Therapi CAR-T parod i'w ddefnyddio: dyfodol hwylus neu ddyfodol go iawn?

Ers i therapi CAR-T gael ei gymeradwyo gyntaf yn 2017, mae'r datblygiad arloesol yn natblygiad preclinical a chlinigol y therapi arloesol hwn wedi gweld twf ffrwydrol. Yng nghyfarfod blynyddol ASH y llynedd, dangosodd y therapi CAR-T a ddatblygwyd gan Janssen / Nanjing Legend, Bristol-Myers Squibb (BMS), Gilead Sciences / Kite Pharma, a llawer o gwmnïau biofeddygol Tsieineaidd ddata anhygoel. Eleni, mae'n fwy tebygol y bydd mwy na dau therapi CAR-T yn cael eu cymeradwyo gan yr FDA, a bydd nifer y therapïau cymeradwy yn dyblu.

Fodd bynnag, er bod y therapi CAR-T cymeradwy wedi dangos effeithiolrwydd rhagorol a hirhoedlog wrth drin canser y gwaed, mae ei hyrwyddo yn wynebu sawl her. Mae'r therapi CAR-T a gymeradwywyd ar hyn o bryd yn therapi CAR-T awtologaidd, sy'n golygu bod angen i feddygon gael celloedd T gan gleifion a mynegi'r derbynnydd antigen simnai yn erbyn antigenau canser ar wyneb celloedd T trwy beirianneg genetig in vitro. (CAR), ac yna dychwelir y celloedd toreithiog i'r claf. Gall y broses gynhyrchu ddiflas hon gymryd hyd at 3 wythnos ac mae'n gostus. Ni all rhai cleifion ddarparu digon o gelloedd T oherwydd eu hiechyd, cyn-driniaeth a rhesymau eraill, sy'n eu gwneud yn methu ag elwa o'r dechnoleg arloesol hon.

Mae gan gael celloedd gan roddwyr iach i wneud celloedd CAR-T allogeneig y potensial i fynd i'r afael â'r heriau hyn sy'n wynebu celloedd CAR-T awtologaidd. Ar ddechrau'r flwyddyn newydd, darparodd adolygiad a gyhoeddwyd yn Nature Reviews Drug Discovery stocrestr fanwl o statws datblygu therapi CAR-T allogeneig "parod i'w ddefnyddio".

Manteision a heriau celloedd CAR-T allogeneig

Mae'r broses weithgynhyrchu celloedd CAR-T allogeneig yn dechrau gyda chelloedd T neu fathau eraill o gelloedd a geir gan roddwyr iach. Ar ôl i'r celloedd hyn gael eu peiriannu'n enetig i fynegi CAR a all dargedu celloedd canser ar wyneb y gell, maent yn cael eu prosesu ymhellach. Mae golygu genynnau yn lleihau'r risg y bydd celloedd CAR-T allogeneig yn ymosod ar y gwesteiwr a'r posibilrwydd y bydd celloedd gwesteiwr yn gwrthod celloedd CAR-T allogeneig. Yna caiff y celloedd hyn eu diwyllio, eu lluosogi, eu puro a'u aliquotio i mewn i gynhyrchion y gellir eu defnyddio ar unrhyw adeg a'u storio wedi'u rhewi.

Manteision y therapi CAR-T hwn yw:

Gellir cynhyrchu nifer fawr o gelloedd CAR-T o gelloedd a ddarperir gan un rhoddwr iach, sy'n diwallu anghenion nifer fawr o gleifion. Er enghraifft, dywed Allogene, sydd wedi ymrwymo i ddatblygu celloedd CAR-T allogeneig, y gallai celloedd a gafwyd gan roddwr iach gael eu defnyddio fel therapi CAR-T ar gyfer 100 o gleifion canser.

Mae'r celloedd hyn wedi cael eu cynhyrchu a'u rhewi mewn stoc, a dim ond i gael triniaeth ar unwaith y mae angen i gleifion y mae angen eu trin, gan ddileu'r oedi yn y broses weithgynhyrchu o therapi CAR-T awtologaidd.

