Американским исследователям удалось многократно повысить эффективность терапии онкогематологических заболеваний лимфоцитами с химерными антигенными рецепторами (CAR-T-лимфоцитами) в доклинических испытаниях. Для этого они использовали экспериментальный препарат — модифицированный человеческий цитокин, стимулирующий лимфоцитарный рост. В экспериментах in vitro и на животных моделях мышиных и человеческих опухолей такая терапия приводила к стойкому уничтожению раковых клеток, в то время как сами по себе CAR-T-лимфоциты давали лишь временный эффект. Отчет о работе опубликован в журнале Nature Communications.
В самых общих чертах принцип CAR-T-терапии заключается в том, что у пациентов или доноров забирают Т-лимфоциты и заменяют их основной рецептор (TCR), предназначенный для распознавания чужеродных клеток, на искусственно созданный (CAR), специфичный в отношении заданной опухоли. После этого генно-модифицированные клетки вводят пациенту.
В доклинических испытаниях эта методика позволила добиться длительной ремиссии и даже полного рассасывания опухолей у пациентов с некоторыми онкологическими (преимущественно гематологическими) заболеваниями. В 2017 году Управление по продуктам и лекарствам США (FDA) впервые одобрило ее клиническое применение, по состоянию на июнь 2022 года оно зарегистрировало четыре препарата CAR-T-лимфоцитов: аксикабтаген цилолейцел, тисагенлеклейцел, брексукабтаген аутолейцел и лизокабтаген маралейцел. Все они предназначены для терапии B-клеточной лимфомы. Это связано с наличием у В-лимфоцитов присущего только им антигена CD19, который служит удобной мишенью для терапии, обеспечивая ее эффективность.
Эксперименты по CAR-T-терапии других онкозаболеваний зачастую демонстрируют недостаточно стойкий эффект, что обусловлено постепенным истощением CAR-T-лимфоцитов, при котором они утрачивают эффекторные функции и экспрессируют ингибиторные рецепторы, и гибелью этих клеток.
Чтобы повысить функциональность и выживаемость противоопухолевых лимфоцитов, сотрудники Университета Вашингтона в Сент-Луисе под руководством Джона ДиПерсио (John DiPersio) использовали модифицированный рекомбинантный человеческий интерлейкин-7 (отвечает за созревание и выживание лимфоцитов), гибридизированный со стабильной биологической платформой в виде химерного Fc-фрагмента иммуноглобулина (пролонгирует эффект и предотвращает нежелательную иммунную реакцию). Подобный препарат, известный как rhIL-7-hyFc, NT-I7 или эфинептакин альфа, в настоящее время проходит первую фазу клинических испытаний в комбинации с пембролизумабом для иммунотерапии опухолей.
На первой стадии работы исследователи культивировали в питательной среде CD19+ опухолевые клетки с анти-CD19 CAR-T-лимфоцитами (UCART19) и разными концентрациями rhIL-7-hyFc (10, 100 и 1000 нанограмм на миллилитр плюс контрольная группа). Без препарата иммунотерапевтические клетки переставали размножаться к концу второй недели эксперимента, добавление его в культуру предотвращало гибель UCART19, стимулировало их пролиферацию и поддерживало полифункциональность, особенно при концентрациях выше 10 нанограмм на миллилитр.
Для оценки эффективности in vivo использовали иммунодефицитных NSG мышей с привитыми человеческими опухолями (В-клеточной лимфомой и CD33+ острой миелоидной лейкемией) и обычных животных с мышиной CD19+ лимфомой. Все они получали лечение «профильными» CAR-T-лимфоцитами (UCART19, UCART33 и mCART19 соответственно). В 1-й, 15-й и 29-й дни терапии им вводили по 10 нанограмм rhIL-7-hyFc на килограмм массы тела и сравнивали с контрольной группой.
Во всех случаях модифицированный интерлейкин-7 обеспечивал стабильное размножение CAR-T-лимфоцитов на всем протяжении наблюдений, а также повышал их эффективность (цитотоксичность) и снижал истощение.
В присутствии препарата все животные с человеческими онкозаболеваниями оставались живы и в большинстве случаев свободны от опухолей на момент окончания эксперимента (175-й день, что составляет примерно одну пятую средней продолжительности жизни лабораторной мыши), в то время как без него (только с CAR-T) доживали максимум до 40-го дня, а без лечения вообще погибали в течение двух недель.
В эксперименте с мышиной лимфомой до его окончания (более 100 дней) дожили 4 из 4 животных, получивших mCART19 с rhIL-7-hyFc, 3 из 4 — получивших только mCART19, и по 1 из 4 в двух контрольных группах.
Дополнительные эксперименты показали, что rhIL-7-hyFc также снижает минимальную эффективную дозу CAR-T-лимфоцитов, повышая при этом их количество и качество in vivo.
Если полученные результаты удастся воспроизвести у людей, методику можно будет применять в обозримом будущем, поскольку, как сказано выше, rhIL-7-hyFc уже проходит клинические испытания, пусть и по другому показанию.
Ранее разным лабораториям удавалось поддерживать функциональность и продлевать жизнь CAR-T-лимфоцитов, давая им своеобразный «отдых», выключая синтез регуляторного белка Cbl-b и задействуя неканонический сигнальный путь транскрипционного фактора NF-kB.
Экспериментальное применение CAR-T-клеток включает не только лечение широкого спектра онкологических заболеваний, но и терапию вирусных инфекций, фиброза и аутоиммунных заболеваний, а также противодействие клеточному старению.