CAR T-клетки могут вооружать другие Т-лимфоциты своими рецепторами

CAR T-клеточная терапия представляет собой метод иммунотерапии онкологических заболеваний — в Т-клетках пациента экспрессируют химерные антигенные рецепторы (CAR), способные распознавать раковые клетки. Однако эффективность этой терапии может снижаться из-за различных процессов, включая трогоцитоз — механизм, при котором клетка «откусывает» фрагмент мембраны другой клетки и встраивает в себя ее белки. Ранее было показано, что трогоцитоз может приводить к передаче CAR от Т-лимфоцитов к опухолевым клеткам и снижать эффективность терапии. Исследователи из Уппсальского университета установили, что CAR T-клетки способны также передавать химерные антигенные рецепторы окружающим Т-лимфоцитам.

Чтобы убедиться в возможности трогоцитоза, ученые совместно инкубировали две линии Т-клеток, различающихся по поверхностным маркерам (популяции Thy1.1⁺CD45.2⁺ и Thy1.2⁺CD45.1⁺). После суток коинкубации часть маркеров перемещалась с клеток-«доноров» на «реципиентов» — это подтвердили при помощи проточной цитометрии и флуоресцентной микроскопии. Аналогичными экспериментами был подтвержден трогоцитоз и для молекул CAR, причем их передача усиливалась при активации Т-клеток таргетными антигенами. То есть CAR T-клетки, уже встретившиеся со своим антигеном, активнее отдавали другим лимфоцитам свои химерные антигенные рецепторы.

Ученые также проверили, сохраняют CAR ли свою функциональность после того, они окажутся на мембране клеток-реципиентов. Для этого они совместно инкубировали CAR T-клетки, лимфоциты-реципиенты и опухолевые клетки-мишени CAR, после чего измеряли уровень факторов активации клеток. Оказалось, что передача CAR усиливает активацию клеток-реципиентов — приобретя рецептор, они продуцировали больше маркеров активации, чем контрольные лимфоциты, инкубировавшиеся без CAR-T.

Ранее считалось, что трогоцитоз протекает при межклеточном взаимодействии, когда передаваемая молекула связывается с комплементарной молекулой на мембране другой клетки. Однако обычные Т-лимфоциты не несут на себе антиген для CAR, поэтому исследователи продолжили изучение механизма трогоцитоза и выдвинули гипотезу о ключевой роли трансмембранных доменов белков в этом процессе. Они предположили, что вероятность интегрального белка перейти на другую клетку зависит от его «закрепленности» в мембране. Чтобы это проверить, ученые экспериментально сравнили клетки, несущие модифицированный Thy1.1 с различными трасмембранными доменами: их получили от CD28 (длиной 27 аминокислот) или CD45 (длиной 21 аминокислоту). Для сравнения взяли также белок с гликофосфатидилинозитольным якорем, интегрированным в липидный бислой. Выяснилось, что более короткий трансмембранный домен CD45 ослаблял трогоцитоз по сравнению с другими двумя вариантами. Это подтвердилось и в опытах с разными трансмембранными доменами CAR.

Дополнительно исследователи проанализировали пространственное расположение передаваемых мембранных белков и выяснили, что наиболее активно трогоцитоз протекает на микроворсинках Т-лимфоцитов. Фрагменты мембраны на их концах отщепляются и передаются клеткам-реципиентам.

Данная работа подчеркивает значимость трансмембранных доменов и локализации мембранных белков при их передаче между Т-клетками. Понимание механизма трогоцитоза открывает новые возможности для оптимизации CAR-T клеточной терапии. Регулируя этот процесс, можно повысить устойчивость CAR-T лимфоцитов и снизить вероятность утраты рецепторов, что потенциально улучшит результаты лечения онкологических заболеваний.

«Теперь, когда мы знаем, как регулируется трогоцитоз, мы можем разрабатывать молекулы CAR со склонностью к трогоцитозу и без нее, чтобы оценивать различные варианты CAR в продвинутых модельных системах и, надеюсь, позже в клинических испытаниях», — прокомментировал открытие один из авторов публикации Магнус Эссанд.

Цитоплазматический «хвост» из CTLA-4 повышает эффективность CAR-T клеток