Čak i dok su revolucionisale lečenje određenih oblika raka, terapije CAR T-ćelijama su zasjenjene značajnim ograničenjem: mnogi pacijenti, uključujući i one čiji rak ide u potpunu remisiju, na kraju se vraćaju. U novoj studiji, istraživači Dana-Farber Instituta za rak izveštavaju o tehnici koja može da eliminiše taj problem.
Pristup, opisan u radu objavljenom u časopisu Biotehnologija prirode, deluje tako što podstiče CAR T ćelije da budu aktivnije i duže opstaju u telu, omogućavajući im da ostanu u borbenom režimu dok se sve tumorske ćelije ne eliminišu. Tehnika – koja stvara ono što istraživači nazivaju terapijskom platformom CAR-Enhancer (CAR-E) – takođe uzrokuje da CAR T ćelije formiraju memoriju ćelije raka, tako da mogu da se vrate u akciju ako se rak ponovi.
U eksperimentima u laboratorijskim ćelijskim linijama raka izvedenih od pacijenata i drugim studijama, tretman CAR-Enhancerom je uspeo da iskoreni sve tumorske ćelije, otvarajući put za klinička ispitivanja ovog pristupa na ljudskim pacijentima. Istraživači se nadaju da će pokrenuti prvo ispitivanje u bliskoj budućnosti.
„Terapije CAR T-ćelijama bile su revolucionarni tretman za hematološke karcinome B-ćelija, kao što su leukemije i limfomi B-ćelija i multipli mijelom“, kaže stariji autor studije, dr Mohamed Rašidijan, iz Dana-Farber. „Kod mijeloma, na primer, skoro 100 procenata pacijenata ima odličan odgovor na terapiju CAR T-ćelija u početku, ali skoro svi se relapse, polovina njih u roku od jedne do dve godine lečenja. Relaps se poklapa sa nestankom CAR T-ćelija. u krvotoku.
„Većina istraživanja za rešavanje ovog izazova fokusirana je na reinženjering same CAR T ćelije – na primer, uvođenjem ili eliminacijom gena da bi ćelija bila duže aktivna“, nastavlja on. „Iako ovi pristupi obećavaju mnogo, oni tek treba da pokažu veliku efikasnost u klinici. Odlučili smo da pristupimo problemu iz potpuno drugačije perspektive.“
Umesto da pokušaju da izmene unutrašnje funkcionisanje CAR T ćelija, Rašidijan i njegove kolege su razvili pristup koji deluje spolja – isporučujući na prag ćelija molekul koji im produžava život i podstiče ih da formiraju pamćenje. Vozilo za postizanje ovoga je spojena „platforma“ za razliku od bilo koje druge koja se koristi u medicinskom lečenju.
CAR T ćelije su genetski poboljšane verzije pacijentovih T ćelija koje se bore protiv raka. Napravljeni su uklanjanjem nekoliko miliona T ćelija iz krvi pacijenta i genetskim opremanjem za proizvodnju posebne strukture, nazvane himerični antigenski receptor, ili CAR, na njihovoj površini.
CAR je dizajniran da se zakači na specifični marker, ili antigen, na tumorskim ćelijama pacijenta. Ćelije, koje se sada nazivaju CAR T ćelije, uzgajaju se u laboratoriji dok se ne broje u stotinama miliona. Kada se ćelije ponovo unesu u pacijenta, njihov specijalno dizajnirani receptor se zaključava za antigen tumorske ćelije i pokreće napad imunog sistema na rak.
„Napad uništava skoro sve ćelije tumora, ali mali procenat ostaje“, objašnjava Rašidijan. „CAR T ćelije su efektorske ćelije: žive da ubijaju ćelije raka. Kada ne mogu da pronađu više da ubiju, ponašaju se kao da je njihov posao završen i nestaju. Međutim, preostale tumorske ćelije mogu da postave pozornicu za ponovno pojavljivanje raka.“
Da bi produžili napad CAR T ćelija i dali im pamćenje, istraživači Dana-Farber razvili su potpuno novo terapeutsko sredstvo, CAR-E platformu. Sastoji se od oslabljenog oblika imuno-signalnog molekula interleukina-2 (IL-2) spojenog sa samim antigenom za koji je CAR dizajniran da se veže.
