Tilbúinn CAR-T meðferð: hagkvæm eða raunveruleg framtíð?

Frá því að CAR-T meðferð var fyrst samþykkt árið 2017 hefur bylting í forklínískri og klínískri þróun þessarar byltingameðferðar orðið sprengiefni. Á ársfundi ASH í fyrra sýndi CAR-T meðferðin, sem var þróuð af Janssen / Nanjing Legend, Bristol-Myers Squibb (BMS), Gilead Sciences / Kite Pharma, og mörg kínversk lífeðlisfræðifyrirtæki ótrúleg gögn. Á þessu ári er líklegra að fleiri en tvær CAR-T meðferðir verði samþykktar af FDA og fjöldi samþykktra meðferða mun tvöfaldast.

Þrátt fyrir að samþykkt CAR-T meðferð hafi sýnt framúrskarandi og langvarandi verkun við meðhöndlun á krabbameini í blóði, stendur kynning hennar frammi fyrir mörgum áskorunum. Núverandi samþykkt CAR-T meðferð er sjálfstæð CAR-T meðferð sem þýðir að læknar þurfa að fá T frumur frá sjúklingum og tjá kímar mótefnavaka viðtaka gegn krabbameins mótefnavaka á yfirborði T frumna með erfðatækni in vitro. (CAR), og síðan er útbreiddu frumunum skilað til sjúklingsins. Þetta leiðinlega framleiðsluferli getur tekið allt að 3 vikur og er kostnaðarsamt. Sumir sjúklingar geta ekki veitt nægar T-frumur vegna heilsu þeirra, formeðferðar og af öðrum ástæðum, sem gerir það að verkum að þeir geta ekki notið góðs af þessari byltingartækni.

Að fá frumur frá heilbrigðum gjöfum til að búa til ósamgena CAR-T frumur hefur möguleika á að takast á við þessar áskoranir sem sjálfstæðar CAR-T frumur standa frammi fyrir. Í byrjun nýs árs gaf endurskoðun, sem birt var í Nature Reviews Drug Discovery, ítarlega úttekt á þróun stöðu „tilbúinnar notkunar“ ósamgena CAR-T-meðferðar.

Kostir og áskoranir ósamgena CAR-T frumna

Framleiðsluferli ósamgena CAR-T frumna hefst með T frumum eða öðrum frumutegundum sem fengnar eru frá heilbrigðum gjöfum. Eftir að þessar frumur eru erfðabreyttar til að tjá CAR sem geta miðað krabbameinsfrumur á frumu yfirborðsins gangast þær undir frekari vinnslu. Genbreyting dregur úr hættu á því að ósamgenar CAR-T frumur ráðist á hýsilinn og möguleikann á að hýsilfrumur hafni ósamgena CAR-T frumum. Þessar frumur eru síðan ræktaðar, fjölgaðar, hreinsaðar og samsafnar í afurðir sem hægt er að nota hvenær sem er og geyma frystar.

Kostirnir við þessa CAR-T meðferð eru:

Hægt er að búa til stóran fjölda CAR-T frumna úr frumum sem fást frá einum heilbrigðum gjafa, sem fullnægir þörfum mikils fjölda sjúklinga. Til dæmis segir Allógen, sem hefur skuldbundið sig til að þróa ósamgena CAR-T frumur, að frumur sem fengnar voru frá heilbrigðum gjafa mætti nota sem CAR-T meðferð fyrir 100 krabbameinssjúklinga.

Þessar frumur hafa verið framleiddar og frystar á lager og sjúklingar sem þarf að meðhöndla þurfa aðeins að þíða stofnmeðferðina til að fá tafarlausa meðferð og útrýma töfum á framleiðsluferlinu á sjálfsvaldandi CAR-T meðferð.

Að auki geta krabbameinssjúklingar venjulega ekki fengið margar CAR-T meðferðir vegna takmarkana á fjölda eigin T frumna. Ósamgena CAR-T meðferðin getur auðveldlega meðhöndlað sjúklinga ítrekað og breytt mótefnavakanum sem CAR-T meðferðin miðar við til að vinna bug á ónæmi gegn CAR-T meðferðinni.

Samt sem áður þarf þróun á ósamgena CAR-T meðferð einnig að takast á við tvö einstök viðfangsefni: Í fyrsta lagi geta ósamgena frumur, sem kynntar hafa verið sjúklingum, ráðist á hýsilinn, sem leiðir til lífshættulegra ígræðslusjúkdóms (GVHD); og ósamgena frumur geta orðið fljótt að þekkja og útrýma með ónæmisfrumum hýsilsins, sem takmarkar virkni þeirra gegn æxlum.

