Химерные цитокиновые рецепторы повышают эффективность CAR-T терапии солидных опухолей

CAR-T терапия произвела революцию в лечении гематологических злокачественных новообразований. К сожалению, при лечении солидных опухолей эти клетки не показали высокой эффективности. Доклинические и клинические исследования CAR-T терапии солидных опухолей продемонстрировали необходимость передачи сигналов цитокинов для эффективного противоопухолевого ответа. Искусственное повышение экспрессии цитокинов положительно влияет на эффективность CAR-T терапии солидных опухолей, однако для этой тактики характерна высокая токсичность. Справиться с этой проблемой может помочь создание конститутивно активных цитокиновых рецепторов. В настоящее время идет поиск систем для получения таких рецепторов. Лейциновые молнии имеют модульную конструкцию и могут быть использованы в качестве модельной системы.

В новой работе американские исследователи заменили в модифицированных Т-клетках внеклеточный домен различных цитокиновых рецепторов (IL-2R, IL-7R, IL-10R, IL-12R, IL-21R, IL-22R) на лейциновые молнии для их конститутивной активации. Домены IL-2Rγ и IL-2Rβ были заменены либо одним (Zip2R(1×)), либо двумя (Zip2R(2×)) лейциновыми молниями при помощи ретровирусной трансдукции.

Авторы заключили, что две лейциновые молнии (Zip2R(2×)) лучше одной (Zip2R(1×)), так как приводят к оптимальной активации киназы JAK и фактора транскрипции STAT5. Однако стоит отметить, что ZipR являются синтетическими молекулами, которые хуже индуцируют фосфорилирование STAT5 по сравнению с физиологической стимуляцией при помощи цитокинов. Тем не менее, фосфопротеомный анализ показал, что в модифицированных Т-клетках с Zip2R или Zip7R (CAR.Zip2R или CAR.Zip7R) наблюдается активация сигнальных путей, регулирующих клеточный цикл, организацию хроматина и цитоскелета, процессы хранения и передачи генетической информации, клеточной адгезии, метаболизма.

Экспрессия Zip2R или Zip7R в Т-клетках позволяла им выжить при отсутствии экзогенных цитокинов в течении 21 дня. Вместе с тем авторы отметили, что конститутивная активность исследуемых рецепторов не индуцирует неспецифическую пролиферацию CAR-T клеток, однако повышает их противоопухолевую активность как in vitro, так и in vivo в сравнении с немодифицированными CAR-T клетками. Кроме того, на клеточной модели было показано, что руксолитиниб, ингибитор JAK1/2, блокирует передачу сигнала через ZipR и предотвращает токсичность на животной модели. Это важно для регулирования активности CAR-T клеток.

РНК-секвенирование единичных клеток показало, что CAR.Zip2R и CAR.Zip7R активировали гены, вовлеченные в регуляцию клеточного цикла, пролиферацию, передачу сигналов IL-2/STAT5 и mTORC1, что согласуется с данными фосфопротеомного анализа. Было выявлено, что Zip12R индуцировал уникальную транскрипционную программу эффекторной памяти. А CAR.Zip12R повышает экспрессию генов, чувствительных к IL-12 (IL10, LAG3), молекул, связанных с памятью (SELL, LEF1) и эффекторных молекул (TNF, IFNG, GZM, PRF1), при этом экспрессируя более низкие уровни TOX и TIGIT и более высокие уровни TBX21 по сравнению с CAR-T клетками. Напротив, T-клетки с CAR.Zip2R и CAR.Zip7R сначала экспрессировали высокие уровни IL2RA и BCL2, а после стимуляции — низкие уровни ZEB2.

Полученные результаты говорят в пользу того, что технология модульных химерных цитокиновых рецепторов может усилить противоопухолевую активность как CAR-T клеток, так и других иммунных эффекторных клеток, которые в настоящее время исследуются для лечения солидных опухолей.

FDA оценит риски развития Т-клеточной лимфомы после CAR-T терапии