Усилитель противораковых CAR-T-лимфоцитов нашли в Т-клеточных опухолях

Американские исследователи провели скрининг Т-клеточных злокачественных опухолей и обнаружили природную мутацию, которая позволила значительно повысить эффективность генно-инженерных противораковых Т-лимфоцитов без канцерогенного эффекта у мышей. Отчет о работе опубликовали в журнале Nature.

Терапевтические Т-лейкоциты с химерным антигенным рецептором (CAR-T-лимфоциты) принципиально изменили результативность лечения некоторых онкологических заболеваний, позволяя добиться полного излечения многих пациентов (подробно об этой технологии мы рассказали в материале «Химера против рака»). Они хорошо зарекомендовали себя при гематологических неоплазмах, однако при солидных опухолях их эффективность ограничена из-за комбинации факторов, включающих недостаточное персистирование in vivo, иммуносупрессивные свойства микроокружения опухоли и усталость клеток. Но при онкозаболеваниях, происходящих из обычных Т-лимфоцитов, происходит их отбор, повышающий выживаемость в аналогичных ситуациях.

Коул Ройбал (Kole Roybal) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско и Чэхюк Чхой (Jaehyuk Choi) из Северо-Западного университета в Чикаго предположили, что человеческие Т-клеточные опухоли могут содержать мутации, способные повысить эффективность CAR-T-лимфоцитов, и занялись проверкой этой гипотезы в своих лабораториях. Для этого они провели систематический скрининг и собрали библиотеку, включившую 71 мутацию (включая 61 точечную в 40 генах и 10 гибридных генов) из клональных Т-клеточных неоплазм, а также 45 соответствующих им генов здоровых клеток для контроля. На основе этих генов собрали векторные лентивирусные конструкты с генетическими штрих-кодами. Их трансдуцировали вместе с химерными рецепторами CD19-CD28z-CAR или CD19-BBz-CAR в Т-лимфоциты линии Jurkat с репортерами активации сигнальных путей NFAT, NF-κB and AP-1 и инкубировали их с клетками-мишенями CD19⁺ или CD19^-; CD19-BBz-CAR также испытывали на мышах с ксенографтами опухолей CD19-K562.

По результатам подобного скрининга для дальнейшей работы был выбран гибрид содержащего домен активации каспазы белка 11 и регуляторной субъединицы гамма фосфатидилинозитол-3-киназы (CARD11—PIK3R3), который нашли в CD4⁺ кожной Т-клеточной лимфоме. Дополнительные эксперименты показали, что этот гибрид уcиливает зависимую от BCL10 и PIK3R3-SH2 активацию сигналосомы CARD11—BCL10—MALT1, необходимой для активации Т-лимфоцитов в ответ на антиген, и повышает экспрессию 43 генов, относящихся к маркерам активации, цитокинам, хемокинам и ко-стимуляторным молекулам, в CD4⁺ and CD8⁺ Т-лимфоцитах.

В опытах in vitro трансдуцированные CARD11—PIK3R3 донорские Т-киллеры с CD19-CD28z-CAR или CD19-BBz-CAR эффективно уничтожали CD19-K562 даже в отсутствие стимулирующего интерлейкина-2, необходимого для нормальной работы этих клеток без трансфекта. При испытаниях на мышиной модели CD19⁺ Nalm6 ксенографтного лейкоза CAR-T-лимфоциты с CARD11—PIK3R3 контролировали заболевание, но животные умирали от прогрессирующей реакции «трансплантат против хозяина», связанной с избытком природных Т-клеточных рецепторов (TCR). После нокаута гена этого рецептора трансгенные лимфоциты с CARD11—PIK3R3 устраняли лейкоз и обеспечивали 100-процентное выживание мышей в течение 33 дней. При этом эффективность сохранялась даже при дозе 4 × 10⁵ CARD11—PIK3R3 CD19-CD28z-CAR-Т-клеток, что на порядок меньше стандартной терапевтической.

Эти клетки радикально повышали выживаемость мышей с моделями не только гематологических опухолей, но и солидных, таких как мезотелиома и меланома, даже без предварительной лимфодеплеции. Более того, трансдукция CARD11—PIK3R3 усиливала эпитоп-специфичную противоопухолевую активность мышиных и человеческих Т-киллеров с TCR, причем они срабатывали в дозах в 20–100 раз меньше, чем аналогичные клетки без трансфекции.

Учитывая, что гибрид CARD11—PIK3R3 обнаружили в клетках злокачественного новообразования, исследователи проверили безопасность оснащенных им Т-лимфоцитов у мышей в течение 418 дней после их введения. Никаких отклонений в составе крови, гистологическом строении лимфоузлов и селезенки, а также признаков злокачественной трансформации они не нашли. Число трансгенных клеток постепенно уменьшалось со временем — к 330–418 дням наблюдения они составляли менее процента от общей популяции Т-киллеров.

Таким образом, исследование и использование мутаций Т-лимфоцитов, возникших в результате естественной эволюции опухолей из этих клеток, представляет собой перспективный подход к повышению эффективности различных видов Т-клеточной терапии, заключают авторы работы.

Ранее различные научные группы показывали, что повысить эффективность CAR-Т-лимфоцитов можно, снижая их истощаемость выключением регуляторного белка Cbl-b, давая им отдых, обучая производству интерлейкина-2, выключая TCR при помощи CRISPR/Cas9 и задействуя неканонический путь NF-κB.