Аполлинария Боголюбова-Кузнецова: «Клеточные продукты — это баланс между эффективностью и безопасностью»

Аполлинария Боголюбова-Кузнецова, к.б.н., руководитель управления биомедицинских технологий, заведующая лабораторией трансляционной иммунологии, руководитель центра высокоточных генетических технологий для медицины ФГБУ «НМИЦ гематологии» Минздрава РФ, выступила с лекцией «Клеточные технологии для лечения пациентов: CAR-T и не только».

Иммунитет защищает не только от чужого, но и от измененного своего

Функции иммунитета во многом связаны с распознаванием и устранением чужеродных элементов. Для защиты от патогенов могут служить поведенческие адаптации или физические барьеры, но тогда, когда они не справляются, на помощь приходит иммунитет. Многие клетки врожденного иммунитета имеют специализацию: эозинофилы и базофилы преимущественно борются с гельминтами, грибами и внеклеточными бактериями, макрофаги и нейтрофилы — с внутриклеточными бактериями, а натуральные киллеры — с вирусами. Реакции врожденного иммунитета, в свою очередь, сопровождаются активностью клеток адаптивного иммунитета — T- и B-лимфоцитов. B-клетки занимаются выработкой антител, а Т-клетки после распознавания антигена (в составе главного комплекса гистосовместимости, major histocompatibility complex, MHC) начинают выполнять свои эффекторные функции, которые отличаются в зависимости от типа Т-клетки. Т-киллеры (CD8+ Т-клетки) уничтожают зараженные клетки, что позволяет предотвратить распространение инфекции, а Т-хелперы (CD4+ Т-клетки) повышают эффективность работы других иммунных клеток. Регуляторные же Т-клетки предупреждают развитие чрезмерного иммунного ответа, чтобы он не повредил собственный организм.

Иммунные клетки существуют во всем организме и циркулируют по нему, но во многом они сосредоточены в тех органах, которые находятся вблизи барьеров — кожи и слизистых оболочек. В этом случае иммунные клетки могут «дежурить», быстро реагируя на нарушения барьеров и вызывая подмогу в виде специализированных клеток адаптивного иммунитета. Это позволяет своевременно устранить угрозу: известно, что одна Т-клетка проходит весь организм за 24 ч.

Иммунная система также способна распознавать собственные измененные клетки как чужеродные и избавляться от них. Именно такие клетки могут дать начало опухолям. Опухолевые клетки несут мутации, которые обеспечивают их бесконечное деление и невосприимчивость к сигналам гибели. Они также изменяют свой метаболизм, адаптируясь к высокой скорости роста, и стимулируют рост сосудов, которые доставят к опухоли питательные вещества. Вместе с тем опухоли способны ускользать от иммунного ответа, чтобы избежать устранения, и при этом обращают воспаление в свою пользу.

Взаимодействие опухоли с иммунитетом

Сложные отношения опухоли с иммунитетом описываются принципом трех E: Elimination — удаление, Equilibrium — равновесие и Escape — ускользание.  

Отдельные аномальные клетки могут возникнуть в организме любого человека, и они сразу же становятся видимыми для иммунитета, который, как правило, успешно их уничтожает. Однако из-за нестабильности генома и устойчивости к сигналам смерти опухолевые клетки могут давать начало потомкам с дополнительными мутациями. Такие клетки лучше адаптируются к атакам со стороны иммунитета. В результате происходит естественный отбор опухолевых клеток, которые успешнее всего адаптируются к давлению со стороны иммунитета. На стадии равновесия опухоль еще не способна активно расти, так как ее пролиферация сдерживается иммунитетом, но и не исчезает до конца. Когда опухоль приобретает большое количество механизмов, позволяющих ей уклоняться от иммунного надзора, иммунитет теряет контроль над ней. Даже если иммунные клетки могут «увидеть», что опухоль существует, они не способны бороться с ней, так как опухоль способна вырабатывать иммуносупрессорные факторы.

Иммунотерапия — «живое лекарство»

Идея иммунотерапии состоит в том, чтобы усилить или разбудить иммунные клетки: научить их лучше находить опухоль и атаковать ее.

