Ερευνητές αναπτύσσουν μια πιθανή «καθολική» θεραπεία CAR T-Cell για καρκίνους του αίματος

Στον Άρχοντα των Δαχτυλιδιών, υπήρχε «ένα δαχτυλίδι για να τους εξουσιάζει όλους». Τώρα, μια ομάδα ερευνητών αναπτύσσει τον δικό της μοναδικό κυβερνήτη, μια προσέγγιση στη θεραπεία με CAR T-κύτταρα που θα μπορούσε να θεραπεύσει όλες τις μορφές και τους τύπους καρκίνου του αίματος.

Σε πειράματα με ποντίκια για διάφορα μοντέλα καρκίνου του αίματος, η θεραπεία εξάλειψε γρήγορα τους όγκους, μεταξύ άλλων σε ποντίκια με οξεία μυελοειδή λευχαιμία (ΟΜΛ), έναν δύσκολα θεραπεύσιμο τύπο καρκίνου του αίματος για τον οποίο οι ερευνητές αγωνίζονται να αναπτύξουν αποτελεσματικές ανοσοθεραπείες.

Δεν υπήρξαν ενδείξεις σοβαρών παρενεργειών στα ζώα. Με διαφορά από την τυπική προσέγγιση των σημερινών θεραπειών με CAR T-κύτταρα παρείχε στα ποντίκια υγιή προμήθεια νέων κυττάρων αίματος.

Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν στις 31 Αυγούστου στο Science Translational Medicine.

Η θεραπεία, που αναπτύχθηκε από ερευνητική ομάδα στην Ιατρική Σχολή Perelman του Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνια, βασίζεται σε μια νεότερη μορφή της τεχνολογίας γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR, που ονομάζεται επεξεργασία βάσεων.

Όμως, σε μια μοναδική ανατροπή για τη θεραπεία με CAR Τ-κύτταρα, δεν είναι μόνο τα Τ-κύτταρα που υποβάλλονται σε γενετική μηχανική. Η θεραπεία περιλαμβάνει τη μηχανική επεξεργασία υγιών αιμοποιητικών βλαστικών κυττάρων. Αυτά είναι τα «ανώριμα» κύτταρα που παράγουν όλα τα κύτταρα του αίματος, συμπεριλαμβανομένων των κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος (όπως τα κύτταρα Τ) και αποτελούν τη βάση για τις μεταμοσχεύσεις βλαστικών κυττάρων που χρησιμοποιούνται συνήθως για τη θεραπεία πολλών καρκίνων του αίματος.

Στη νέα θεραπευτική προσέγγιση η επεξεργασία CRISPR έχει ως αποτέλεσμα μια μικρή αλλαγή σε μια πρωτεΐνη, που ονομάζεται CD45, η οποία βρίσκεται στην επιφάνεια τόσο των CAR T κυττάρων όσο και των βλαστικών κυττάρων.

Αυτή η πρωτεΐνη CD45, με τη σειρά της, παρέχει στα μη καρκινικά κύτταρα έναν μανδύα αορατότητας. Μια θεραπεία με CAR Τ-κύτταρα μπορεί να σκοτώσει κάθε τύπο καρκινικού κυττάρου του αίματος, και μόνο τα καρκινικά κύτταρα του αίματος, ενώ παράλληλα θα δίνει στους ασθενείς υγιές αίμα και ανοσοποιητικό σύστημα.

Η προσέγγιση αυτή, πιστεύουν οι ερευνητές, θα μπορούσε να επιταχύνει την πρόοδο της θεραπείας με CAR Τ-κύτταρα, εξαλείφοντας την ανάγκη να περάσει κανείς από την επίπονη και χρονοβόρα διαδικασία ανάπτυξης και δοκιμής μεμονωμένων θεραπειών για συγκεκριμένους καρκίνους του αίματος, όπως συμβαίνει με τις εγκεκριμένες σήμερα θεραπείες με CAR Τ-κύτταρα.

Η Sarah Tasian, M.D., επικεφαλής του Προγράμματος Αιματολογικών Κακοηθειών στο Νοσοκομείο Παίδων της Φιλαδέλφειας, η οποία δεν συμμετείχε στη μελέτη, χαρακτήρισε τη θεραπευτική προσέγγιση «ενδιαφέρουσα». Η Δρ Tasian προειδοποίησε, ωστόσο, ότι θα ήθελε να δει περαιτέρω δοκιμές σε άλλα ζωικά μοντέλα, συμπεριλαμβανομένης της προσεκτικής ανάλυσης της ασφάλειας της θεραπείας.

Σύμφωνα με έναν από τους επικεφαλής ερευνητές της μελέτης, τον Saar Gill, M.D., Ph.D., η ομάδα ασχολείται ήδη με πρόσθετες δοκιμές και άλλα βήματα που απαιτούνται για την προώθηση αυτής της θεραπευτικής προσέγγισης.

