Исследователи показали возможность лечения фиброза миокарда у мышей введением CAR-T-лимфоцитов, которые атаковали активированные фибробласты сердца. В качестве мишеней для иммунных клеток авторы статьи в Nature тестировали искусственно введенный в фибробласты овальбумин и синтезируемый ими FAP.
Миокард — средний слой стенки сердца, который состоит из мышечной ткани. Он повреждается при заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Эти повреждения приводят к активации фибробластов в стенке, они начинают синтезировать много внеклеточного матрикса — этот процесс называется фиброзом. В результате сердечная мышца теряет эластичность, что отрицательно влияет на работу сердца и состояние пациента. При этом лечения фиброза миокарда не существует.
Международная группа исследователей под руководством Джонатана Эпштейна (Jonathan Epstein) из Пенсильванского университета предположила, что можно попробовать уничтожать активированные фибробласты в сердце с помощью CAR-T-клеток. ГМ-лимфоциты имеют модифицированные рецепторы, состоящие из вариабельного участка, узнающего антиген, и доменов, передающих сигнал внутрь клетки. После узнавания антигена на клетке-мишени CAR-T-лимфоцит уничтожает ее. Такая терапия эффективна против некоторых онкологических заболеваний — лейкемий и лимфом.
Для проверки гипотезы ученые использовали мышей, фибробласты миокарда которых начинали экспрессировать при активации нехарактерный для них белок овальбумин. Мышам вводили осмотическую мини-помпу с ангиотензином II и фенилэфрином, которые приводили к развитию повреждения и фиброзу миокарда. Через неделю после введения помпы животным вкалывали CAR-T-клетки, распознающие овальбумин (опытная группа). Оценив состояние миокарда спустя четыре недели с начала эксперимента, ученые наблюдали низкую степень фиброза и сниженную массу сердца у опытной группы мышей.
Подтвердив возможность терапии фиброза CAR-T, авторы статьи нашли специфический для исследуемых фибробластов белок. Они оценили активность генов фибробластов миокарда, взятого у пациентов с кардиомиопатиями, и выделили те, экспрессия которых повышается в случае фиброза, в частности: ген фибробласт-активирующего белка (FAP). У мышей, которым вводили CAR-T, узнающие FAP, сократилась область фиброза и восстановились функции миокарда в сравнении с контрольной группой.
Терапия никак не повлияла на состояние других тканей мышей и была нетоксична для сердца. Хотя до проведения тестов на людях еще далеко, авторы надеются, что CAR-T смогут лечить не только рак, но и заболевания сердечно-сосудистой системы.
Недавно мы писали, что регуляторные Т-клетки кожи подавляют развитие фиброза в коже мышей. В другом исследовании было показано, что мультиспецифичные duoCAR-T уничтожают даже зараженные ВИЧ-1 лимфоциты в клеточной культуре и селезенке мышей.
