Американские ученые предложили периодически подавлять активность Т-лимфоцитов с химерными антигенными рецепторами (CAR) фармакологически или с помощью генетического выключателя, то есть давать им своеобразный отдых. Как следует из публикации в журнале Science, это помогает эффективно бороться с истощением клеток и, следовательно, поддерживать их функциональность в течение длительного времени.
Принцип технологии химерных антигенных рецепторов (сhimeric antigen receptor, CAR) состоит в том, что у собственных цитотоксических Т-лимфоцитов человека заменяют основной рецепторный комплекс, неспецифически распознающий чужеродные клетки, на искусственный CAR, специфичный по отношению к конкретному виду рака. Химерным такой рецептор называют, поскольку он состоит из разных по происхождению модулей: фрагмента моноклонального антитела (scFv) для распознавания опухолевого антигена, внутриклеточного активирующего домена (CD3ζ) и ряда вспомогательных трансгенов. Для получения CAR-Т-лимфоцитов из крови пациента забирают его собственные клетки, на вирусном векторе внедряют в них ген CAR и вводят обратно в организм. Там эти лимфоциты распознают опухоль и активируются, атакуя ее и выделяя цитокины, привлекающие различные иммунные клетки. Подробнее о технологии CAR можно почитать в нашем материале «Химера против рака».
На сегодняшний день CAR-Т-лимфоциты — наиболее перспективный метод терапии рака, позволяющий добиться полного рассасывания опухолей. Правда, речь идет в основном об онкогематологических заболеваниях, и даже при них примерно у половины пациентов рано или поздно возникают рецидивы. Одна из основных причин недостаточной эффективности CAR-Т-лимфоцитов — истощение этих клеток, при котором они утрачивают эффекторные функции и экспрессируют ингибиторные рецепторы. Относительного успеха в борьбе с этим явлением удавалось достичь довольно сложным методом выключения одного из регуляторных генов.
Ранее Кристал Мэколл (Crystal Mackall) из Стэнфордского университета с коллегами показали, что истощение CAR-Т-лимфоцитов может возникать либо из-за чрезмерной активации при избытке антигенов в опухолевом окружении, либо при тонической активации (постоянном функционировании основных рецепторных сигнальных путей в отсутствие антигена). При этом признаки истощения проявляются и на фенотипическом, и на транскриптомном, и на эпигенетическом уровнях.
Исходя из этого, группа Мэколл предположила, что временное блокирование активности CAR-Т-лимфоцитов — своеобразный отдых — может вернуть им утраченные функции. Чтобы проверить это, в новой работе исследователи встроили в ген химерного рецептора молекулярный выключатель, который позволял этому рецептору функционировать только в присутствии низкомолекулярного соединения. Без него клетка находилась в состоянии отдыха. Помимо этого, для деактивации обычных CAR-Т-лимфоцитов применяли используемый клинически ингибитор тирозинкиназ (ключевых ферментов сигнальных путей CAR) дазатиниб.
Блокада активности CAR-Т-лимфоцитов ex vivo и в организме мышей с имплантированной человеческой злокачественной опухолью предохраняла клетки от тонической активации и появления признаков истощения. Более того, всего четыре дня подобного отдыха вызывали в уже истощенных клетках транскрипционное репрограммирование, эпигенетическое ремоделирование, нормализацию фенотипа и восстановление функций. При этом степень наблюдаемых позитивных эффектов коррелировала с продолжительностью выключения сигнальных путей.
При циклической смене активности и отдыха CAR-Т-лимфоциты эффективнее постоянно «включенных» сдерживали рост опухолей и повышали выживаемость подопытных животных. По мнению авторов работы, внедрение подобных циклических режимов работы CAR-Т-клеток в клиническую практику может существенно повысить эффективность подобной терапии. Тем более, что в самом простом виде осуществить это можно периодическим введением дазатиниба — зарегистрированного лекарственного средства, разрешенного к применению у людей.
Работы по поиску новых областей применения CAR-Т-лимфоцитов и повышения их эффективности ведутся постоянно. Речь идет не только об онкологии, но и лечении вирусных инфекций, и борьбе с клеточным старением.