Получены CAR NK-клетки, которые не вызывают иммунной реакции у реципиента

Ученые из Массачусетского технологического института и Института рака Даны—Фарбера Гарвардской медицинской школы предлагают новый метод получения донорских CAR-NK клеток, которые подходят для введения разным больным. (Такие клетки называют аллогенными, в отличие от аутологичных — полученных от самого пациента и снова введенных ему после модификации и культивирования.)

В последнее десятилетие иммунотерапия рака пережила настоящую революцию с появлением технологии химерных антигенных рецепторов (CAR), которая позволяет запрограммировать иммунные клетки на распознавание и уничтожение опухолей. Наибольших успехов удалось достичь с использованием аутологичных Т-лимфоцитов пациентов — CAR-T терапия продемонстрировала впечатляющие результаты в лечении некоторых форм лейкозов и лимфом, и на данный момент несколько подобных препаратов уже прошли регистрацию. Однако их стоимость остается высокой, а изготовление требует времени, что может быть критичным для тяжелобольного человека.

Все больше внимания привлекает альтернативный подход — предлагается заменить аутологичные CAR Т-лимфоциты аллогенными CAR NK-клетками. Преимущество такого подхода в том, что аллогенные NK-клетки, или естественные киллеры, в отличие от аллогенных Т-лимфоцитов, не вызывают тяжелых осложнений, таких как цитокиновый шторм и реакция «трансплантат против хозяина». Использование донорских клеток позволит решить проблему длительного и дорогостоящего производства — такие клетки можно накапливать и хранить, чтобы применять немедленно по мере надобности. Кроме того, NK-клетки способны уничтожать опухолевые клетки не только CAR-зависимым способом, но и за счет активации природных рецепторов цитотоксичности, что делает их более универсальными и устойчивыми к иммунному уклонению опухоли.

Тем не менее одна из ключевых проблем аллогенной клеточной терапии остается нерешенной — из-за атак CD8+ Т-лимфоцитов и NK-клеток реципиента происходит быстрое уничтожение донорских иммунных клеток. Чтобы решить эту проблему, необходимо снизить в аллогенных клетках экспрессию классических молекул главного комплекса гистосовместимости класса I (HLA-ABC), поскольку CD8+ Т-клетки реципиента распознают чужие клетки именно через них.

Авторы нового исследования разработали короткую шпилечную РНК (short hairpin RNA, shRNA), которая избирательно подавляет экспрессию классических HLA-A, B и C, но не затрагивает неклассический HLA-E, важный для защиты аллогенных клеток от NK-цитотоксичности через рецептор NKG2A. Для дополнительной защиты от иммунного ответа ученые добавили в конструкцию гены, кодирующие иммунные контрольные точки (PD-L1) или одноцепочечный HLA-E (single-chain HLA-E, SCE). PD-L1 взаимодействует с рецептором PD-1 на Т-клетках и подавляет их активность, а HLA-E связывается с ингибиторным рецептором NKG2A на NK-клетках, предотвращая их атаку.

Для проверки эффективности разработки новую shRNA комбинировали с CD19-CAR (нацелен на белок CD19, экспрессирумый на поверхности В-клеток) или MSLN-CAR (нацелен на белок мезотелин, оверэкспрессируемый при многих карциномах). Все генетические элементы, необходимые для экспрессии shRNA, CAR и PD-L1/SCE, поместили в один лентивирусный вектор. Такое решение позволило создавать аллогенные CAR-NK клетки из NK-клеток периферической крови в один этап трансдукции, что значительно ускоряет и упрощает производство терапевтических клеток.

В эксперименте на мышах с гуманизированной иммунной системой, которым ввели клетки лимфомы, модифицированные CAR-NK клетки продемонстрировали высокую устойчивость к иммунному отторжению и практически полностью уничтожили опухоли в течение трех недель. Вероятность развития синдрома высвобождения цитокинов, оказалась низкой. У контрольных мышей, получавшие немодифицированные NK-клетки либо NK-клетки только с CAR-рецептором, быстро развивался иммунный ответ на донорские клетки, которые погибали, и это сопровождалось неконтролируемым ростом рака.

По мнению авторов исследования, разработанный ими подход позволит в ближайшем будущем создавать универсальные (off-the-shelf) CAR NK-препараты, которые можно будет оперативно применять в онкологической практике. Исследователи надеются провести клинические испытания этого подхода, сообщается в пресс-релизе. Кроме того, планируется оценка потенциала CAR-NK клеток при аутоиммунных заболеваниях, таких как волчанка.

Противоопухолевую активность CAR NK-клеток усиливает добавление к рецептору домена CD28