Новый вариант CAR T-терапии уничтожает злокачественные В-клетки и сохраняет нормальные

CAR Т-клетки, применяемые для терапии злокачественных трансформаций B-лимфоцитов (В-клеточных лейкозов и лимфом), нацелены на рецептор CD19. Однако такие CAR Т-клетки уничтожают все В-лимфоциты, включая незлокачественные (которые эхкспрессируют тот же рецептор), и к длительному подавлению иммунитета. Это, в свою очередь, приводит к опасным инфекциям и отсутствию иммунного ответа при вакцинации. В течение года умирают 10% безрецидивных пациентов, получавших этот вид CAR Т-терапии, чаще всего от инфекций. В то же время у многих пациентов, у которых изначально наблюдался полный ответ, затем происходит рецидив, в значительной доле случаев из-за того, что злокачественные В-лимфоциты перестают экспрессировать CD19 и ускользают от CAR-T-клеток.

Чтобы преодолеть эти ограничения, авторы статьи в Science Translational Medicine выбрали другую мишень для CAR T-терапии — В-клеточный рецептор (BcR). Если здоровые B-клетки высокополиклональны, то злокачественные В-клетки принадлежат к одному клону и имеют общий иммуноглобулин BcR. Исследователи показали, что значительная их часть экспрессирует в составе BcR определенный вариабельный ген тяжелой цепи иммуноглобулина IGHV4-34. Ген IGHV4-34 экспрессируется примерно в 5% нормальных B-клеток, но клетки с этим вариантом иммуноглобулина доминируют у 10–60% пациентов с лимфоидными злокачественными новообразованиями.

При этом злокачественные клетки зависимы от сигналинга BcR. Его связывание с собственным гликопротеином на поверхности трансформированных В-клеток способствует их пролиферации и выживанию. Клеточные IGHV4-34+ линии диффузной крупноклеточной В-клеточной лимфомы демонстрируют кластеризацию BcR и высокую чувствительность к ибрутинибу, ингибитору BcR сигналинга. Все эти факты говорят о том, что нацеливание CAR на данный вариант BcR способна элиминировать злокачественные В-клетки, сохраняя незлокачественные.

У пациентов с аутоиммунными заболеваниями, такими как системная красная волчанка (СКВ), значительная часть сывороточных антител тоже содержит IGHV4-34. Эти антитела обладают высокой аутореактивностью, то есть вносят существенный вклад в развитие болезни. Методом проточной цитометрии авторы подтвердили увеличение количества IGHV4-34+ B-клеток при СКВ. Таким образом, CAR Т-терапия, нацеленная на IGHV4-34, может быть эффективной и у пациентов с аутоиммунными заболеваниями.

Для этой цели исследователи разработали CAR Т-клетки против B-клеточные рецепторов, содержащих IGHV4-34, и назвали их CART4-34.

Авторы статьи провели секвенирование В-клеток здоровых людей и пациентов с различными В-клеточными новообразований (в общей сложности почти 75 тысяч случаев). Самая высокая доля пациентов с В-клетками, экспрессирующими IGHV4-34, была в группе первичной витреоретинальной лимфомы (63,6%), около трети — среди пациентов с первичной лимфомой ЦНС, диффузной крупноклеточной В-клеточной лимфомой с активированными В-клетками и вариантом волосатоклеточного лейкоза. Для клеток 12 пациентов с разными видами рака исследователи секвенировали полный репертуар генов тяжелой цепи иммуноглобулинов BcR и убедились, что более 95% клеток экспрессируют IGHV4-34. Другие данные также подтвердили, что его экспрессия характерна для злокачественных клеток.

Эксперименты in vitro показали, что CART4-34 воздействуют на клональные B-клетки, экспрессирующие IGHV4-34, но не на здоровые B-клетки. В экспериментах на мышах противоопухолевый эффект сначала был более слабым, чем у CART19. Однако оптимизация CART4-34 (укорочение шарнирного домена) повысило активность до аналогичного уровня.

По мнению авторов, это укорочение улучшило качество иммунного синапса. CD19 — небольшой белок, длина внешней части которого не превышает 5 нм, а внеклеточная часть BcR почти в четыре раза больше (18 нм), причем вариабельный домен тяжелой цепи наиболее удален от мембраны. Короткий внеклеточный домен CAR уменьшил расстояние между CAR-Т-клеткой и ее мишенью. Авторы изучили структуру иммунного синапса при CART4-34 (художественная интерпретация представлена на обложке журнала). Для дальнейших исследований использовали именно оптимизированный вариант CART4-34.

Данные in vitro подтвердили, что CART4-34 интенсивно пролиферируют в присутствии клеток IGHV4-34+ и проявляют против них цитотоксичность, а IGHV4-34− клетки такой реакции не вызывают.

Авторы также проверили in vitro, снизится ли экспрессия мишени в ходе лечения. Как известно, после лечения CART19 снижение экспрессии CD19 в опухолевых клетках происходит. Однако уровни BcR, экспрессирующих IGHV4-34, оставались неизменными после воздействия CART4-34, также не было признаков уклонения за счет соматической гипермутации гена мишени. Это указывает на потенциальное сохранение эффективности терапии.

Наконец, авторы исследовали потенциал CART4-34 при системной красной волчанке. Оказалось, что терапевтические клетки удаляют патогенные B-клетки пациентов с СКВ, не влияя на общую популяцию B-клеток.

Таким образом, терапия CART4-34 может быть полезной как для онкопациентов, злокачественные клетки которых экспрессируют IGHV4-34, так и для пациентов с СКВ и, возможно, другими аутоиммунными заболеваниями. При этом трансформированные клетки будут долго оставаться чувствительными к терапии, и у больных сохранится В-клеточный иммунитет, что снизит опасность инфекций.

Атаку CAR T-клеток друг на друга предотвратили с помощью редактирования оснований CRISPR-системой