Aðferðir til að takast á við ígræðslu á móti gistissjúkdómi

Ástæðan fyrir því að óeðlilegar CAR-T frumur ráðast á vefi fyrir hýsingu er vegna þess að T frumuviðtaka (TCRs) gefin upp á yfirborði þessara T frumna geta þekkt allóantígen í hýsingarvefnum og þannig hrundið af stað T-frumna árás á hýsilvefina. Sem stendur er aðferðum til að vinna bug á ígræðslu- og hýsilssjúkdómi aðallega skipt í tvo flokka: annar notar genabreytingaraðferðir til að útrýma náttúrulegri TCR-tjáningu á T-frumum, og hinn notar aðrar frumugerðir sem valda ekki GVHD.

Genvinnsluaðferð eyðir náttúrulegri TCR tjáningu

TCR sem er náttúrulega tjáð á yfirborði algengra T-gerða af a-gerð er lykillinn að því að miðla árás þessara T frumna á hýsilinn. Vísindamenn hafa þróað nokkrar aðferðir til að koma í veg fyrir tjáningu TCR á yfirborði þessara frumna. Ein ört vaxandi aðferðin er notkun genabreytitækni. TCR próteinfléttan á yfirborði αβ gerð T frumna samanstendur af α keðju og β keðju og aðeins eitt gen kóðar stöðug svæði α keðjunnar. Þess vegna er að trufla gen sem umrita T-frumu viðtaka alfa keðju stöðugt svæði (TRAC) bein og árangursrík leið til að koma í veg fyrir tjáningu alfa β gerð TCR. Ósamgenaðar CAR-T meðferðir sem myndaðar voru með þessari stefnu hafa farið í klínískar rannsóknir.

Kosturinn við þessa stefnu er að hægt er að framleiða CAR-T frumur með því að nota fjölda T-frumna af a-gerð í heilbrigðum gjöfum sem hráefni. Til eru margvíslegar genabreytitækni sem hægt er að nota til að trufla sérstaklega gen sem umrita TRAC, þar með talin zink fingur nuclease (ZFN), transcript activator-like effector nuclease (TALEN), MegaTAL og CRISPR genagerðarkerfið. Í nýjustu rannsókninni notuðu vísindamennirnir einsleitan endurröðunarbúnað frumunnar til að beina CAR-tjáandi transgeni á TRAC genasvæðið. Þessi stefna hefur áhrif á „tvo fugla með einum steini“. Þó að náttúruleg TCR tjáning T-frumna sé eyðilögð er CAR transgeninu tjáð á TRAC genasvæðinu og samþykkir reglugerð um náttúrulega TCR gen erfðarefnið. Dýratilraunir hafa sýnt að CD19-markviss CAR-T meðferð sem mynduð er með þessari stefnu hefur betri virkni gegn krabbameini en CAR-T meðferð sem myndast með handahófi ísetningu CAR transgena.

Ein falin hætta á því að nota genagerðaráætlanir er hugsanleg áhætta af áhrifum genagerðartækni utan markhóps. En þar sem ósamgena frumur eru að lokum eytt af hýsilanum, geta áhrif þessarar hugsanlegu áhættu verið tiltölulega lítil.

Notkun frumutegunda sem draga úr áhættu á GVHD

Önnur stefna til að draga úr hættu á því að ósamgena CAR-T frumur ráðist á hýsilinn er að nota frumutegundir sem framleiða ekki GVHD eða eru með minni hættu á að framleiða GVHD. Þær innihalda náttúrulegar drápsfrumur (NK-frumur), γδ T-frumur, NK T-frumur (T-frumur sem tjá NK-frumu yfirborðsmerkja) og vírus-sérstakar minni T-frumur.

Aðferðir til að bæta ósamgena CAR-T frumuþrá

Þrátt fyrir að ofangreindar margvíslegar aðferðir geti dregið úr hættu á að ósamgena CAR-T verði kynnt í sjúklinginn til að ráðast á hýsilinn, þá þarf ósamgena CAR-T meðferð einnig að leysa aðra stóra áskorun, það er að ónæmiskerfi sjúklingsins mun þekkja þessar frumur sem „erlendar“ frumur og olli ónæmis höfnun gegn þeim. Þessi ónæmis höfnun mun að lokum eyða ósamgena CAR-T frumum sem eru kynntar í sjúklinginn. Ónæmissvörun sem miðlað er af eigin T-frumum sjúklingsins gæti byrjað að virka um leið og allocar-T meðferð er hafin og dregur úr virkni allocar-T meðferðarinnar. Þess vegna er brýnt vandamál á þessu sviði hvernig á að bæta endingu ósamgena CAR-T meðferðar. Núverandi rannsóknir til að leysa þetta vandamál eru í eftirfarandi leiðbeiningum:

Árangursríkari úthreinsun eitilfrumna

Núverandi rannsóknir hafa sýnt að til þess að leyfa innfluttu CAR-T frumur að fjölga hjá sjúklingum, er nauðsynlegt að nota lyfjameðferð og aðrar leiðir til að hreinsa núverandi eitilfrumur hjá sjúklingunum áður en frumurnar eru fluttar inn, til að veita innfluttu CAR -T frumur með fjölgunarrými. Fyrir ósamgenaðar CAR-T frumur getur skrefið til að fjarlægja eitilfrumur verið mikilvægara vegna þess að T-frumurnar sem eftir eru munu ráðast strax á „erlendu“ CAR-T frumurnar.

Ein núverandi rannsóknaraðferð er að gera ósamgenaðar CAR-T frumur ónæmar fyrir lyfjum sem hreinsa T frumur með genabreytingum og þessar frumur verða ekki fyrir áhrifum af lyfjum sem hreinsa T frumur. Til dæmis notar UCART19 Allogenene genagerð til að slá út gen sem tjá CD52 próteinið í frumum. Þetta gerir þessar frumur ónæmar fyrir alemtuzumab, einstofna mótefni sem drepur T frumur með því að bindast CD52. Með því að sameina alemtuzumab með lyfjameðferð getur skilvirkari hreinsun þroskaðra T-frumna gestgjafans og viðhaldið þroskuðum T-frumum hýsilsins á lágu stigi. Á sama tíma getur ósamgena CAR-T meðferð enn virkað.

Genvinnsla getur einnig gert ósamgena CAR-T frumur ónæmar fyrir lyfjameðferð sem hreinsa T-frumur, sem gerir þeim kleift að virka rétt í umhverfi sem hindrar vöxt T-frumna. Ókosturinn við þessa stefnu er þó að magn innræna T frumna hjá sjúklingum er bæla niður í mjög lágt stig, sem veldur verulega aukinni hættu á sýkingu þeirra.

Draga úr ónæmingargetu ósamgena CAR-T frumna

Reynsla af líffæraígræðslu og blóðmyndandi stofnfrumuígræðslu hefur sýnt að ef aðal manna hvítfrumu mótefnavaka (HLA) svipbrigði er svipuð HLA svipgerð hýsilsins getur það dregið verulega úr ónæmis höfnun ígræðslunnar. Byggt á þessari reynslu er fræðilega mögulegt að smíða gjafafrumubanka með því að uppgötva gjafa með sértæka HLA-svipgerð, og úr þeim er hægt að velja gjafa-samsvarandi gjafafrumur til að búa til ósamgenaðar CAR-T frumur.

Vegna þess að HLA prótein í 1. flokki er lykilsameind sem miðlar ónæmis höfnun þáttum. Önnur stefna er að nota erfðatækni til að útrýma HLA próteini af tegund 1 sem er gefið upp á yfirborði ósamgena CAR-T frumna. Tjáning HLA á frumuyfirborðinu krefst undireiningar sem kallast β2-míkróglóbúlín. Gen knockout af β2-míkróglóbúlíni getur komið í veg fyrir tjáningu HLA próteins á frumu yfirborðsins og þar með dregið úr ónæmingargetu þessara frumna.

Veldu besta T hólfið

T-frumuþýðingin inniheldur margar T-frumur undirflokka með mismunandi aðgerðir og svipgerðir. Mismunandi íbúa T-frumna eru einnig mjög mismunandi hvað varðar getu þeirra til að ráðast á krabbameinsfrumur og þrautseigju hjá sjúklingum. Til dæmis hafa forklínískar rannsóknir sýnt að CAR-T frumur framleiddar af CD8-jákvæðum og CD4-jákvæðum barnalegum T-frumum (TN) og miðminni T-frumum (TCM) eru áhrifaríkari við að drepa krabbameinsfrumur sterkar.

Klínískar rannsóknir þar sem notuð voru sjálfsskömm CAR-T meðferð við langvinnu eitilfrumuhvítblæði hefur sýnt að gæði TCM og stofn-líkra T-frumna (TSCM) með sjálfsafritunargetu og tjáningarstig (þ.mt PD-1, TIM3, LAG3 osfrv. ) eru mikilvægar vísbendingar um virkni CAR-T meðferðar og þrautseigju.

Þess vegna, með því að bæta skimun og frumuræktartækni, er hægt að auðga sérstaka T-frumufjölgun til að bæta endingu meðferðarinnar. Í þessu sambandi geta T frumur fengnar frá heilbrigðum gjöfum haft hugsanlega kosti vegna þess að þær hafa ekki verið meðhöndlaðar með fyrri meðferðum sem geta haft áhrif á T frumuþýðuna og geta því veitt T frumur sem eru ríkar af TN, TCM og TSCM.

