Эффективность терапии CAR T-клетками против различных видов рака, включая солидные опухоли, можно значительно повысить, используя технологию CRISPR-Cas9 для отключения гена CD5 — белка, обнаруженного на поверхности Т-клеток, согласно доклиническому исследованию, проведенному учеными из Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании и Онкологического центра Абрамсона.

CAR T-клетки — это T-клетки, которые были разработаны для атаки на определенные цели, обнаруженные на раковых клетках. Они показали замечательные результаты у некоторых пациентов с раком крови. Но они не показали хороших результатов против других видов рака, включая солидные опухоли, такие как рак поджелудочной железы, рак простаты и меланома. Исследователи искали методы повышения эффективности терапии CAR T-клетками.

Исследование, опубликованное сегодня в Science Immunology , предполагает, что отключение CD5 может быть основной техникой. Проливая свет на ранее неясную роль белка, исследователи обнаружили, что он работает как мощная иммунная контрольная точка, сдерживая эффективность Т-клеток. Они показали, что его удаление значительно усилило противораковую активность CAR T-клеток в различных доклинических моделях рака.

«В доклинических моделях мы обнаружили, что удаление CD5 значительно усиливает функцию CAR T-клеток против множественных видов рака», — сказал старший автор Марко Руэлла, доктор медицинских наук, доцент кафедры гематологии и онкологии, научный сотрудник Центра клеточной иммунотерапии и научный руководитель Программы по лимфоме Медицинского центра Пенсильванского университета.

«Поразительные эффекты, которые мы наблюдали в доклинических моделях, позволяют предположить, что отключение CD5 может быть общей стратегией для усиления функции CAR T-клеток».

Первым автором исследования является Ручи Патель, доктор философии, недавний аспирант Лаборатории Руэллы.

Основы иммунных контрольных точек
Механизмы иммунных контрольных точек — это регуляторные переключатели, которые помогают не допустить, чтобы иммунные реакции стали слишком интенсивными и привели к повреждению сопутствующих тканей. Рак часто захватывает эти механизмы, чтобы подавить противораковые иммунные реакции.

Ученые уже идентифицировали несколько основных белков иммунных контрольных точек, включая PD-1 и CTLA-4, которые были целями самых первых успешных методов лечения ингибиторами иммунных контрольных точек, включая ипилимумаб, ниволумаб и пембролизумаб.

Пока исследователи изучают генетическую делецию этих белков для улучшения терапии CAR T-клетками, ученые полагают, что существуют и другие, пока не открытые механизмы иммунных контрольных точек, которые используют раковые клетки.

Стратегия сосредоточения на CD5
Прежде чем изучать роль CD5 в CAR T-клетках, исследователи изначально сосредоточились на CD5 как на мишени для опухоли. Белок CD5 высоко экспрессируется на раковых T-клетках при T-клеточной лимфоме и T-клеточном остром лимфобластном лейкозе , редких видах рака крови, для которых не существует эффективных вариантов иммунотерапии. В частности, ни одна из доступных в настоящее время коммерческих CAR T-клеточных терапий не одобрена для лечения T-клеточных лимфом.

Команда Руэллы сначала сконструировала CAR T-клетки, нацеленные на клетки, несущие CD5, для лечения этих злокачественных новообразований, но вскоре поняла, что им необходимо удалить CD5 из CAR T-клеток, чтобы предотвратить уничтожение CAR T-клетками друг друга, поскольку CAR T-клетки естественным образом экспрессируют CD5.

Поэтому, используя технологию CRISPR-Cas9, они удалили ген CD5 в клетках CAR T, чтобы сконструированные клетки не атаковали друг друга. Оказалось, что этот нокаут CD5 в клетках CAR T резко повысил их эффективность в лабораторных экспериментах с различными злокачественными новообразованиями Т-клеток.

Однако вскоре исследователи поняли, что удаление CD5 может значительно усилить противоопухолевый эффект нескольких продуктов CAR T как для жидких, так и для солидных видов рака. Исследователи обнаружили схожие улучшения эффективности в лабораторных исследованиях, когда они тестировали стратегию нокаута CD5 в клетках CAR T, сконструированных для воздействия на другие виды рака, не несущие CD5, включая лейкемии и лимфомы В-клеток, рак поджелудочной железы и рак простаты.

Они наблюдали увеличение пролиферации и выживаемости CAR T-клеток, а также увеличение активности по уничтожению раковых клеток, и эти эффекты превзошли те, которые наблюдались после нокаута известного белка иммунной контрольной точки PD-1. Исследователи также обнаружили, что нокаут CD5 может улучшить противораковую активность других T-клеток, что снова предполагает, что CD5 является важным белком иммунной контрольной точки в этих клетках.

В исследовании группа подробно описала молекулярные механизмы нокаута CD5, показав, что он усиливает активность генов, связанных с активацией Т-клеток и эффективностью уничтожения клеток. Анализируя большую базу данных биопсий опухолей, исследователи также связали относительно низкую экспрессию CD5 в Т-клетках с лучшими результатами для пациентов.

Скоро начнется первая фаза клинического испытания CAR T-клеток с нокаутом CD5, в которой примут участие пациенты с лимфомами Т-клеток, содержащих CD5. «Если стратегия нокаута CD5 окажется безопасной и эффективной в таких испытаниях, ее можно будет протестировать против более широкого спектра видов рака», — сказала Руэлла. «Мы рады видеть, как эта работа переходит «от лабораторного стола к постели больного».