Антиген и интерлейкин повышают период активности CAR T-клеток

CAR T-терапия — многообещающий подход в терапии различных онкозаболеваний. Чаще всего CAR T-клетки применяют для терапии гематологических раков. Однако такая терапия часто сопровождается рецидивами. Это объясняется тем, что CAR T-клетки не могут долго находиться в кровотоке пациента. «Большинство исследований, направленных на решение этой проблемы, сосредоточено на реорганизации самой CAR T-клетки — например, путем введения или удаления генов, чтобы клетка оставалась активной дольше, — говорит Мохаммад Рашидиан из Онкологического центра Дана — Фарбера в Бостоне, руководитель исследования. — Хотя эти подходы сулят большие перспективы, в клинике они пока не показали особой эффективности. Мы решили подойти к проблеме с совершенно другой стороны».

В новой статье, опубликованной в Nature Biotechnology, авторы представили конструкцию CAR-E (CAR-Enhancer), состоящую из целевого антигена и низкоаффинной сигнальной молекулы. Взаимодействие CAR-E с CAR T-клетками повышает активность и время жизни в организме пациента у последних.

В качестве модели заболевания авторы использовали множественную миелому. Конструкция CAR-E состояла из антигена созревания B-клеток (B cell maturation antigen, BCMA) и низкоаффинной мутантной формы IL-2. Мутации в составе IL-2 минимизируют воздействие этого интерлейкина на обычные Т-клетки и снижают риск системной токсичности.

Анализ с помощью проточной цитометрии показал, что BCMA CAR-E связывается с CAR T-клетками, но не с нетрансдуцированными Т-клетками. Контрольная конструкция без BCMA не взаимодействовала с CAR T-клетками. Это показывает, что связывание BCMA CAR-E с CAR T-клетками в первую очередь определяется BCMA.

Инкубация BCMA CAR T-клеток с BCMA CAR-E повысила экспрессию маркера активации CD69. Далее авторы проверили, влияет ли BCMA CAR-E на цитотоксическое действие CAR T-клеток в отношении OPM2 — клеточной линии множественной миеломы. Результаты не показали ингибирующего воздействия BCMA CAR-E на цитотоксичность CAR T-клеток.

BCMA CAR-E активировала фосфорилирование транскрипционного фактора STAT5 в CAR T-клетках. Данный транскрипционный фактор отвечает за пролиферацию и дифференцировку клеток.

В in vivo экспериментах авторы использовали мышиную ксенографтную модель множественной миеломы. Мышам вводили клетки OPM2, затем через две недели проводили инфузию BCMA CAR T-клетками. Часть мышей также получала BCMA CAR-E. Спустя месяц или чуть дольше у мышей, получавших CAR-E, большая часть CAR T-клеток была обнаружена в селезенке и костном мозге. У мышей, получавших только CAR T-клетки или контрольную конструкцию CAR-E, CAR T-клетки в организме не задерживались. Данные результаты показывают, что BCMA CAR-E продляет персистенцию CAR T-клеток в организме.

Анализ GFP-положительных клеток OPM2 в селезенке и костном мозге с помощью проточной цитометрии показал, что у некоторых мышей, независимо от схемы лечения, полностью исчезли опухолевые клетки — у 6 из 12 мышей в группе только CAR T-клеток, у 4 из 7 мышей в группе CAR T-клеток с контрольной конструкцией и у всех 22 мышей в группе CAR T-клеток с BCMA CAR-E. Авторы объясняют эти результаты клинически значимой дозой CAR T-клеток, использованной в данной работе. Тем не менее, применение CAR-E не только усилило персистенцию CAR T-клеток, но и улучшило уничтожение опухолевых клеток.

Далее авторы повторили эксперимент, но с уменьшенной дозой CAR T-клеток — 100 тысяч клеток. У всех мышей, получавших BCMA CAR-E, клетки опухоли полностью исчезли. С другой стороны, ни одно животное, получавшее только CAR T-клетки или CAR T-клетки вместе с контрольной конструкцией, не достигло ремиссии.

Спустя три месяца после терапии CAR T-клетки у мышей, получавших CAR-E, сохраняли цитотоксическое действие по отношению к опухолевым клеткам. Фенотипический анализ показал наличие различных CAR T-клеток памяти. РНК-секвенирование единичных клеток продемонстрировало, что популяция CAR T-клеток после терапии CAR-E состоит в основном из CD8+ Т-клеток. К тому же не было выявлено повышенной экспрессии маркеров Т-клеточного истощения.

CAR-E повышает активность и персистенцию CAR T-клеток и стимулирует возникновение разных субпопуляций Т-клеток памяти, которые могут заново активироваться в ответ на стимуляцию.

«Самое интересное в этой терапии — то, как легко ее можно интегрировать в уход за пациентами, получающими CAR T-клеточную терапию, — говорит Таха Рахшандеру, первый автор статьи. — Это такое элегантное решение проблемы истощения CAR T-клеток. Нам не терпится начать его тестирование в клинических испытаниях».