Yn ogystal, fel rheol ni all cleifion canser dderbyn therapïau CAR-T lluosog oherwydd cyfyngiad ar nifer eu celloedd T eu hunain. Gall y therapi CAR-T allogeneig drin cleifion dro ar ôl tro yn haws, a newid yr antigen a dargedir gan y therapi CAR-T i oresgyn yr ymwrthedd i'r therapi CAR-T.

Fodd bynnag, mae angen i ddatblygiad therapi CAR-T allogeneig hefyd wynebu dwy her unigryw: yn gyntaf, gall y celloedd allogeneig a gyflwynir i'r claf ymosod ar y gwesteiwr, gan arwain at glefyd impiad-yn erbyn gwesteiwr sy'n bygwth bywyd (GVHD); a gellir adnabod a dileu celloedd Allogeneig yn gyflym gan gelloedd imiwnedd y gwesteiwr, gan gyfyngu ar eu gweithgaredd antitumor.

Strategaethau i fynd i'r afael â impiad yn erbyn clefyd gwesteiwr

Y rheswm pam mae celloedd CAR-T allogeneig yn ymosod ar feinweoedd gwesteiwr yw oherwydd bod y derbynyddion celloedd T (TCRs) a fynegir ar wyneb y celloedd T hyn yn gallu adnabod aloantigens ar y meinweoedd gwesteiwr, a thrwy hynny sbarduno ymosodiadau celloedd T ar y meinweoedd gwesteiwr. Ar hyn o bryd, mae strategaethau ar gyfer goresgyn clefyd impiad-yn erbyn gwesteiwr wedi'u rhannu'n ddau gategori yn bennaf: mae un yn defnyddio dulliau golygu genynnau i ddileu mynegiant TCR naturiol ar gelloedd T, ac mae'r llall yn defnyddio mathau eraill o gelloedd nad ydynt yn achosi GVHD.

Mae dull golygu genynnau yn dileu mynegiant TCR naturiol TCR

Y TCR a fynegir yn naturiol ar wyneb celloedd αβ math T a ddefnyddir yn gyffredin yw'r allwedd i gyfryngu ymosodiad y celloedd T hyn ar y gwesteiwr. Mae ymchwilwyr wedi datblygu sawl dull i atal mynegiant TCR ar wyneb y celloedd hyn. Un o'r dulliau sy'n tyfu gyflymaf yw'r defnydd o dechnoleg golygu genynnau. Mae'r cymhleth protein TCR ar wyneb celloedd math αβ T yn cynnwys cadwyn α a chadwyn β, a dim ond un genyn sy'n amgodio rhanbarthau cyson y gadwyn α. Felly, mae tarfu ar enynnau sy'n amgodio rhanbarth cyson cadwyn alffa derbynnydd celloedd T (TRAC) yn ffordd uniongyrchol ac effeithiol i atal mynegiant TCR o fath alffa β. Mae therapïau CAR-T allogeneig a gynhyrchir gan ddefnyddio'r strategaeth hon wedi mynd i dreialon clinigol.

Mantais y strategaeth hon yw y gellir cynhyrchu celloedd CAR-T gan ddefnyddio nifer fawr o gelloedd math αβ T mewn rhoddwyr iach fel deunyddiau crai. Mae yna amrywiaeth o dechnegau golygu genynnau y gellir eu defnyddio i darfu'n benodol ar enynnau sy'n amgodio TRAC, gan gynnwys nuclease bys sinc (ZFN), nuclease effeithydd tebyg i actifadydd trawsgrifio (TALEN), MegaTAL, a system golygu genynnau CRISPR. Yn yr astudiaeth ddiweddaraf, defnyddiodd yr ymchwilwyr fecanwaith ailgyfuno homologaidd y gell i gyfeirio'r transgene sy'n mynegi CAR i safle genynnau TRAC. Effaith y strategaeth hon yw "dau aderyn ag un garreg". Wrth ddinistrio mynegiant TCR naturiol celloedd T, mynegir y transgene CAR ar safle genynnau TRAC ac mae'n derbyn rheoleiddio'r hyrwyddwr genynnau TCR naturiol. Mae arbrofion anifeiliaid wedi dangos bod gan therapi CAR-T wedi'i dargedu CD19 a gynhyrchir gan y strategaeth hon well gweithgaredd gwrth-ganser na therapi CAR-T a gynhyrchir trwy fewnosod trawsenynnau CAR ar hap.

