Липидные наночастицы позволят создавать CAR T-клетки прямо в организме

Терапия CAR Т-клетками стала важным шагом в лечении В-клеточных злокачественных опухолей, и в настоящее время шесть CAR Т-клеточных препаратов одобрены FDA. Однако более широкое применение ограничено, в частности, стоимостью и трудоемкостью производства терапевтических клеток, а также необходимостью лимфодеплеции перед их введением пациенту. Авторы статьи в Science предложили модифицировать T-клетки прямо в организме пациента, таргетно доставляя в них мРНК, которая кодирует химерный антигенный рецептор. Испытания подхода на крысах, мышах и макаках показали многообещающие результаты.

Доставку генного конструкта, как и в случае мРНК-вакцин, осуществляли с помощью липидных наночастиц. Ученые оптимизировали липидный состав таким образом, чтобы нацелить наночастицы на Т-клетки и снизить их накопление в печени. Для этого в состав включили специально разработанные катионные (ионизируемые) липиды, а в качестве лимфоцитарной мишени выбрали CD5.

Чтобы проверить, насколько сниженное поглощение печенью и быстрый клиренс повысят переносимость наночастиц, авторы вводили их крысам линии Спрэг-Доули и макакам-крабоедам — эти модельные животные особенно чувствительны к токсичности липидных наночастиц. У крыс, получавших оптимизированные наночастицы, уровень маркеров острого ответа был значительно ниже, чем у тех, которым вводили наночастицы классического состава. Переносимость у крыс была хорошей вплоть до максимальной протестированной дозы — 5 мг/кг, а у макаков — до 3 мг/кг.

В контексте терапии авторы задались целью получить эффекторные CAR T-клетки, поэтому липидные наночастицы конъюгировали с антителом к CD8. У мышей, которым вводили такие наночастицы с мРНК флуоресцентного белка mCherry, этот репортер предпочтительно экспрессировался в CD8⁺ Т-клетках, а не в CD4⁺ Т-клетках, В-клетках или моноцитах. Аналогичная специфичность наблюдалась в модели гуманизированных мышей.

Затем ученые упаковали в наночастицы мРНК, кодирующую химерный антигенный рецептор к человеческому CD19 — одному из основных B-клеточных антигенов. Чтобы оценить их эффективность in vivo, исследователи ввели мононуклеары периферической крови человека иммунодефицитным мышам. Через 17 дней животным вводили наночастицы для доставки мРНК. Экспрессия CD19-CAR наблюдалась преимущественно в CD8⁺ T-клетках, а B-лимфоциты оказались полностью элиминированы в течение суток. Снижение численности клеток-мишеней наблюдалось уже через час после инъекции наночастиц. У мышей, которым с интервалом в три дня вводили еще две дозы, B-клетки оставались истощены до 14 дней.

Противоопухолевую активность нового подхода авторы проверили на гуманизированных мышах. Животным вводили человеческие PBMC одновременно с мишенями — клетками линии Nalm-6 (клетки-предшественники B-клеточного лейкоза). После приживления и семидневного периода роста опухолевых клеток мышей рандомизировали на группы для лечения. Им дважды в неделю вводили 10 или 30 мкг наночастиц для доставки CD19-CAR в эффекторные Т-клетки (в контрольные наночастицы загружали мРНК, кодирующую флуоресцентный белок). В общей сложности мыши получили пять доз; причем 10 мг терапевтических наночастиц обеспечивали значительный контроль роста опухоли, а 30 мг — практически полное ее исчезновение уже через 3 дня после введения второй дозы.

Чтобы оценить эффективность и безопасность анти-В-клеточной CAR T-терапии в более клинически релевантной модели, авторы также провели опыты на макаках-крабоедах. Из-за особенностей кросс-реактивности они использовали CAR, специфичный к CD20 — его способность истощать популяцию B-лимфоцитов у обезьян уже подтвердилась на ex vivo модифицированных Т-клетках.

Наночастицы с мРНК CD20-CAR вводили 22 макакам крабоедам — животные получали их внутривенно каждые 72 часа, в общей сложности три дозы. Диапазон дозировок составил от 0,1 до 2,0 мг/кг. Анализ периферической крови выявил резкое снижение B-лимфоцитов за 6 часов после введения первой дозы; к 24 часам их уровень приблизился к недетектируемому. Переносимость была хорошей, причем авторы подчеркивают, что, в отличие от клинической практики, макакам не вводили кортикостероиды и антигистаминные препараты, которые обычно назначают пациентам перед применением терапевтических липидных наночастиц.

Предложенный подход к перепрограммированию CD8+ T-клеток in vivo с помощью липидных наночастиц оказался перспективным — в животных моделях он позволил получить CAR T-клетки, которые эффективно убивали клетки-мишени и при этом обладали хорошей переносимостью. Авторы рассчитывают, что такая стратегия станет легко воспроизводимой и масштабируемой альтернативой получению CAR T-клеток ex vivo.

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