Chimera împotriva cancerului

Deci, putem vorbi despre un progres real in tratamentul cancerului?

Rezultatele testelor sunt impresionante, dar pentru a le atinge, a fost nevoie de mulți ani de muncă de echipe de cercetare din intreaga lume. Ideea de a crea un receptor de antigen himeric (CAR, de la receptorul de antigen engleză. Shimeric) aparține chimistul și imunolog Zelig Eshharu de la Institutul de Stiinta Weizmann din Rehovot, Israel. În laboratorul propriu în 1989. S-au obținut Primele celule T transgenice cu acești receptori.

După cum puteți vedea de la știri, mai multe echipe de cercetare au reușit să atingă succesul în primele etape de testare. Interesul tot mai mare în tehnologia CAR ne permite să ne așteptăm ca o astfel de știri va deveni mai mult și mai mult.

Care este esența acestui tratament?

Caracteristica principală a tratamentului cu ajutorul celulelor T transgenice cu CAR - este specificitatea ei. receptor himeric permite limfocite recunosc cu precizie celulele canceroase doar pentru a fi distruse. Dar, pur și simplu, să le recunoască - nu este suficient, limfocite în acest caz, trebuie să fie activat pentru a ataca celula țintă. În acest scop, cuprinde un fragment de CAR, care activează celula T când intră în contact cu un tip de celulă dat.

Ce este un receptori himerice? Cum a funcționat?

Pentru a înțelege modul în care celulele transgenice, este necesar să spun câteva cuvinte despre comun. Natural limfocite-T are asupra complecșilor de receptori de suprafață, care sunt compuse din receptorul celulei T real (TCR), asociat cu modulul de alarmă CD3 (se compune din trei părți: CD3δε, CD3γε și CD3ζζ, ea, de asemenea, CD247). Toate celulele din organism sunt pe suprafața proteinelor complexe principale de histocompatibilitate (MHC), care „arata“ celulele imune la fragmente de proteine ​​lor (antigeni). TCR recunoaște aceste antigene, iar dacă acestea sunt străine organismului, activează limfocitele prin CD3. Limfocitară A activat ucide celulele infectate sau secretă citokine care atrag alte celule ale sistemului imunitar.

Limfocitele T cu un convențional (stânga) și himeric (dreapta) receptori și interacțiunea lor cu celulele țintă

Celulele transgenice în loc de complexe de receptori normali sintetizați artificial prin CAR. Chimeric acestea sunt numite ca „asamblate“ într-o singură moleculă de diferite origine a modulelor. În cel mai simplu caz al unei astfel de set.

Domeniul extracelular de antigen de recunoaștere este un singur fragment variabil de lanț al unui anticorp monoclonal (scFv). El este responsabil pentru legarea la un antigen specific de pe suprafața celulelor țintă.

Regiunea balama flexibilă (imunoglobulinei G1 balama cel mai des folosite). Trebuie să respingă antigen-fragmentul în mână, pentru a facilita legarea sa la antigen.

Regiunea transmembranară este utilizată pentru a securiza RCA pe membrană limfocitelor și contactați porțiunile extracelulare și intracelulare ale receptorului. De obicei, o parte din domeniul intracelular.

domeniu de semnalizare intracelulara este preluat din complexul T-receptor - este unul dintre lanțurile CD247 (CD3ζ). Funcția sa - activat atunci când un fragment de limfocite antigen de legare la un antigen pe suprafața celulei necesare.

Toate aceste module sunt asamblate într-o secvență de aminoacizi care este codificată de o singură genă. Un astfel de design permite receptorului de a activa în mod specific limfocitelor citotoxice la contactul cu celulele țintă (de exemplu, tumori), indiferent de MHC și poate recunoaște orice antigeni (nu numai peptidă).

Fred Hutchinson Cancer Research Center

În cazul în care acest lucru este cel mai simplu caz, care apoi complicat?

Structura descrisă au așa-numita primă generație CAR. În multe cazuri, o CD3ζ pentru a activa suficient de limfocite transgenică. Pentru a face acest lucru, domeniul intracelular al receptorului himeric sunt adăugate la factorul de stimulare. Ele pot fi un receptor, care induce producerea de interleukine, reprezentanții superfamiliei receptorilor pentru factorul de necroză tumorală, asigurând supraviețuirea și proliferarea limfocitelor T și producerea de citokine, și altele. Receptor cu co-activator al CAR sunt de a doua generație. CAR a treia generație conțin mai mulți co-activatori simultan.

Structura CAR diferitelor generații

Dmitry Dzhagarov / Wikimedia Commons

Acești receptori furnizează o activare mai stabilă și eficientă a limfocitelor, intensifica și prelungi efectul lor citotoxic și, prin urmare, produce un efect terapeutic pronunțat.