Klínískar framfarir með ósamgena CAR-T meðferð

Nú um stundir hefur fjöldi ósamgena CAR-T meðferða sem verið er að rannsaka farið í klínískar rannsóknir til að meðhöndla krabbamein í blóði og fast æxli eins og sjúklinga með brátt eitilfrumuhvítblæði og brátt kyrningahvítblæði (ÖLL) (sjá töfluna hér að neðan).

Á ársfundi ASH árið 2018 sýndu bráðabirgðafræðilegar niðurstöður UCART19, þróaðar af Allogene, að við meðhöndlun sjúklinga með afturför og eldfast ALL, náði UCART19 fullkomnu svari um 82% / fullkomið svar við ófullnægjandi blóðmyndun (CR / CRi). Vegna takmarkaðs tímalengdar UCART19 hjá sjúklingum fengu börn sem fengu UCART19 í kjölfarið ígræðslu blóðmyndandi stofnfrumna.

Framtíð CAR-T og frumumeðferðar

Varðandi „tilbúinn til notkunar“ CAR-T meðferð hefur iðnaðurinn einnig tvennar skoðanir. Margir trúa því að það geti leyst sársaukapunkta erfiðrar CAR-T meðferðar og langrar framleiðsluferlis og vekur nýja von fyrir fleiri sjúklinga um allan heim. En sumir sérfræðingar telja að „tilbúin til notkunar“ CAR-T meðferð sé aðeins tímabundin. „Hæfni“. Í lokagreiningunni er það innsýn okkar í „sjálfsvirkninni“ CAR-T meðferð.

Dr. Rick Klausner, stofnandi og forstjóri Lyell Immunopharma, horfir til framtíðar frumumeðferðar. Fyrrum yfirmaður National Cancer Center (NCI) benti á að ein af hvatunum til þróunar „tilbúinna“ CAR-T meðferða liggi í flöskuhálsum við að búa til „sjálfsleitar“ CAR-T meðferðir. Hins vegar verðum við að gera okkur grein fyrir því að núverandi tækni til að framleiða CAR-T meðferð er langt frá því að verða þroskuð. 5-10 árum síðar, þróun og framleiðsla frumumeðferðar er líklega mjög frábrugðin í dag.

Dr. Klausner nefndi að ástæðan fyrir því að núverandi framleiðsla frumumeðferðar er tímafrekt og erfiði er sú að við vitum ekki hverjar þessara frumna eru raunverulega lækninga. Þess vegna getum við aðeins stækkað T frumur stöðugt og vonað að meðal stjarnfræðilegra frumna geti fjöldi frumna með læknandi áhrif náð stöðlinum. Í framtíðinni, ef við getum einangrað þá undirhólf frumna sem hafa læknandi áhrif, getum við dregið verulega úr fjölda frumna sem þarf til að meðhöndla krabbamein. Þetta getur dregið mjög úr fjölda frumna sem við þurfum til að rækta og stytta framleiðslutíma frumumeðferðar frá vikum til daga.

Þetta hljómar eins og himinn og jörð, en það táknar leið fram á við. Þú veist, á tímum þegar reiknivél tekur upp heilt hús, geta ekki margir búist við tilkomu snjallsíma. Það eru aðeins nokkrir áratugir á milli þeirra tveggja.

Forstjóri krabbameinslæknis, Anderson krabbameinsmiðstöð, Dr. Patrick Hwu, benti á mismunandi möguleika á notkun. Fyrir nokkrar viðkvæmari krabbamein getur „tilbúin notkun“ CAR-T meðferð virkað vel til skamms tíma, svo þú þarft ekki að hafa áhyggjur of mikið af því að henni sé hafnað af ónæmiskerfinu. Fyrir fast æxli vonum við að T-frumur haldist í nágrenni æxlisins eins lengi og mögulegt er og „sjálfsvirkjandi“ CAR-T meðferðin mun hafa meira svigrúm til að leika.

Við verðum að vita að heitar umræður um „tilbúinn til notkunar“ og „sjálfsvirkjandi“ CAR-T meðferð eru bara toppurinn á ísjakanum af frumumeðferð. Já, frá samþykkt þess hefur svið CAR-T meðferðar vakið mikla athygli og athygli. En tveir sérfræðingar bentu á að frumumeðferð væri ekki eina CAR-T meðferðin. Frumumeðferð önnur en T frumumeðferð er einnig framtíðarþróunarstefna. Reiknað er með að gen og frumur muni skila nýjum bylting hjá sjúklingum um allan heim undir sjávarföllum líftækni.