Иммунотерапия хорошо работает в так называемых «горячих» опухолях, в которых представлено много иммунных клеток. Сложнее ситуация обстоит с «холодными» опухолями, которые иммунные клетки не «видят» вообще — в этом случае иммунотерапия, скорее всего, окажется неэффективной.

Один из подходов к получению иммунотерапии «горячих» опухолей — взять инфильтрирующие опухоль лимфоциты, культивировать и активировать их ex vivo (вне организма), а затем ввести назад пациенту. Считается, что такие лимфоциты уже умеют распознавать опухоль, поэтому дополнительно их модифицировать не нужно. В 2024 г. американская FDA впервые одобрила разработанный по такому принципу препарат — лифилейцел (Lifileucel, торговое название Amtagvi), — для лечения неоперабельной метастатической меланомы.

Другой подход современной клеточной иммунотерапии — генетическая модификация иммунных клеток с целью получения продукта определенной специфичности. Например, Т-клетки модифицируют так, чтобы они экспрессировали Т-клеточный рецептор (ТКР/TCR), который распознает конкретный антигенный эпитоп опухолевой клетки. Такой подход называется ТКР-T-клеточной терапией. Он позволяет получать Т-лимфоциты, которые могут распознавать не только поверхностные, но и внутриклеточные белки, так как этот антиген может быть представлен в комплексе с MHC и распознан ТКР. Кроме того, этот подход отличается высокой специфичностью, ведь Т-клетка распознает конкретный небольшой антиген. Но это и недостаток такой терапии: опухоль может легко избавиться от экспрессии именно такого антигена за счет мутации. Чтобы снизить риск развития резистентности, можно составлять «коктейли» из Т-клеток с разными ТКР. В 2024 г. FDA впервые одобрила ТКР-T-клеточную терапию — афамицел (afami-cel, продаваемый под названием Tecelra) для лечения неоперабельной метастатической синовиальной саркомы.

В случае CAR-Т-клеточной терапии Т-клеткам добавляют экспрессию химерного антигенного рецептора (CAR), который состоит из антигенсвязывающей части (как правило, представленной фрагментом антигена) и сигнальных доменов, ответственных за активацию Т-клетки. Он может распознать антиген на поверхности опухолевой клетки и передать сигнал в Т-клетку, чтобы стимулировать ее к уничтожению опухоли и выделению провоспалительных цитокинов, способных «разбудить» весь остальной иммунитет. Так как для распознавания антигена в случае CAR используется, как правило, фрагмент антитела, не требуется дополнительного взаимодействия с МНС, поэтому опухоль не может ускользнуть на этапе презентации антигена. Однако это также значит, что CAR-Т-клетки реагируют только на поверхностные белки, и необходимо найти настолько специфичную мишень, чтобы Т-клетки атаковали только опухолевые, но не здоровые клетки.

В целом производство CAR-Т-клеток достаточно простое по сравнению с ТКР-Т-клетками. А по скорости развития технология CAR-T занимает первое место по сравнению с другими клеточными терапиями.

Побочные эффекты и токсичность клеточной терапии

Клеточные терапии на основе модифицированных иммунных клеток — это тонкая грань между активацией иммунных клеток, позволяющей им эффективно уничтожать опухоли, и безопасностью. Так как иммунная система гиперактивируется, она может начать вредить собственному организму. Токсичность CAR-Т-клеточной терапии и других вариантов клеточной терапии прежде всего связана с синдромом выброса цитокинов и нейротоксичностью.

Именно двум этим явлениям отводится особое внимание при проведении доклинических и клинических испытаний CAR-Т терапии. Уже сейчас эти побочные эффекты достаточно быстро купируются и практически не приводят к летальным случаям.

