Инженерный интерлейкин-10 повышает активность CAR-T-клеток in vitro

Ученые из Великобритании, Германии, Франции и США создали инженерный IL-10, который запускает противовоспалительный сигнальный каскад эффективнее, чем IL-10 дикого типа, а потому перспективен для клинического применения.

Интерлейкин-10 (IL-10) — это димерный цитокин, стимулирующий сильный противовоспалительный ответ. Рекомбинантный IL-10 ранее рассматривался как терапевтический агент при воспалительных заболеваниях кишечника, однако клинические исследования не подтвердили его эффективность. IL-10 связывается с клеточным рецептором, состоящим из двух субъединиц: IL-10Rα и IL-10Rβ, при этом эффективность связывания с первой значительно выше, чем со второй. Это обстоятельство служит лимитирующим фактором для формирования устойчивого комплекса интерлейкин-рецептор и запуска соответствующего сигнального каскада. В новой работе ученые предположили, что недостаточная клиническая эффективность IL-10 связана с его слабой аффинностью к IL-10Rβ и создали инженерный IL-10 с повышенным сродством к этой субъединице рецептора.

В основу нового IL-10 лег разработанный авторами ранее мономерный вариант цитокина с удлиненным на шесть пептидов линкером между спиралями D и E. Инженерный IL-10 экспрессировали в дрожжевой системе таким образом, чтобы он выводился на поверхность клеток. Связывание клеток с IL-10Rβ измеряли с помощью флуоресцентно-меченых субъединиц рецептора. Ученые провели несколько раундов отбора дрожжевых колоний и получили IL-10, связывающий IL-10Rβ в наномолярных концентрациях.

Действие инженерного IL-10 проверяли на культурах клеток, используя в качестве контроля IL-10 дикого типа. В одном из экспериментов первичные моноциты человека стимулировали липополисахаридами и измеряли уровень секреции IL-6 в присутствии IL-10. В насыщающей концентрации (концентрация, при которой все рецепторы постоянно заняты) оба варианта IL-10 ингибировали секрецию IL-6 одинаково, однако при концентрациях ниже насыщающей инженерный IL-10 сохранял способность блокировать IL-6, тогда как IL-10 дикого типа переставал работать. Транскриптомный анализ моноцитов показал, что инженерный IL-10 в низких концентрациях ингибирует экспрессию провоспалительных цитокинов и хемокинов эффективнее, чем IL-10 дикого типа.

Известно, что IL-10 не только запускает противовоспалительный ответ, но и стимулирует цитотоксические CD8⁺ T-клетки. Авторы проверили, улучшилась ли эта функция у инженерного IL-10. Первичные культуры человеческих CD8⁺ T-клеток активировались в присутствии разных вариантов IL-10; их активация соответствовала активации STAT1 и STAT3, которую измеряли с помощью проточной цитометрии. Инженерный IL-10 запускал более мощный STAT-сигналинг в ненасыщающих концентрациях, чем IL-10 дикого типа. Кроме того, в присутствии инженерного IL-10 клетки активнее производили цитотоксическую эффекторную молекулу гранзим B.

Ученые также показали, что инженерный IL-10 повышает цитотоксическую активность CAR-T-клеток. CAR-T клетки культивировались в присутствии разных вариантов IL-10, а затем тестировались против клеточной линии Mono-Mac-6. После инкубации с CAR-T-клетками в присутствии инженерного IL-10 выживало только 36% опухолевых клеток. Если же использовался IL-10 дикого типа, 54% опухолевых клеток оставались жизнеспособными.

Авторы заключают, что повышенная аффинность инженерного IL-10 к IL-10Rβ способствует значительному улучшению иммуномодуляторных функций этого интерлейкина и снижает концентрацию, необходимую для запуска специфических сигнальных путей. Улучшенный IL-10 потенциально может использоваться как компонент противовоспалительной и противораковой терапии.