Teràpia preparada per utilitzar CAR-T: un expedient o un futur real?

Des que es va aprovar la teràpia CAR-T per primera vegada el 2017, l’avanç del desenvolupament preclínic i clínic d’aquesta teràpia innovadora ha experimentat un creixement explosiu. A la reunió anual d’ASH de l’any passat, la teràpia CAR-T desenvolupada per Janssen / Nanjing Legend, Bristol-Myers Squibb (BMS), Gilead Sciences / Kite Pharma i moltes empreses biomèdiques xineses van mostrar dades sorprenents. Aquest any, és més probable que més de dues teràpies CAR-T siguin aprovades per la FDA i el nombre de teràpies aprovades es duplicarà.

Tot i això, tot i que la teràpia CAR-T aprovada ha demostrat una eficàcia excel·lent i duradora en el tractament del càncer de sang, la seva promoció afronta molts reptes. La teràpia CAR-T homologada actualment és una teràpia CAR-T autòloga, cosa que significa que els metges han d’obtenir cèl·lules T dels pacients i expressar el receptor quimèric d’antigen contra els antígens del càncer a la superfície de les cèl·lules T mitjançant l’enginyeria genètica in vitro. (CAR), i després les cèl·lules proliferades són retornades al pacient. Aquest procés de producció tediós pot trigar fins a tres setmanes i és costós. Alguns pacients no poden proporcionar prou cèl·lules T a causa de la seva salut, pretractament i altres raons, cosa que els fa incapaços de beneficiar-se d’aquesta tecnologia innovadora.

L’obtenció de cèl·lules de donants saludables per fer cèl·lules CAR-T al·logèniques té el potencial d’afrontar aquests desafiaments que tenen les cèl·lules CAR-T autòlogues. Al començament del nou any, una revisió publicada a Nature Reviews Drug Discovery proporcionava un inventari a fons de l'estat de desenvolupament de la teràpia CAR-T al·logènica "preparada per a l'ús".

Avantatges i reptes de les cèl·lules al·logèniques CAR-T

El procés de fabricació de cèl·lules CAR-T al·logèniques comença amb cèl·lules T o altres tipus de cèl·lules obtingudes de donants sans. Després que aquestes cèl·lules estiguin dissenyades genèticament per expressar el CAR que pugui orientar les cèl·lules canceroses a la superfície cel·lular, se sotmeten a un tractament posterior. L’edició de gens redueix el risc que les cèl·lules CAR-T al·logèniques ataquin a l’hoste i la possibilitat que les cèl·lules hostes rebutgin les cèl·lules CAR-T al·logèniques. A continuació, aquestes cèl·lules es cultiven, propagen, es purifiquen i s’aliquoten en productes que poden ser utilitzats en qualsevol moment i emmagatzemats congelats.

Els avantatges d’aquesta teràpia CAR-T són:

Es poden generar un gran nombre de cèl·lules CAR-T a partir de cèl·lules subministrades d’un donant únic i saludable, atenent les necessitats d’un gran nombre de pacients. Per exemple, Allogene, que aposta per desenvolupar cèl·lules al·logèniques CAR-T, diu que les cèl·lules obtingudes d’un donant saludable podrien utilitzar-se com a teràpia CAR-T per a 100 pacients amb càncer.

Aquestes cèl·lules s’han generat i congelat en estoc, i els pacients que han de ser tractats només necessiten descongelar la teràpia d’estoc per rebre tractament immediat, eliminant els retards en el procés de fabricació de la teràpia CAR-T autòloga.

A més, els pacients amb càncer no solen rebre múltiples teràpies CAR-T a causa de la limitació del nombre de cèl·lules T pròpies. La teràpia al·logènica CAR-T pot tractar més fàcilment els pacients repetidament i canviar l’antigen objectiu per la teràpia CAR-T per superar la resistència a la teràpia CAR-T.

Tanmateix, el desenvolupament de la teràpia al·logènica amb CAR-T també ha d’afrontar dos reptes únics: en primer lloc, les cèl·lules al·logèniques introduïdes al pacient poden atacar l’hoste, provocant una malaltia d’empelt versus hoste que posarà en perill la vida (GVHD); i les cèl·lules al·logèniques poden ser reconegudes i eliminades ràpidament per les cèl·lules immunes de l’hoste, limitant la seva activitat antitumoral.

