Редактирование эпитопов защитило здоровые стволовые клетки от атаки CAR-T

Несмотря на перспективность иммунотерапии в лечении рака, ее применение ограничено рядом факторов. Один из них — риск внецелевой (on-target/off-tumor) активности; он возникает из-за того, что опухолевые клетки экспрессируют те же антигены, что и здоровые ткани. Так, клетки острого миелоидного лейкоза несут поверхностные антигены, которые присутствуют в гемопоэтических стволовых клетках (ГСК). Авторы недавней публикации в Nature попытались решить эту проблему, отредактировав эпитопы ГСК так, чтобы CAR-T клетки их не распознавали.

Альтернативным вариантом мог бы стать нокаут антигенов, экспрессируемых ГСК, одеако это изменение их нормальной экспрессии может иметь долгосрочные последствия для здоровья пациентов. Авторы отмечают, что такой подход пока исследован слабо. Вместо нокаута ученые прицельно отредактировали последовательность трех генов — FLT3, KIT и IL-3RA — и внесли несколько аминокислотных замен в эпитопы, распознаваемые терапевтическими антителами или химерными антигенными рецепторами. Рецепторы, кодируемые этими генами, присутствуют на поверхности здоровых гемопоэтических клеток, но одновременно оверэкспрессируются при остром миелоидном лейкозе и служат мишенями для иммунотерапии.

Сперва исследователи оценили, насколько такое точечное редактирование влияет на функциональность рецепторов. На модельных клетках они подтвердили эффективное связывание с лигандами, а также проверили, насколько эффективно это связывание активирует рецептор. Результаты вестерн-блоттинга показали, что во всех трех случаях отредактированный рецептор запускает естественный сигнальный каскад при связывании со своим лигандом.

Чтобы проверить, защищает ли редактирование эпитопов от атаки CAR-T клетками, ученые провели анализ киллинга in vitro. Оказалось, что клетки-мишени, несущие на поверхности модифицированные эпитопы, выживали вплоть до окончания эксперимента, тогда CAR-T убивали большую часть клеток, экспрессирующих природные эпитопы.

Эти результаты исследователи воспроизвели на ГСК человека. Они отредактировали человеческие CD34⁺ клетки и, как и в предыдущих опытах, подтвердили, что после модификации эпитопов клетки остаются функциональными, но перестают быть мишенями для CAR-T.

Следующим шагом стали эксперименты in vivo. Авторы работы последовательно пересадили иммунодефицитным мышам ГСК человека, экспрессирующие модифицированный FLT3, и полученные от пациента опухолевые клетки. Спустя 10 дней после пересадки раковых клеток модельные мыши получали терапию CAR-T клетками. Оказалось, что экспрессия модифицированного эпитопа защищала здоровые стволовые клетки независимо от присутствия в организме ксенографтной опухоли. Это подчеркивает возможность селективного уничтожения раковых клеток при сохранении нормального кроветворения. Аналогичным образом ученые подтвердили эффективность нового подхода и для IL-3RA.

Кроме того, исследователи показали возможность множественного редактирования ГСК, при котором модифицируются сразу несколько эпитопов. Такой вариант означает возможность нацелить CAR-T клетки сразу на несколько опухолевых антигенов — это может повысить эффективность терапии — и при этом обезопасить здоровые гемопоэтические стволовые клетки пациента.

В заключение авторы отмечают, что редактирование эпитопов в гемопоэтических стволовых клетках пациента может обеспечить более безопасную и эффективную иммунотерапию в тех случаях, когда ее клиническое применение ограничивает on-target/off-tumor активность.

Выключение экспрессии EBAG9 повышает эффективность CAR-T терапии