Екатерина Харыбина
И еще четырех видов опухолей
Британские и датские иммунологи обнаружили на цитотоксических T-лимфоцитах рецептор, узнающий одновременно три разных опухолевых антигена. Пациент, у которого были обнаружены эти Т-клетки, смог достичь полной ремиссии меланомы четвертой клинической стадии. Такое строение T-клеточных рецепторов не дает клеткам опухоли ускользнуть от противоопухолевого иммунитета. Похожие типы Т-клеточных рецепторов есть и у здоровых людей, но их роль в противоопухолевом иммунитете пока неясна. Исследование опубликовано в виде статьи в журнале Cell. Клеточная терапия онкологических заболеваний направлена на введение в организм Т-лимфоцитов, узнающих фрагменты белков опухоли, выставляемые клетками на поверхности белков главного комплекса гистосовместимости (HLA-антигенов). Она позволяет добиться ремиссии во многих случаях, при которых другие виды лечения неэффективны. Но врачи часто сталкиваются с ускользанием опухолевого клона от такого иммунитета. Иногда достаточно нескольких месяцев, чтобы опухолевые клетки перестали экспрессировать маркер, который должны были узнавать лимфоциты. Хотя большинство Т-лимфоцитов узнают один эпитоп, некоторая часть из многообразия Т-клеточных рецепторов, образующихся в процессе созревания Т-клеток, узнает не один, а сразу несколько антигенов. Такие клетки есть и у здоровых людей, и у пациентов с аутоиммунными болезнями. Рецепторы, нацеливающие иммунную систему сразу на несколько молекул-мишеней, могли бы повысить эффективность клеточной терапии. Ведь даже если с поверхности опухоли исчезнет один антиген, то иммунный ответ против второго сохранится, и лечение останется эффективным. Шаг в сторону использования этого принципа в терапии сделала группа онкологов и иммунологов из Великобритании и Дании под руководством Эндрю К. Сьюэлла (Andrew K.Sewell) из Университета Кардиффа. На протяжении последних 15 лет они занимаются клеточной терапией меланомы. В рамках клинических исследований врачи забирали у пациентов клетки крови, отбирали среди них Т-лимфоциты, тропные к меланоме, и после культивации in vitro вводили клетки обратно пациентам. В одном из исследований, проведенном в 2011-2014 годах, участвовал пациент с четвертой клинической стадией меланомы, у которого клеточная терапия позволила добиться десятилетней ремиссии болезни (обычно же медианная продолжительность жизни с момента постановки диагноза у таких пациентов не превышает года). Ученые решили детально исследовать, с какими особенностями Т-клеточного ответа это было связано. Как выяснили иммунологи, почти вся противоопухолевая активность лимфоцитов пациента была связана одним лимфоцитарным клоном (его обозначили MEL8), который реагировал in vitro не только на меланому, но и на клетки острого миелолейкоза, опухоли молочной, предстательной и поджелудочной железы от других пациентов с таким же типом HLA-антигена (гаплотип HLA A*02:01, наиболее распространенный в мире). Это было неожиданно, ведь рецепторы этих Т-клеток чувствительны к белку мелану A, специфичному для меланоцитов и происходящих от них опухолей (включая меланому). Авторы создали библиотеку из 936 миллиардов декапептидных последовательностей и оценили in silico сродство рецепторов MEL8 к олигопептидам, связанным с HLA A*02:01. Такой скрининг позволил отобрать 500 пептидов, представленных в протеоме человека. Три из них — участки белков мелана А, BST2 и IMP2 — имели сродство к Т-клеточному рецептору MEL8 in vitro и при этом экспрессировались меланомой. У всех трех декапептидных последовательностей нашлась гомология и на уровне аминокислотной последовательности, и на уровне третичной структуры, что было подтверждено рентгеноструктурным анализом. Т-клетки, у которых есть рецепторы, тропные одновременно к мелану А, IMP2 и BST2, были обнаружены у здоровых добровольцев и у одного пациента с хроническим лимфолейкозом, но их количество было невелико. Обнаруженный вид поливалентного рецептора можно использовать и для лечения других пациентов: исследователи секвенировали последовательность Т-клеточного рецептора и трансдуцировали этой последовательностью другие линии лимфоцитов в рамках своих экспериментов. Следовательно, есть предпосылки для создания эффективной клеточной терапии опухолей или противоопухолевой вакцины. Впрочем, пока невозможно говорить, насколько безопасной было бы такое лечение, ведь исследование британских и датских ученых основано лишь на единичных наблюдениях пациентов с опухолями. Кроме того, распознавание эпитопов Т-клеточным рецептором зависит от варианта HLA.антигена, имеющегося у данного конкретного человека, и распространенность полимодальных Т-клеточных рецепторов у носителей разных вариантов HLA может отличаться. Даже сильного иммунного ответа против клеток меланомы может оказаться недостаточно для победы над болезнью — на эффективность лечения могут влиять такие факторы, как уровень тестостерона.