Estratègies per combatre la malaltia d’empelt vers hoste

La raó per la qual les cèl·lules T-CAR al·logèniques ataquen els teixits hoste és perquè els receptors de cèl·lules T (TCR) expressats a la superfície d’aquestes cèl·lules T poden reconèixer alloantígens sobre els teixits hoste, provocant així atacs de cèl·lules T als teixits hoste. Actualment, les estratègies per superar la malaltia d’empelt-hoste versus hostes es divideixen principalment en dues categories: una utilitza mètodes d’edició de gens per eliminar l’expressió natural de TCR a les cèl·lules T, i l’altra utilitza altres tipus de cèl·lules que no provoquen GVHD.

El mètode d’edició de gens elimina l’expressió TCR natural del TCR

El TCR expressat de forma natural a la superfície de cèl·lules T de tipus αβ d’ús comú és la clau per mediar l’atac d’aquestes cèl·lules T a l’amfitrió. Els investigadors han desenvolupat diversos mètodes per evitar l'expressió de TCR a la superfície d'aquestes cèl·lules. Un dels mètodes de més ràpid creixement és l’ús de la tecnologia d’edició de gens. El complex proteic TCR a la superfície de cèl·lules T tipus αβ està compost per una cadena α i una cadena β, i només un gen codifica les regions constants de la cadena α. Per tant, la pertorbació de gens que codifiquen la regió constant de la cadena alfa del receptor de cèl·lules T (TRAC) és una manera directa i eficaç d’evitar l’expressió de TCR tipus alfa β. Les teràpies al·logèniques CAR-T generades mitjançant aquesta estratègia han entrat en assajos clínics.

L’avantatge d’aquesta estratègia és que les cèl·lules CAR-T es poden fabricar utilitzant un gran nombre de cèl·lules T de tipus αβ en donants sans com a matèries primeres. Hi ha una gran varietat de tècniques d’edició de gens que es poden utilitzar per interrompre específicament els gens que codifiquen el TRAC, inclosa la nucleasa de zinc (ZFN), la nucleasa efectora de tipus transcriptor (TALEN), MegaTAL i el sistema d’edició del gen CRISPR. En el darrer estudi, els investigadors van utilitzar el mecanisme de recombinació homòloga de la cèl·lula per dirigir el transgene que expressa CAR al lloc del gen TRAC. Aquesta estratègia té com a efecte "dos ocells amb una sola pedra". Tot destruint l'expressió natural TCR de cèl·lules T, el transgene CAR s'expressa al lloc del gen TRAC i accepta la regulació del promotor natural del gen TCR. Experiments amb animals han demostrat que la teràpia CAR-T orientada a CD19 generada per aquesta estratègia té una millor activitat contra el càncer que la teràpia CAR-T generada per la inserció aleatòria de transgens CAR.

Un dels riscos ocults d’utilitzar estratègies d’edició de gens és el risc potencial dels efectes fora de la destinació de la tecnologia d’edició de gens. No obstant això, atès que les cèl·lules al·logèniques són eliminades per l'amfitrió, l'impacte d'aquest risc potencial pot ser relativament baix.

Ús de tipus cel·lulars que redueixen el risc de GVHD

Una altra estratègia per reduir el risc de cèl·lules CAR-T al·logèniques que ataquin a l'hoste és utilitzar tipus cel·lulars que no produeixen GVHD o tenen un menor risc de produir GVHD. Inclouen cèl·lules asasines naturals (cèl·lules NK), cèl·lules T γδ, cèl·lules T NK (cèl·lules T que expressen marcadors de superfície de les cèl·lules NK) i cèl·lules T de memòria específica del virus.

Estratègies per millorar la persistència de cèl·lules CAR-T al·logèniques

Tot i que els mètodes múltiples esmentats anteriorment poden reduir el risc que s’introdueixi CAR-T al·logènica al pacient per atacar l’hoste, la teràpia CAR-T al·logènica també ha de resoldre un altre repte important, és a dir, el sistema immunitari del pacient reconeixerà aquestes cèl·lules. com a cèl·lules "estrangeres", provocant un rebuig immune contra elles. Aquest rebuig immunitari acabarà destruint les cèl·lules al·logèniques del CAR-T introduïdes al pacient. La resposta immunitària mediada per les pròpies cèl·lules T del pacient pot començar a funcionar tan bon punt s’introdueix la teràpia assignar-T, reduint l’eficàcia de la teràpia assignar-T. Per tant, la manera de millorar la durabilitat de la teràpia al·logènica amb CAR-T és un problema urgent en aquest camp. La investigació actual per resoldre aquest problema es troba en les indicacions següents:

Clearance del limfòcit més eficaç

Les investigacions existents han demostrat que per permetre que les cèl·lules CAR-T importades en pacients és necessari utilitzar quimioteràpia i altres mitjans per netejar els limfòcits existents en els pacients abans que les cèl·lules siguin importades, per tal de proporcionar el CAR importat. -Cèl·lules T amb espai proliferatiu. Per a cèl·lules al·logèniques de CAR-T, el pas d’eliminació de limfòcits pot ser més important, perquè les cèl·lules T host restants ataquen immediatament les cèl·lules CAR-T “estrangeres”.

Un mètode d’investigació actual és fer que les cèl·lules CAR-T al·logèniques siguin resistents als fàrmacs que esborrin cèl·lules T mitjançant l’edició de gens, i aquestes cèl·lules no es veuran afectades per fàrmacs que netegen cèl·lules T. Per exemple, UCART19 d'Allogene utilitza l'edició de gens per eliminar els gens que expressen la proteïna CD52 a les cèl·lules. Això fa que aquestes cèl·lules siguin resistents a l’alemutzumab, un anticòs monoclonal que mata les cèl·lules T en unir-se a CD52. Si es combina alemtuzumab amb quimioteràpia, es pot netejar de manera més eficaç les cèl·lules T madures de l'hoste i mantenir les cèl·lules T madures de l'hoste a nivells baixos. Al mateix temps, encara pot funcionar la teràpia al·logènica amb CAR-T.

L’edició gènica també pot fer que les cèl·lules al·logèniques CAR-T siguin resistents a les quimioteràpiques que esborrin les cèl·lules T, permetent que funcionin correctament en un entorn que inhibeixi el creixement de les cèl·lules T. Tanmateix, l’inconvenient d’aquesta estratègia és que el nivell de cèl·lules T endògenes en pacients se suprimeix fins a un nivell molt baix, donant com a resultat un augment significatiu del risc de la seva infecció.

Reduir la immunogenicitat de les cèl·lules al·logèniques CAR-T

L'experiència amb el trasplantament d'òrgans i el trasplantament de cèl·lules mare hematopoietiques ha demostrat que si el fenotip de antigen de leucòcits humans (HLA) del donant és similar al fenotip HLA de l'amfitrió, pot reduir significativament el rebuig immunitari de l'empelt. A partir d’aquesta experiència, teòricament és possible construir un banc de cèl·lules donants descobrint un donant amb un fenotip HLA específic, a partir del qual es poden seleccionar cèl·lules donants aparellades per generar cèl·lules CAR-T al·logèniques.

Perquè la proteïna HLA de classe 1 és una molècula clau que media factors de rebuig immune. Una altra estratègia és utilitzar l’enginyeria genètica per eliminar la proteïna HLA tipus 1 expressada a la superfície de cèl·lules al·logèniques CAR-T. L’expressió de HLA a la superfície cel·lular requereix una subunitat anomenada β2-microglobulina. L'eliminació gènica de β2-microglobulina pot evitar l'expressió de la proteïna HLA a la superfície cel·lular, reduint així la immunogenicitat d'aquestes cèl·lules.

Trieu el millor subconjunt de cèl·lules T

La població de cèl·lules T conté múltiples subpoblacions de cèl·lules T amb diferents funcions i fenotips. Diferents subpoblacions de cèl·lules T també són molt diferents en la seva capacitat d’atacar cèl·lules canceroses i la persistència en pacients. Per exemple, estudis preclínics han demostrat que les cèl·lules CAR-T produïdes per cèl·lules T naives positives CD8 i CD4-positives (TN) i les cèl·lules T de memòria central (TCM) són més efectives per matar cèl·lules canceroses fortes.

Estudis clínics que utilitzen teràpia CAR-T autòloga per a leucèmia limfocítica crònica han demostrat que la qualitat de les cèl·lules T de memòria TCM i de tija (TSCM) amb capacitat de replicar-se i nivells d’expressió (inclosos PD-1, TIM3, LAG3, etc. ) són indicadors importants de l’activitat i la persistència de la teràpia CAR-T.