Un perygl cudd o ddefnyddio strategaethau golygu genynnau yw risgiau posibl effeithiau technoleg golygu genynnau y tu allan i'r targed. Fodd bynnag, gan fod y gwesteiwr yn dileu celloedd allogeneig yn y pen draw, gall effaith y risg bosibl hon fod yn gymharol isel.

Defnyddio mathau o gelloedd sy'n lleihau risg GVHD

Strategaeth arall i leihau'r risg y bydd celloedd CAR-T allogeneig yn ymosod ar y gwesteiwr yw defnyddio mathau o gelloedd nad ydynt yn cynhyrchu GVHD neu sydd â risg is o gynhyrchu GVHD. Maent yn cynnwys celloedd llofrudd naturiol (celloedd NK), celloedd γδ T, celloedd NK T (celloedd T sy'n mynegi marcwyr wyneb celloedd NK), a chelloedd cof T sy'n benodol i firws.

Strategaethau i wella dyfalbarhad celloedd CAR-T allogeneig

Er y gall y dulliau lluosog uchod leihau'r risg y bydd CAR-T allogeneig yn cael ei gyflwyno i'r claf i ymosod ar y gwesteiwr, mae angen i therapi CAR-T allogeneig hefyd ddatrys her fawr arall, hynny yw, bydd system imiwnedd y claf yn cydnabod y celloedd hyn. fel celloedd "Tramor", gan achosi gwrthodiad imiwn yn eu herbyn. Yn y pen draw, bydd y gwrthodiad imiwn hwn yn dinistrio celloedd CAR-T allogeneig a gyflwynir i'r claf. Efallai y bydd yr ymateb imiwn a gyfryngir gan gelloedd T y claf ei hun yn dechrau gweithio cyn gynted ag y cyflwynir y therapi dyrannu-T, gan leihau effeithiolrwydd y therapi dyrannu-T. Felly, mae sut i wella gwydnwch therapi CAR-T allogeneig yn broblem frys yn y maes hwn. Mae'r ymchwil gyfredol i ddatrys y broblem hon i'r cyfarwyddiadau a ganlyn:

Clirio lymffocyt mwy effeithiol

Mae ymchwil bresennol wedi dangos, er mwyn caniatáu i'r celloedd CAR-T a fewnforir amlhau mewn cleifion, mae angen defnyddio cemotherapi a dulliau eraill i glirio'r lymffocytau presennol yn y cleifion cyn i'r celloedd gael eu mewnforio, er mwyn darparu'r CAR a fewnforir. -T celloedd â gofod toreithiog. Ar gyfer celloedd CAR-T allogeneig, gall y cam o gael gwared â lymffocytau fod yn bwysicach, oherwydd bydd y celloedd T gwesteiwr sy'n weddill yn ymosod ar unwaith ar y celloedd CAR-T "tramor".

Un dull ymchwil cyfredol yw gwneud celloedd CAR-T allogeneig yn gallu gwrthsefyll cyffuriau sy'n clirio celloedd T trwy olygu genynnau, ac ni fydd cyffuriau sy'n clirio celloedd T yn effeithio ar y celloedd hyn. Er enghraifft, mae UCART19 Allogene yn defnyddio golygu genynnau i gael gwared ar enynnau sy'n mynegi'r protein CD52 mewn celloedd. Mae hyn yn gwneud y celloedd hyn yn gallu gwrthsefyll alemtuzumab, gwrthgorff monoclonaidd sy'n lladd celloedd T trwy eu rhwymo i CD52. Gall cyfuno alemtuzumab â chemotherapi glirio celloedd T aeddfed y gwesteiwr a chynnal celloedd T aeddfed y gwesteiwr ar lefelau isel. Ar yr un pryd, gall therapi CAR-T allogeneig weithio o hyd.

Gall golygu genynnau hefyd wneud celloedd CAR-T allogeneig yn gallu gwrthsefyll cemotherapiwteg sy'n clirio celloedd-T, gan ganiatáu iddynt weithio'n iawn mewn amgylchedd sy'n atal twf celloedd-T. Fodd bynnag, anfantais y strategaeth hon yw bod lefel y celloedd T mewndarddol mewn cleifion yn cael ei hatal i lefel isel iawn, gan arwain at risg sylweddol uwch o'u haint.