«Είμαστε πολύ αποφασισμένοι να το περάσουμε σε κλινική δοκιμή», δήλωσε ο Δρ Gill. «Είναι ο μόνος τρόπος για να μάθουμε αν θα λειτουργήσει».

Διαβάστε επίσης: Πώς μπορείς να αντιμετωπίσεις τον καρκίνο: διατροφή, άσκηση και ψυχική υγεία

Μια διαφορετική προσέγγιση για την εξεύρεση αντιγόνου-στόχου

Από την ίδρυσή τους, η δημιουργία θεραπειών CAR T-cell ήταν μια περίπλοκη διαδικασία.

Περιλαμβάνει τη γενετική τροποποίηση των Τ-κυττάρων που συλλέγονται από ασθενείς, έτσι ώστε τα κύτταρα να παράγουν εξειδικευμένους υποδοχείς στην επιφάνειά τους, που ονομάζονται CARs. Μόλις τα τροποποιημένα Τ-κύτταρα εγχυθούν ξανά στους ασθενείς, οι CARs τους προσκολλώνται στα καρκινικά κύτταρα μέσω μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης στην επιφάνειά τους, γνωστής ως αντιγόνο, και τα σκοτώνουν.

Όμως, ένας περιορισμός αυτών των θεραπειών είναι ότι το αντιγόνο-στόχος τους πρέπει να βρίσκεται μόνο στα καρκινικά κύτταρα και όχι, ή σε πολύ περιορισμένες ποσότητες, σε άλλα υγιή κύτταρα. Εάν το αντιγόνο βρίσκεται συχνά σε άλλα κύτταρα, μπορεί να υπάρξουν σοβαρές παρενέργειες.

Συνήθως, αυτά τα αντιγόνα-στόχοι είναι «αντιγόνα γενεαλογικών γραμμών», τα οποία είναι ειδικά για τον τύπο του κυττάρου στον οποίο παράγονται.

Στην οξεία λεμφοβλαστική λευχαιμία, για παράδειγμα, οι εγκεκριμένες θεραπείες με CAR Τ-κύτταρα έχουν σχεδιαστεί για να προσκολλώνται σε ένα αντιγόνο γενεαλογικής γραμμής που βρίσκεται σχεδόν σε όλα τα κύτταρα Β και ονομάζεται CD19. Για το πολλαπλό μυέλωμα, η εγκεκριμένη θεραπεία CAR T-κυττάρων στοχεύει σε ένα αντιγόνο γενεαλογικών γραμμών στα πλασματοκύτταρα που ονομάζεται BCMA.

Αυτές οι θεραπείες με CAR Τ-κύτταρα μπορεί να είναι εξαιρετικά αποτελεσματικές, θεραπεύοντας ακόμη και ορισμένα άτομα με πολύ προχωρημένη νόσο, για τα οποία όλες οι άλλες θεραπείες δεν αποδίδουν πλέον.

«Πετύχαμε αποτελέσματα με το CD19 και το BCMA», δήλωσε ο Saad Kenderian, M.D., του Mayo Clinic Comprehensive Cancer Center στη Μινεσότα, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. Ωστόσο, η εύρεση παρόμοιων αντιγόνων-στόχων για τους πολλούς άλλους τύπους καρκίνου του αίματος αποδείχθηκε εξαιρετικά δύσκολη, εξήγησε ο Δρ Kenderian.

Επειδή το CD45 είναι ένα αντιγόνο γενεαλογικής γραμμής για τους περισσότερους τύπους κυττάρων του αίματος, συμπεριλαμβανομένων των λευκών αιμοσφαιρίων, φαίνεται να είναι ένας φτωχός υποψήφιος έναντι του οποίου θα μπορούσε να αναπτυχθεί μια θεραπεία με CAR Τ-κύτταρα.

Η σχεδόν καθολική παρουσία του CD45 καθιστά επίσης το CD45 μοναδικά ελκυστικό, δήλωσε ο Δρ Gill.

Αν ο στόχος της ομάδας ήταν να δημιουργήσει μια ενιαία θεραπεία CAR T-κυττάρων που θα μπορούσε να θεραπεύσει σχεδόν όλους τους καρκίνους που σχηματίζονται στα κύτταρα του αίματος, όσον αφορά το αντιγόνο-στόχο, είπε, αυτό ήταν το «κατάλληλο».

Επεξεργασία στην καταστροφή και την προστασία

Η ανάπτυξη αυτής της νέας προσέγγισης για τη θεραπεία με CAR T-κύτταρα απαιτούσε την προσθήκη νέων επιπέδων πολυπλοκότητας σε αυτή την ήδη πολύπλοκη διαδικασία.

