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

Т-клетки с химерными антигенными рецепторами (CAR) показали высокую эффективность при ряде видов рака. Однако, несмотря на впечатляющие успехи, высокая стоимость, длительное производство, а также нежелательные явления, связанные с терапией CAR T-клетками, такие как высвобождение цитокинов и нейротоксичность, побуждают ученых искать новые подходы. В лаборатории Катайон «Кэти» Резвани (Центр Андерсона в Техасском университете) занимаются терапевтическими NK-клетками; ссылки на публикации PCR.NEWS о некоторых их недавних работах можно найти в конце новости.

Натуральные киллеры (NK) клетки являются частью врожденной иммунной системы и играют важную роль в иммунном надзоре за опухолями. Они взаимодействуют с мишенями антигеннезависимым способом и не вызывают реакции «трансплантат против хозяина», что делает их привлекательными кандидатами для клеточной иммунотерапии рака. Продукты на основе NK-клеток уже показали себя безопасными и перспективными в клинических исследованиях.

Интересно, что некоторые терапевтические CAR NK-клетки, применяемые в клинике, имеют, как это определили авторы статьи, «Т-клеточно-центричный дизайн», — например, содержат костимулирующие эндодомены, такие как CD28, которые характерны для Т-клеток, но вариативно экспрессируются или отсутствуют в зрелых NK-клетках. Несколько продуктов на основе аутологичных CAR T-клеток, в которых CAR дополнены костимулирующими молекулами CD28 либо 4-1BB, одобрены FDA и применяются для терапии гематологических раков. Но хотя NK-клетки и Т-клетки происходят из одной линии и имеют похожие механизмы уничтожения раковых клеток, остается неясным, могут ли CAR, сходные с Т-клеточными и специально разработанные для активации NK-клеток, привести к лучшим клиническим результатам.

В новой работе команда ученых из Техасского университета проанализировала широкий спектр костимулирующих доменов в составе CAR, экспрессированных в NK-клетках. Хорошие результаты продемонстрировали CAR27 NK клетки, таргетирующие CD70 (белок, активно экспрессирующийся в клетках некоторых типов рака, включая лимфому), с костимуляцией на основе CD28. Эти клетки, получившие обозначение CAR27-28ζ, показали долгосрочную цитотоксичность, полифункциональность и выживаемость в экспериментах на животных.

Исследователи использовали естественное взаимодействие между CD70 и его когнатным рецептором CD27. Они создали серию конструкций CAR, которые включали внеклеточный домен CD27, связанный с костимулирующими доменами, характерных для NK клеток (DAP12, DAP10), Т-клеток (CD28) или клеток обоих типов (4-1BB). Костимулирующий домен был связан с CD3ζ и включал трансген интерлейкина-15, который поддерживает пролиферацию NK-клеток in vivo.

NK-клетки, полученные из пуповинной крови, трансдуцировали различными конструкциями CAR и затем добавляли к клеточным линиям рака. CAR27 NK клетки вне зависимости от наличия или отсутствия костимулирующего домена оказались токсичнее для клеток, экспрессирующих CD70, чем контроли, при этом клетки с разными костимулирующими доменами мало различались по цитотоксичности. Однако анализ на сфероидах, полученных из солидных опухолей, продемонстрировал, что CAR-NK клетки, экспрессирующие конструкцию CAR27-28ζ, обладают наибольшей цитотоксичностью и сохраняют свою эффекторную реакцию при повторной встрече с опухолевыми клетками.

Набор цитокинов, продуцируемых CAR27-28ζ NK клетками, говорил об их полифункциональности. Масс-цитометрия (цитометрия с временным разрешением, или CyTOF) показала, что в CAR27-28ζ NK клетках повышена экспрессия цитотоксических белков, таких как перфорин и гранзим B, а также некоторых ключевых транскрипционных факторов и активирующих рецепторов по сравнению с CAR27 NK клетками, экспрессирующими другие костимулирующие молекулы.

Чтобы изучить in vivo противоопухолевую функцию различных CAR27 NK-клеток, ученые использовали четыре ксеногенные модели опухолей у мышей (две гематологические и две модели солидных опухолей). Эти эксперименты подтвердили, что включение CD28 в качестве костимулирующего домена повышает цитотоксичность иммунотерапии.

Исследователи предположили, что хотя CD28 обычно не экспрессируется в NK-клетках, он может активировать нисходящие сигнальные домены, общие как для T-клеточных рецепторов, так и для рецепторов NK-клеток и тем самым усиливать эффекторную функцию CAR NK-клеток. Хорошо известно, что в T-клетках CD28 усиливает фосфорилирование сигнального домена CD3ζ, рекрутируя лимфоцитарно-специфическую тирозинкиназу (LCK). Оказалось, что и в NK-клетках костимуляция CD28 улучшает функцию CAR за счет рекрутирования LCK и фосфорилирования CD3ζ которое облегчает его взаимодействие с киназой ZAP70, усиливая последующий сигнальный каскад.

Таким образом, хотя NK-клетки не экспрессируют эндогенный CD28, его включение в сигнальный эндодомен CAR может значительно повысить эффективность терапии за счет активации внутренних сигнальных путей. Успешные доклинические испытания дают надежду, что открытие связи между CD28 и CAR NK-клетками позволит создать новые методы лечения онкозаболеваний. Уже начаты фазы 1-2 клинических исследований, в которых оцениваются безопасность и эффективность CAR27-28ζ у пациентов с CD70+ гематологическими злокачественными новообразованиями (NCT05092451) и солидными опухолями (NCT05703854).

Экспрессия IL-15 в CAR-NK-клетках повышает эффективность терапии

CD19-специфичные CAR NK-клетки прошли фазу 1 и 2 КИ при B-клеточных лимфомах