Per tant, en millorar les tècniques de cribratge i cultiu cel·lular, es poden enriquir subpoblacions específiques de cèl·lules T per millorar la durabilitat de la teràpia. En aquest sentit, les cèl·lules T obtingudes de donants sans poden tenir possibles avantatges perquè no han estat tractades amb teràpies anteriors que puguin afectar la població de cèl·lules T i, per tant, poden proporcionar cèl·lules T que són riques en TN, TCM i TSCM.

Progrés clínic de la teràpia al·logènica amb CAR-T

Actualment, diverses teràpies al·logèniques CAR-T que s’estan investigant han entrat en assaigs clínics per tractar càncers de sang i tumors sòlids com pacients amb leucèmia limfoblàstica aguda i leucèmia mieloide aguda (ALL) (vegeu la taula següent).

A la Reunió Anual de l'ASH de 2018, els resultats clínics preliminars de UCART19 desenvolupats per Allogene van mostrar que quan es van tractar pacients amb ALL recidivada i refractària, UCART19 va assolir una resposta completa del 82% / resposta completa de recuperació hematològica incompleta (CR / CRi). A causa de la durada limitada d'UCART19 en pacients, els pacients pediàtrics que van rebre UCART19 van rebre posteriorment un trasplantament hematopoietic de cèl·lules mare.

El futur de la CAR-T i la teràpia cel·lular

Pel que fa a la teràpia CAR-T "preparada per a l'ús", la indústria també té dues visions diferents. Moltes persones creuen que pot resoldre els punts de dolor de la difícil teràpia CAR-T i del llarg cicle de producció i aportar una nova esperança per a més pacients a tot el món. Però alguns experts creuen que la teràpia CAR-T "preparada per a l'ús" només és temporal. "Expediència". En darrera instància, es tracta de la nostra visió de la teràpia CAR-T "autòloga".

Rick Klausner, fundador i conseller delegat de Lyell Immunopharma, mira el futur de la teràpia cel·lular. L'exdirector del Centre Nacional de Càncer (NCI) va assenyalar que una de les motivacions per al desenvolupament de teràpies CAR-T "preparades per a l'ús" rau en els colls d'ampolla per crear teràpies CAR-T "autòleges". Tanmateix, cal que ens adonem que la tecnologia actual per a la fabricació de teràpia CAR-T està lluny de madurar. 5-10 anys després, el desenvolupament i la producció de teràpies cel·lulars està molt diferent a l'actualitat.

El doctor Klausner va mencionar que el motiu pel qual la producció actual de teràpia cel·lular requereix temps i laboriosa és que no sabem quines d’aquestes cèl·lules són realment terapèutiques. Per tant, només podem ampliar contínuament les cèl·lules T i esperem que entre les cèl·lules astronòmiques, el nombre de cèl·lules amb efecte curatiu pugui arribar a la norma. En el futur, si podrem aïllar aquells subconjunts de cèl·lules que tenen efectes curatius, podem reduir significativament el nombre de cèl·lules necessàries per tractar el càncer. Això pot reduir molt el nombre de cèl·lules que necessitem per cultivar i reduir el temps de producció de teràpies cel·lulars de setmanes a dies.

Això sembla com el cel i la terra, però representa un camí a seguir. Ja sabeu, en una època en què una calculadora ocupava tota una casa, no molta gent pot esperar l’arribada de telèfons intel·ligents. Hi ha poques dècades entre tots dos.

El director de medicina del càncer del MD Anderson Cancer Center, el doctor Patrick Hwu, va assenyalar diferents perspectives d’aplicació. Per a alguns càncers més sensibles, la teràpia CAR-T "preparada per a l'ús" pot funcionar bé a curt termini, de manera que no us haureu de preocupar massa perquè rebutgi el sistema immune. Per als tumors sòlids, esperem que les cèl·lules T es mantinguin als voltants del tumor el màxim temps possible i la teràpia CAR-T "autòloga" tingui més marge per jugar.

Hem de saber que la xerrada sobre la teràpia CAR-T “preparada per a l’ús” i “autòloga” és només la punta de l’iceberg de la teràpia cel·lular. Sí, des de la seva aprovació, el camp de la teràpia CAR-T ha cridat molta atenció i atenció. Però dos experts van assenyalar que la teràpia cel·lular no és l’única teràpia CAR-T. La teràpia cel·lular que no sigui la teràpia cel·lular T és també la futura direcció de desenvolupament. S’espera que la teràpia gènica i cel·lular aporti nous avenços a pacients de tot el món sota la marea de la biotecnologia.