Ο Dr. Gill και οι συνεργάτες του από το Κέντρο Καρκίνου Abramson του Penn εντόπισαν πρώτα τις συγκεκριμένες θέσεις στην πρωτεΐνη CD45 όπου θα μπορούσαν να προσδεθούν τα διάφορα CAR που είχαν αναπτύξει. Τα σημεία αυτά ονομάζονται επίτοποι.

Το επόμενο βήμα ήταν να βρεθεί ένας τέτοιος επίτοπος που θα μπορούσε να τροποποιηθεί, επιτρέποντας παράλληλα στο CD45 να λειτουργεί κανονικά στα κύτταρα του αίματος. Η ιδανική τροποποίηση θα άλλαζε επίσης την πρωτεΐνη αρκετά, ώστε να μην αναγνωρίζεται από ένα CAR που στοχεύει στο CD45.

Περαιτέρω πειράματα προσδιόρισαν αυτό που η ομάδα έκρινε ως τον ιδανικό επίτοπο για να προχωρήσει. Και εδώ ήταν που μπήκε στο παιχνίδι η επεξεργασία της βάσης CRISPR. Χρησιμοποίησαν την τεχνολογία για να κάνουν μια μικροσκοπική αλλαγή στο γονίδιο που είναι υπεύθυνο για την παραγωγή του CD45, έτσι ώστε η πρωτεΐνη να έχει τις απαραίτητες αλλαγές σε αυτόν ακριβώς τον επίτοπο – κάτι που ονόμασαν «επιτοπική επεξεργασία».

Στη συνέχεια τέθηκε το σκηνικό για μια διπλή δόση μηχανικής. Πρώτον, η δημιουργία Τ-κυττάρων που παράγουν τόσο το CAR που δεσμεύει το CD45 όσο και την τροποποιημένη έκδοση του CD45, επιτρέποντας στα Τ-κύτταρα να στοχεύουν κύτταρα με φυσιολογικό CD45, ενώ ταυτόχρονα προστατεύονται από μια τέτοια επίθεση.

Τα αιμοποιητικά βλαστικά κύτταρα, εν τω μεταξύ, υποβλήθηκαν μόνο σε επεξεργασία επιτόπων. Ως αποτέλεσμα, τα κύτταρα του αίματος που παρήγαγαν μετά την παράδοσή τους στον οργανισμό θα παρήγαγαν μόνο το πλαστό CD45 στην επιφάνειά τους, προστατεύοντάς τα επίσης από τα CAR Τ κύτταρα.

Περαιτέρω πειράματα προσδιόρισαν αυτό που η ομάδα έκρινε ως τον ιδανικό επίτοπο για να προχωρήσει. Και εδώ ήταν που μπήκε στο παιχνίδι η επεξεργασία της βάσης CRISPR. Χρησιμοποίησαν την τεχνολογία για να κάνουν μια μικροσκοπική αλλαγή στο γονίδιο που είναι υπεύθυνο για την παραγωγή του CD45, έτσι ώστε η πρωτεΐνη να έχει τις απαραίτητες αλλαγές σε αυτόν ακριβώς τον επίτοπο – κάτι που ονόμασαν «επιτοπική επεξεργασία».

Στη συνέχεια τέθηκε το σκηνικό για μια διπλή δόση μηχανικής. Πρώτον, η δημιουργία Τ-κυττάρων που παράγουν τόσο το CAR που δεσμεύει το CD45 όσο και την τροποποιημένη έκδοση του CD45, επιτρέποντας στα Τ-κύτταρα να στοχεύουν κύτταρα με φυσιολογικό CD45, ενώ ταυτόχρονα προστατεύονται από μια τέτοια επίθεση.

Τα αιμοποιητικά βλαστικά κύτταρα, εν τω μεταξύ, υποβλήθηκαν μόνο σε επεξεργασία επιτόπων. Ως αποτέλεσμα, τα κύτταρα του αίματος που παρήγαγαν μετά την παράδοσή τους στον οργανισμό θα παρήγαγαν μόνο το πλαστό CD45 στην επιφάνειά τους, προστατεύοντάς τα επίσης από τα CAR Τ κύτταρα.

Σκοτώνει τα καρκινικά κύτταρα, αλλά όχι άλλα CAR T κύτταρα ή κύτταρα του αίματος.

Σε εργαστηριακά πειράματα, τα Τ-κύτταρα CAR T με στόχο το CD45 που έχουν τροποποιηθεί με επιτόπους λειτούργησαν όπως προβλεπόταν, σκοτώνοντας διάφορους τύπους καρκινικών κυττάρων του αίματος, αλλά όχι το ένα το άλλο (αυτό ονομάζεται «αδελφοκτονία»).