„IL-2 ima snažan efekat na T ćelije – aktivira ih i uzrokuje njihovu proliferaciju – ali takođe može biti veoma toksičan za pacijente“, primećuje Rašidijan. „Iz tog razloga smo koristili njegov veoma slab oblik. Sam po sebi, on nema efekta na normalne T ćelije, ali ima stimulativni efekat na CAR T ćelije kada je ciljano na njih.“
To precizno ciljanje se postiže spajanjem IL-2 sa specifičnim antigenom. U CAR terapijama T-ćelija za multipli mijelom, CAR se vezuje za antigen koji se zove antigen sazrevanja B-ćelija (BCMA) na ćelijama mijeloma. To je taj antigen koji je vezan za IL-2 u novoj terapiji.
„Baš kao i slab IL-2, BCMA antigen sam po sebi ne utiče na CAR T ćelije, ali zajedno imaju sinergiju čiji je uticaj bio daleko iznad naših očekivanja“, kaže prvi autor studije Taha Rakhshandehroo, dr. , Dana-Farber.
CAR-E terapija ne samo da uzrokuje proliferaciju CAR T ćelija već i diverzifikaciju: da generiše različite tipove CAR T ćelija sa različitim svojstvima, otkrili su istraživači.
„To je stvorilo ne samo efektorske T ćelije, koje većina pacijenata već ima, već i memorijske T ćelije slične matičnim ćelijama, T ćelije centralne memorije, T ćelije efektorske memorije – kompletan repertoar vrsta T ćelija potrebnih za efikasan imuni odgovor do raka“, napominje Rašidijan.
U laboratorijskim kulturama ćelija mijeloma i na životinjskim modelima bolesti, CAR-E terapija je dovela do potpunog uklanjanja tumorskih ćelija — brisanja bilo kakvog znaka raka — otkrili su istraživači.
Bilo je i drugih pogodnosti. Istraživači su otkrili da se dugotrajne CAR T ćelije generisane terapijom mogu ponovo stimulisati ponovnim davanjem CAR-E. Ovo sugeriše da se pacijenti koji imaju relaps nakon terapije CAR T-ćelijama mogu efikasno lečiti dodatnim dozama CAR-E tretmana. CAR-E takođe povećava mogućnost da se pacijenti leče manjim brojem CAR T ćelija nego što je to trenutno.
Trenutna praksa omogućavanja CAR T ćelijama da se umnože u stotine miliona je dugotrajan, skup proces sa velikim resursima koji zahteva od pacijenata da čekaju mnogo nedelja pre nego što dobiju infuziju ćelija.
Velike količine su delimično odgovorne za jedan od najčešćih neželjenih efekata terapije CAR T-ćelijama: sindrom oslobađanja citokina, u kojem preagresivan imuni odgovor dovodi do groznice, mučnine, ubrzanog rada srca, neuroloških problema ili drugih problema. Sa CAR-E, možda bi bilo moguće u potpunosti preskočiti proces ekspanzije CAR T-ćelija: CAR T ćelije bi jednostavno bile napravljene i infuzirane u pacijente, nakon čega bi usledio tretman sa CAR-E.
„U studijama na životinjama, dali smo miševima veoma mali broj CAR T ćelija i otkrili da oni nisu u stanju da izleče rak“, kaže Rašidijan. „Kada smo im dali CAR-E tretman, CAR T ćelije su se proširile i uspele su da izleče rak.“
Jedan od prvih ciljeva kliničkog ispitivanja CAR-E terapije biće da se obezbedi bezbednost i da se odredi najbolja doza i raspored primene. U početku, oni očekuju da će lečenje početi oko mesec dana nakon što pacijentima daju CAR T ćelije. Tretman bi se sastojao od nedeljne doze CAR-E terapije tokom tri ili četiri nedelje.
„Najuzbudljiviji deo ove terapije je koliko se lako može integrisati u negu pacijenata koji primaju CAR T-ćelijske terapije“, kaže Rakhshandehroo. „To je tako elegantno rešenje za problem iscrpljivanja CAR T-ćelija. Nestrpljivi smo da počnemo da ga testiramo u kliničkim ispitivanjima.“