Токсичность CAR Т-клеточной терапии бывает направлена на мишень (on-target) или на похожую на нее молекулу (off-target). Целевая токсичность может приводить к тому, что CAR- Т-клетки начнут уничтожать здоровые клетки, на поверхности которых также представлена их мишень. Это связано с тем, что на данный момент трудно найти полностью специфические поверхностные маркеры, и выбирают те, которые широко представлены на опухолевых клетках и ограниченно — на здоровых. Ученым и врачам приходится идти на компромисс, понимая, что в этом случае погибнут и опухолевые, и нормальные клетки. Например, анти-CD19 CAR-Т терапия поражает и опухолевые, и нормальные B-клетки, но при переливании иммуноглобулинов отсутствие B-клеток не угрожает здоровью пациентов. А вот в случае анти-MAGE-A3 ТКР-Т-клеточной терапии в клинических исследованиях у пациентов развивалась нейротоксичность, связанная с экспрессией в мозге похожего антигена MAGE-A12, и она приводила к летальному исходу. Поэтому на стадии доклинических исследований ученые тщательно проверяют, чтобы целевой антиген не был широко экспрессирован в других органах и тканях.

В случае нецелевой токсичности терапевтические Т-клетки атакуют другую похожую мишень на здоровых клетках. Например, при клинических испытаниях анти-MAGE-A3 ТКР-Т-клеточной терапии оказалось, что она может вызвать острую коронарную недостаточность. Это было связано с тем, что этот ТКР помимо своей мишени распознает титин — белок, представленный в кардиомиоцитах.

Персонализированная или универсальная терапия

В идеале клеточная терапия должна быть персонализованной. Имея информацию о том, какой у пациента тип опухоли, какая линия терапии, зная историю о сопутствующем лечении и предыдущих вмешательствах, можно подобрать клеточные продукты. Анамнез при этом важен, чтобы сделать выводы об иммунной системе пациента: после продолжительной терапии она может быть истощена. Если Т-клетки уже были истощены, то после модификации они не смогут эффективно бороться с опухолями. А если в анамнезе была трансплантация аллогенных гемопоэтических стволовых клеток, то источником Т-клеток может стать донор, у которого они не истощены.

Клеточные продукты можно сделать и универсальными. В этом случае берут клетки здоровых доноров и изготавливают клеточные продукты заранее, поэтому их можно брать сразу по требованию для любого пациента («off-the-shelf»). Благодаря этому не нужно ждать, когда для каждого конкретного пациента будет подобрана своя терапия. Это также значительно снижает стоимость терапии. Однако такие продукты все же чужеродны для организма и могут начать его атаковать (или, наоборот, вызвать иммунное отторжение у пациента). Поэтому такие универсальные аллогенные CAR-Т-клетки дополнительно модифицируют так, чтобы они не несли рецепторов, реагирующих на чужеродное, или, наоборот, маркеров, служащих сигналом чужеродности для организма пациента. Также время жизни аллогенных CAR-Т-клеток в организме снижено, поэтому они не способны осуществлять длительный иммунный надзор в течение многих лет. Поэтому универсальные аллогенные клеточные продукты удобны в том случае, если после их эффективного действия успех терапии закрепляется дополнительно, например, трансплантацией гемопоэтических стволовых клеток.

Еще одна проблема CAR-Т терапии — необходимость проводить генетическую модификацию вне организма, что достаточно дорого. В связи с этим развивается подход к такой терапии in vivo. В этом случае пациенту вводят вирусный вектор, который доставляет нужный для модификации ген и создает CAR-Т-клетки внутри организма пациента. Это гораздо дешевле и проще для масштабного производства, поэтому привлекает много внимания со стороны фармкомпаний. Однако вопрос о безопасности такой вирусной терапии остается открытым: не возникнет ли токсичности из-за заражения вирусом не тех клеток?

Перспективы в России

НМИЦ гематологии — первый в мире институт переливания крови, открытый в 1926 г., и на протяжении сотни лет центр является важнейшим учреждением, где ведутся научные исследования в области гематологии и переливания крови. С 2022 г. в нем ведется проект по разработке анти-CD19 CAR-Т терапии. В кратчайшие сроки клеточный продукт, получивший название Утжефра, прошел все стадии ранней разработки и доклинических исследований, а в декабре 2024 г. стартовали его регистрационные клинические исследования. Препарат показал свою эффективности и безопасность у пациентов с В-клеточными злокачественными новообразованиями системы крови, лейкозами и лимфомами, и сейчас ведется подготовка документов для получения регистрационного удостоверения. С учетом того, что CAR-T-клеточная терапия с 2026 года вошла в программу ОМС, уже сейчас терапия Утжефрой доступна российским пациентам в стенах НМИЦ гематологии.