Σε ποντίκια, η θεραπεία συρρίκνωσε τους όγκους και, όπως και στα εργαστηριακά πειράματα, τα Τ κύτταρα δεν στράφηκαν το ένα εναντίον του άλλου.

Ορισμένα από τα τροποποιημένα Τ κύτταρα παρέμειναν επίσης στα ποντίκια. Όταν εισήχθησαν περισσότερα κύτταρα ΑΜΛ στα ζώα μήνες αργότερα, τα στοχευμένα στο CD45 CAR Τ κύτταρα ανέλαβαν γρήγορα δράση και τα εξολόθρευσαν.

Η τροποποίηση του CD45 στα αιμοποιητικά βλαστικά κύτταρα λειτούργησε επίσης όπως είχε προγραμματιστεί. Σε εργαστηριακά πειράματα και σε ποντίκια, σχημάτισαν υγιή λευκά αιμοσφαίρια. Και όταν χορηγήθηκαν σε ποντίκια πριν από τη θεραπεία με τα προσαρμοσμένα σε επίτοπο CAR T κύτταρα, τα αιμοσφαίρια που προέκυψαν προστατεύονταν από την επίθεση.

Και ο Dr. Gill τόνισε ένα άλλο σημαντικό εύρημα: Τα κύτταρα του αίματος με το CD45 με τροποποιημένο επίτοπο φάνηκε να λειτουργούν κανονικά.

Προσανατολισμός σε κλινικές δοκιμές

Η ομάδα του Penn δεν είναι η μόνη που χρησιμοποιεί την επεξεργασία επιτόπων ως μέσο επέκτασης της εμβέλειας των θεραπειών CAR T-cell. Ερευνητές του Ινστιτούτου Καρκίνου Dana-Farber και της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ δημοσίευσαν μια κάπως παρόμοια μελέτη στο Nature στις 30 Αυγούστου, αν και επικεντρώθηκε αποκλειστικά στην AML.

Στην εν λόγω μελέτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν με επιτυχία την επεξεργασία επιτόπων σε αιμοποιητικά βλαστικά κύτταρα για να τα αποκρύψουν από CAR T κύτταρα που είχαν σχεδιαστεί για να στοχεύουν μερικά διαφορετικά αντιγόνα που βρίσκονται συνήθως στα κύτταρα της AMLΑποποίηση ευθύνης.

Θα ήταν αλλό να γίνουν περαιτέρω δοκιμές σε μοντέλα καρκίνου του αίματος υψηλού κινδύνου, συμπεριλαμβανομένων λεμφωμάτων με χαρακτηριστικά που καθιστούν λιγότερο πιθανό να ανταποκριθούν στις συνήθεις θεραπείες, δήλωσε ο Δρ Tasian. Καινοτόμες προσεγγίσεις για τη θεραπεία αυτών των καρκίνων του αίματος υψηλού κινδύνου “παραμένουν εξαιρετικά σημαντικές για την αντιμετώπιση”, είπε.

Εν τω μεταξύ, η ερευνητική ομάδα της Penn, με επικεφαλής τον Carl June, M.D., πρωτοπόρο στη θεραπεία με CAR T-cell, εργάζεται ήδη για την προώθηση της καθολικής θεραπευτικής προσέγγισής τους σε κλινικές δοκιμές.

«Πιστεύουμε ότι είναι εφικτό εντός 2 ετών», δήλωσε ο Δρ Gill.

Οι λεπτομέρειες του τρόπου διεξαγωγής δεν έχουν ακόμη καθοριστεί, συνέχισε. Για παράδειγμα, αν τα Τ-κύτταρα και τα βλαστικά κύτταρα που θα επεξεργαστούν θα συλλεχθούν από τους ίδιους τους ασθενείς (όπως συμβαίνει με τις εγκεκριμένες σήμερα θεραπείες CAR T-cell) ή, αντίθετα, αν θα προέρχονται από υγιείς δότες.

Αυτά και άλλα ζητήματα πρέπει να διευθετηθούν, δήλωσε ο Δρ Kenderian. Πιστεύει όμως ότι, με βάση τα αποτελέσματα των δύο πρόσφατων μελετών και ορισμένων συναφών μελετών, θα πρέπει να προχωρήσει ολοταχώς η προσέγγιση αυτή.

«Η ασφάλεια, η ακρίβεια της επεξεργασίας και η αποτελεσματικότητα των CAR T κυττάρων είναι αρκετά συναρπαστικές», πρόσθεσε. «Και, κατά τη γνώμη μου, αρκετά ώστε να προχωρήσει [αυτή η προσέγγιση] σε δοκιμή σε ανθρώπους».

Συντάκτης: Αθανασία Ζημιλιάγκου,

Influence:

Αρθρογράφος του flowmagazine.gr.