Учёные из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) создали готовые Т-клетки из стволовых клеток пуповинной крови, способные атаковать солидные опухоли даже тогда, когда раковые клетки скрывают свою главную мишень. Об этом сообщает SciTechDaily. Разработка может стать основой для создания универсальных клеточных препаратов, не требующих индивидуального производства для каждого пациента.
Терапия с использованием Т-клеточных рецепторов (TCR-терапия) представляет собой метод лечения рака, при котором иммунные клетки, известные как Т-лимфоциты, генетически модифицируют для точного распознавания и уничтожения опухоли. Этот подход родственен CAR-T-терапии, но имеет важное отличие. CAR-T-терапия работает только с белками, расположенными на внешней поверхности раковых клеток, тогда как TCR-терапия способна распознавать фрагменты белков, которые образуются внутри клетки и затем выводятся на её поверхность.
Благодаря этому TCR-терапия получает доступ к значительно большему числу потенциальных мишеней. Особенно это важно для солидных опухолей, поскольку многие молекулярные особенности, делающие эти клетки раковыми, находятся внутри них, а не на наружной мембране. Современные TCR-препараты сталкиваются с серьёзной производственной проблемой: каждое лечение обычно требует использования собственных Т-клеток пациента, а изготовление персонализированной дозы занимает недели и может стоить сотни тысяч долларов.
Учёные исследовали возможность применения донорских Т-клеток, что позволило бы производить лекарства заранее и хранить их до момента необходимости. Однако донорские Т-лимфоциты могут вызывать реакцию «трансплантат против хозяина» — опасное осложнение, при котором пересаженные иммунные клетки атакуют здоровые ткани пациента. Специалисты UCLA разработали стратегию, призванную решить обе проблемы. В исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports Medicine, описан масштабируемый способ создания стандартизированных партий противораковых Т-клеток из стволовых клеток крови, полученных из донорской пуповинной крови. Клетки были генетически модифицированы для распознавания белка, встречающегося во многих типах солидных опухолей.
На моделях рака яичников и меланомы у мышей одна доза модифицированных клеток, получивших название AlloESO-T, сдерживала рост опухоли и продлевала жизнь животных без опасных побочных эффектов. «Эта платформа приближает нас к будущему, где продукт уже изготовлен, заморожен и готов к применению, как только он понадобится пациенту», — приводит издание слова Лили Ян, профессора микробиологии, иммунологии и молекулярной генетики, сотрудницы Центра исследований стволовых клеток и Комплексного онкологического центра здоровья UCLA.
Вместо зрелых Т-клеток донора команда UCLA начала работать на более раннем этапе развития, использовав стволовые клетки крови из пуповинной крови, способные естественным образом превращаться во все типы клеток крови и иммунной системы. Исследователи встроили ген, кодирующий рецептор к белку NY-ESO-1, который встречается во многих солидных опухолях. Затем модифицированные стволовые клетки в лабораторных условиях направленно превращали в Т-лимфоциты. Добавление рецептора на ранней стадии не позволяет развивающимся клеткам создавать собственные природные Т-клеточные рецепторы. Это принципиально важно, поскольку традиционные донорские препараты начинают со зрелых Т-клеток, уже содержащих случайный набор естественных рецепторов, которые приходится отключать с помощью дополнительной генной инженерии.
Солидные опухоли сложно поддаются лечению из-за высокой разнородности раковых клеток, которые могут уклоняться от терапии, сокращая или скрывая молекулярные маркеры. Клетки AlloESO-T имеют дополнительную защиту от этой проблемы: помимо сконструированного Т-клеточного рецептора они несут рецепторы естественных киллеров, распознающие сигналы стресса, часто проявляющиеся на поверхности опухолевых клеток. Это даёт модифицированным клеткам второй способ находить и уничтожать рак даже при исчезновении NY-ESO-1. Лабораторные эксперименты с клетками меланомы, рака яичников и предстательной железы человека подтвердили ценность такой системы подстраховки.
Исследователи также проверили клетки на мышиных моделях рака. У мышей с опухолями яичников однократная доза обеспечила длительный контроль над заболеванием и продлила жизнь. Для сравнения, у животных, получавших Т-клетки из зрелых донорских лимфоцитов, наблюдался лишь частичный контроль опухоли и развивалась реакция «трансплантат против хозяина». Схожая картина отмечена и на модели меланомы. После однократного введения число клеток AlloESO-T выросло примерно в 100 раз, они проникали в опухоль, размножались в нужном месте и оставались активными неделями, практически не затрагивая здоровые органы. Традиционно сконструированные клетки накапливались в печени и лёгких, вызывая токсичность.
Подход способен решить одну из главных проблем масштабирования передовых Т-клеточных терапий — высокую стоимость и сложность производства. Поскольку система стартует со стволовых клеток, а не со зрелых Т-лимфоцитов, собираемых у каждого пациента отдельно, можно потенциально изготовлять огромные количества лечебных клеток за один раз. «Из небольшого числа стволовых клеток пуповинной крови мы можем получить триллионы терапевтических клеток — достаточно для тысяч доз — примерно за шесть недель, — приводит SciTechDaily слова Яньжуйдэ (Чарли) Ли, постдокторанта лаборатории Ян. — При оценочной стоимости 5 тысяч долларов за дозу этот подход был бы гораздо доступнее сегодняшних методов лечения».
Многие солидные опухоли плохо поддаются клеточной терапии из-за отсутствия подходящих белков на внешней поверхности, которые могли бы распознать иммунные клетки. TCR-терапия предлагает обходной путь: сконструированные рецепторы узнают фрагменты белков, образовавшиеся внутри раковой клетки, после их вывода на поверхность. Это потенциально открывает возможность лечения опухолей, которые оставались труднодоступными для других видов генной клеточной терапии. «Мы представляем не просто одну терапию для одной мишени. Мы хотим поделиться самой платформой, — говорит Ли. — Как только рецептор к определённому раковому антигену прошёл проверку, мы можем встроить его в эту систему и создать Т-клетки, специфичные к данной цели».
Платформа AlloESO-T опирается на производственные наработки, которые лаборатория Ян ранее создала для своей CAR-NKT-платформы — отдельной стратегии готовой иммунотерапии. Исследователи уже сотрудничают с Центром передовых биотехнологий UCLA Health для производства клеток клинического уровня по программе CAR-NKT. Команда рассчитывает использовать эти существующие производственные связи для масштабирования AlloESO-T, что может ускорить выход терапии к клиническим испытаниям. Описанные терапевтические клетки оценивались только в доклинических экспериментах, они не проходили испытаний на людях и не одобрены FDA как безопасные и эффективные для применения у человека.