Lleihau imiwnogenigrwydd celloedd CAR-T allogeneig

Mae profiad gyda thrawsblannu organau a thrawsblannu bôn-gelloedd hematopoietig wedi dangos, os yw prif ffenoteip antigen leukocyte dynol (HLA) y rhoddwr yn debyg i ffenoteip HLA y gwesteiwr, gall leihau gwrthod imiwn y impiad yn sylweddol. Yn seiliedig ar y profiad hwn, mae'n ddamcaniaethol bosibl adeiladu banc celloedd rhoddwr trwy ddarganfod rhoddwr â ffenoteip HLA penodol, y gellir dewis celloedd rhoddwr sy'n cyfateb â rhoddwr ohono i gynhyrchu celloedd CAR-T allogeneig.

Oherwydd bod protein HLA dosbarth 1 yn foleciwl allweddol sy'n cyfryngu ffactorau gwrthod imiwnedd. Strategaeth arall yw defnyddio peirianneg enetig i ddileu'r protein HLA math 1 a fynegir ar wyneb celloedd CAR-T allogeneig. Mae mynegiad HLA ar wyneb y gell yn gofyn am is-uned o'r enw β2-microglobwlin. Gall curo genynnau β2-microglobwlin atal mynegiant protein HLA ar wyneb y gell, a thrwy hynny leihau imiwnogenigrwydd y celloedd hyn.

Dewiswch yr is-set celloedd T gorau

Mae poblogaeth celloedd T yn cynnwys is-boblogaethau celloedd T lluosog gyda gwahanol swyddogaethau a ffenoteipiau. Mae gwahanol is-boblogaethau celloedd T hefyd yn wahanol iawn yn eu gallu i ymosod ar gelloedd canser a dyfalbarhad mewn cleifion. Er enghraifft, mae astudiaethau preclinical wedi dangos bod celloedd CAR-T a gynhyrchir gan gelloedd naïf T CD8-positif a CD4-positif (TN) a chelloedd cof T canolog (TCM) yn fwy effeithiol wrth ladd celloedd canser yn gryf.

Mae astudiaethau clinigol sy'n defnyddio therapi CAR-T awtologaidd ar gyfer lewcemia lymffocytig cronig wedi dangos bod ansawdd TCM a chelloedd cof T tebyg i goesyn (TSCM) gyda gallu hunan-ddyblygu, a lefelau Mynegiant (gan gynnwys PD-1, TIM3, LAG3, ac ati. ) yn ddangosyddion pwysig o weithgaredd therapi a dyfalbarhad CAR-T.

Felly, trwy wella technegau sgrinio a diwylliant celloedd, gellir cyfoethogi is-boblogaethau celloedd T penodol i wella gwydnwch y therapi. Yn hyn o beth, gallai celloedd T a geir gan roddwyr iach fod â manteision posibl oherwydd na chawsant eu trin â therapïau blaenorol a allai effeithio ar boblogaeth celloedd T, ac felly gallant ddarparu celloedd T sy'n llawn TN, TCM, a TSCM.

Cynnydd clinigol therapi CAR-T allogeneig

Ar hyn o bryd, mae nifer o therapïau CAR-T allogeneig sy'n destun ymchwiliad wedi mynd i dreialon clinigol i drin canserau gwaed a thiwmorau solet fel cleifion â lewcemia lymffoblastig acíwt a lewcemia myeloid acíwt (POB) (gweler y tabl isod).

Yng Nghyfarfod Blynyddol ASH yn 2018, dangosodd canlyniadau clinigol rhagarweiniol UCART19 a ddatblygwyd gan Allogene, wrth drin cleifion â POB atglafychol ac anhydrin, i UCART19 gyrraedd ymateb cyflawn o 82% / ymateb cyflawn o adferiad hematologig anghyflawn (CR / CRi). Oherwydd hyd cyfyngedig UCART19 mewn cleifion, cafodd cleifion pediatreg a dderbyniodd UCART19 drawsblaniad bôn-gelloedd hematopoietig wedi hynny.