In plus, limfocitele pot fi administrate mai multe transgene care codifică în afară de CAR, pentru a conferi proprietăți suplimentare. De exemplu, personalul Centrului Fred Hutchinson pentru tratamentul diferitelor forme de leucemie cu celule B au fost utilizate limfocite T, care, în plus față de RCA, recunoașterea antigenului universal de limfocite B care exprimă forma trunchiată a genei persoanei EGFR (EGFRt), căreia îi lipsește semnalul domeniu intracelular dar păstrând regiunea de legare a -tsetuksimaba anticorp terapeutic. O astfel de modificare este ușor să sortați și să se concentreze limfocite modificate CAR în stadiul pregătirii celulei pentru perfuzie și, dacă este necesar, permite deja de la pacient rapid și precis elimina CAR-T în cazul terapiei celulare a efectelor secundare.

Fred Hutchinson Cancer Research Center

Și cum aceste celule provin de la? dreptul lor de a modifica sângele?

Bineînțeles că nu. Proba de sânge pacientul este luat și cu ajutorul unor dispozitive sortator izolate de la ea la populația dorită a limfocitelor T citotoxice. Ele sunt cultivate într-un mediu nutritiv, și apoi se adaugă la acesta virusul neutralizată (vector) care conține gena CAR, care este specific pentru celulele tumorale ale pacientului. În cazuri rare, utilizează alte metode de livrare a genei. Celulele obținute exprimă CAR, sunt cultivate în continuare, după care „cuprind“ set de citokine și administrată pacientului. Aceste exvivo CAR-T-limfocite produse în mod individual numit autolog. Este utilizarea lor în studiile clinice în curs de desfășurare.

În prezent, se lucrează la pregătirea celulelor alogenice. Acestea sunt aceleași limfocitele T, dar recuperate de la un donator sănătos. Ei au închis propriul receptor de celule T, ceea ce reduce riscul unui atac asupra celulelor pacientului care poartă molecula MHC la care receptorul poate fi specific. Înainte de inițierea procedurii, pacientul face limfodepletsiyu - eliminarea propriilor celule capabile să reducă activitatea CAR-T-limfocite. Aceasta ajută pentru un timp pentru a scapa de riscul de eșec al tratamentului, deoarece celulele donator ataca sistemul imunitar al gazdei. Această abordare face posibilă nu face celula în mod individual pentru fiecare pacient, și au un preparat de celule gata atât de mult mai ușor și mai convenabil.

Pentru introducerea transgenelor și celule autologe și alogenice în majoritatea cazurilor, este utilizat lipsit de lentiviruses virulenta, care includ, de exemplu, HIV. Ele sunt convenabile prin aceea că ele au o capacitate mare (gene CAR destul de mare), pot incorpora transgenele ADN in celule, exvivo funcționează bine și asigură exprimarea pe termen lung a CAR. În plus, relativ ușor de a crea, a produce și purifica.

Lentiviruses? HIV? Probabil este periculos?

Orice metodă de tratament este asociat cu un risc de dezvoltare și sarcina - pentru a minimiza efectele sale. Când creați un vector virus este modificat, astfel încât să nu poată provoca boala. Limfocitele ia tratat în afara corpului, iar atunci când sunt administrate unui pacient, transgena a integrat în ADN-ul. Nu poate fi utilizat pentru sinteza proteinelor virale și acizi nucleici, adică pentru producerea de particule virale capabile de infectarea altor celule.

Fred Hutchinson Cancer Research Center

Este un tratament cu pomoschyuCAR complet inofensiv?

În urma rezultatelor studiilor clinice în curs de desfășurare, și se poate spune că terapia CAR-T-limfocite este în general bine tolerat. Cu toate acestea, ele nu au reușit, fără efecte secundare grave, dintre care principala - sindromul de eliberare și citokina efect netargetny.

sindromul de eliberare de citokine ( „furtuna citokine“) - selectarea simultană a unui număr mare de mediatori ai imunității ca răspuns la celulele transgenice. Ea se manifestă printr-o creștere bruscă a temperaturii, frisoane, vărsături și diaree. Această condiție necesită terapie intensivă, dar clinica este de obicei curabile.

efect Netargetny este de a ataca CAR-T-limfocite in celulele sanatoase. Aceasta rezultă din faptul că antigenele tumorale sunt în diferite grade de a fi exprimată în alte țesuturi ale corpului. Mai multe abordări, care a spus șeful Laboratorului de terapie genica Biocad Natalia Belozerova dezvoltat pentru a depăși acest efect.

Unul dintre ele - utilizarea CAR-celule multispecifici. Ele nu exprimă un receptor himeric, și două sau mai multe care se leaga de antigene tumorale diferite. Activarea limfocitar are loc numai dacă celula țintă are un set complet de antigene. Varianta inversă - în cazul în care antigenul este prezent RCA și tumori de bază, precum și o varietate de celule normale, un receptor suplimentar (în care caz este numit un inhibitor al) recunoaște proteina - un marker al activării normale a limfocitelor țesut și blocuri.

O altă tehnologie de reducere a netargetnoy citotoxicitate - crearea RCA, activarea care nu duce la un atac direct asupra celulei sale și la exprimarea transgenică a citokinelor, sunt atrase de țesutul tumoral, diferite celule ale sistemului imunitar in organism.

De asemenea, reduce riscul în tratamentul CAR-T-limfocite este posibilă prin încorporarea în controlul expresiei genei receptor (promotor), care este activat numai în prezența anumitor substanțe cu greutate moleculară mică (de multe ori un medicament) sau radiația optică o lungime de undă predeterminată.

În plus, există „oprire de urgență“ tehnologie limfocite transgenice, în cazul efectelor secundare. De exemplu, introducerea în ea a transgene suplimentare care exprimă proteina apoptotice - caspaza cauzatoare de celule moarte după administrarea la un pacient de activator cu greutate moleculară mică.

Dezvoltarea si alte tehnologii pentru a crește eficiența și de a reduce riscul de terapie CAR-T-limfocite.

Fred Hutchinson Cancer Research Center

Și ce poate vindeca orice cancer in astfel de celule pe termen lung?

Teoretic, tehnologia CAR poate fi utilizat pentru a trata orice formă de cancer. Principala sarcină - pentru a găsi țintă foarte specifice, de exemplu, antigene, care sunt unice pentru o anumită varietate de celule tumorale. Căutarea unor astfel de obiective continuu.

În prezent, majoritatea CAR create și testate pentru tratamentul diferitelor forme de cancer de sange. Acest lucru se datorează faptului că celulele albe din sange au un număr relativ mic de antigene foarte specifice, adică pentru ei de a dezvolta un receptor himeric eficient și sigur mai ușor. celule B, de exemplu, exprima markeri diferite în diferite stadii de dezvoltare, care vă permite să facă terapie mai reperare.

Cu diferite tipuri de cancer la alte tesuturi mai dificil - ei au mai multe antigene, și multe dintre ele sunt prezente in celulele sanatoase. In plus, aceste tumori sunt adesea eterogene în antigenic, datorită mutațiilor celulare la nivel înalt. Cu toate acestea, CAR a creat pentru ei (melanom, de sân, de plămân, creier, și alte organe), și multe dintre ele sunt in curs de studii preclinice si clinice.

Potrivit șefului Departamentului de Studii Avansate companiei biofarmaceutice Biocad Alexander Karabelskogo, tumori de tratament non-hematologice sunt susceptibile de a fi combinate - în plus față de RCA va trebui să utilizeze cel puțin mai multe transgene sau anticorpi.

Ei bine, celulele transgenice distruge tumora, dar ce vor face în continuare?

La fel ca și celulele convenționale - rămân în organism și așteaptă în aripi. Unii dintre ei, desigur, în cele din urmă mor, dar, judecând după observațiile curente, acestea se găsesc la pacienții de peste zece ani de la introducerea. Între timp, ei sunt oameni care forma de cancer, de la care le-a revenit, nu mai rău.

Excelent, și atunci când sunt tratați cu pomoschyuCAR să fie în fiecare spital?

Din păcate, timpul de mult timp. Tehnologie, deși în curs de dezvoltare rapidă, este încă în stadiul de experimente timpurii, și trebuie să fie îmbunătățită în continuare cu testele ulterioare pe termen lung.

Nu trebuie să uităm faptul că tehnologia CAR este protejată de un număr de brevete. Mai mult decât atât, acestea sunt realizate astfel încât nu este foarte clar cum se face va fi posibil să se vândă dezvoltarea pe baza acesteia. Potrivit lui Alexander Karabelsky, este probabil ca legalitatea unor astfel de brevete largi, multe companii mari biofarmaceutice vor fi atacate în instanța de judecată.

Este interesant faptul că, în timp ce utilizarea CAR este foarte scump. Tratamentul unui pacient cu celule autologe costa mai mult de 100 de mii de dolari. Desigur, cu dezvoltarea tehnologiei și creșterea domeniul său de aplicare va fi mai ieftin, dar este disponibil pe scară largă în viitorul apropiat nu va fi exact.

Preparată de Oleg Lishchuk

Site-ul poate conține conținut care nu este destinat persoanelor sub 18 ani.