Dyfodol CAR-T a therapi celloedd

O ran therapi CAR-T "parod i'w ddefnyddio", mae gan y diwydiant ddwy farn wahanol hefyd. Mae llawer o bobl yn credu y gall ddatrys pwyntiau poen therapi CAR-T anodd a chylch cynhyrchu hir, a dod â gobaith newydd i fwy o gleifion ledled y byd. Ond mae rhai arbenigwyr yn credu mai dim ond dros dro yw therapi CAR-T "parod i'w ddefnyddio". "Hwylustod". Yn y dadansoddiad terfynol, ein mewnwelediadau yw ni ar therapi CAR-T "awtologaidd".

Mae Dr Rick Klausner, sylfaenydd a Phrif Swyddog Gweithredol Lyell Immunopharma, yn edrych tuag at ddyfodol therapi celloedd. Tynnodd cyn bennaeth y Ganolfan Ganser Genedlaethol (NCI) sylw at y ffaith bod un o'r cymhellion dros ddatblygu therapïau CAR-T "parod i'w defnyddio" yn y tagfeydd wrth greu therapïau CAR-T "awtologaidd". Fodd bynnag, mae angen i ni sylweddoli bod y dechnoleg gyfredol ar gyfer cynhyrchu therapi CAR-T ymhell o fod yn aeddfed. 5-10 mlynedd yn ddiweddarach, mae datblygu a chynhyrchu therapïau celloedd yn sicr o fod yn wahanol iawn i heddiw.

Soniodd Dr. Klausner mai'r rheswm pam mae'r cynhyrchiad therapi celloedd cyfredol yn cymryd llawer o amser ac yn llafurus yw nad ydym yn gwybod pa rai o'r celloedd hyn sy'n wirioneddol therapiwtig. Felly, ni allwn ond ehangu celloedd T yn barhaus, a gobeithio, ymhlith y celloedd seryddol, y gall nifer y celloedd sydd ag effaith iachaol gyrraedd y safon. Yn y dyfodol, os gallwn ynysu'r is-setiau hynny o gelloedd sy'n cael effeithiau iachaol, gallwn leihau nifer y celloedd sydd eu hangen i drin canser yn sylweddol. Gall hyn leihau nifer y celloedd sydd eu hangen arnom i ddiwylliant a byrhau amser cynhyrchu therapïau celloedd o wythnosau i ddyddiau.

Mae hyn yn swnio fel nefoedd a daear, ond mae'n cynrychioli ffordd ymlaen. Rydych chi'n gwybod, mewn oes pan mae cyfrifiannell yn cymryd tŷ cyfan, ni all llawer o bobl ddisgwyl dyfodiad ffonau smart. Dim ond ychydig ddegawdau sydd rhwng y ddau.

Tynnodd cyfarwyddwr meddygaeth canser MD Anderson Cancer Center, Dr. Patrick Hwu, sylw at wahanol ragolygon ymgeisio. Ar gyfer rhai canserau mwy sensitif, gall therapi CAR-T "parod i'w ddefnyddio" weithio'n dda yn y tymor byr, felly does dim rhaid i chi boeni gormod am iddo gael ei wrthod gan y system imiwnedd. Ar gyfer tiwmorau solet, gobeithiwn y bydd celloedd T yn aros yng nghyffiniau'r tiwmor cyhyd ag y bo modd, a bydd gan y therapi CAR-T "awtologaidd" fwy o le i chwarae.

Mae angen i ni wybod bod y sgwrs boeth am therapi CAR-T "parod i'w defnyddio" ac "awtologaidd" yn ddim ond blaen y mynydd iâ o therapi celloedd. Ydy, ers ei gymeradwyo, mae maes therapi CAR-T wedi denu llawer o sylw a sylw. Ond tynnodd dau arbenigwr sylw nad therapi celloedd yw'r unig therapi CAR-T. Therapi celloedd heblaw therapi celloedd T hefyd yw'r cyfeiriad datblygu yn y dyfodol. Disgwylir i therapi genynnau a chell ddod â datblygiadau newydd i gleifion ledled y byd o dan lanw biotechnoleg.