Новая статья исследователей онкологического центра MUSC Hollings помогает раскрыть «правила» конструирования химерных антигенных рецепторов (CAR) Tregs.

Treg-клетки, или Т-регуляторные клетки, продемонстрировали свою эффективность в борьбе с аутоиммунными заболеваниями , такими как диабет 1 типа, однако эти обещания оставались нереализованными в течение 20 лет.

«Мы надеемся, что это исследование может способствовать [выполнению этого обещания]. Это возможно. Мы знаем, что это возможно. Мы продолжим усердно работать над этим», — сказал Леонардо Феррейра, доктор философии, старший автор статьи, опубликованной в журнале Molecular Therapy — Methods & Clinical Development .

Рассел Кокрейн, аспирант LOWVELO HCC в Ferreira Lab, был первым автором статьи. Он рассмотрел, почему сконструированные CAR Tregs, которые в теории должны функционировать так же, как и естественные Tregs, но в улучшенной манере, не оправдали своих надежд.

«Конструкция CAR, которую мы используем в настоящее время, не адаптирована к биологии Treg. Всякий раз, когда вы используете CAR в Treg, он не имитирует естественную сигнализацию биологии Treg. Происходит изменение, делающее его более склонным к воспалительной сигнализации», — сказал Кокрейн.

Усиление воспаления — это противоположный эффект от лечения.

«Я пытался найти решение, как избавиться от этого нежелательного последствия, сохранив при этом преимущества», — сказал Кокрейн.

«Я узнал, что если я снизлю сродство CAR, то есть насколько сильно он связывается со своей целью, он все равно подавит иммунные реакции посредством множества механизмов; однако он снизит провоспалительные последствия искусственной сигнализации».

Возможность использования возможностей Treg может означать более эффективное лечение людей с аутоиммунными заболеваниями, при которых иммунная система выходит из-под контроля; трансплантаций органов , требующих пожизненного приема иммунодепрессантов; и рака, который процветает в воспалительной среде.

От CAR-T к CAR Treg
Терапия CAR-T-клетками в настоящее время успешно применяется для нескольких типов рака крови. Эта модель использует собственные Т-клетки пациента, часть иммунной системы, и добавляет к ним CAR. CAR, или химерный антигенный рецептор , распознает и нацеливается на определенный антиген на поверхности раковых клеток .

Т-клетки (Treg) — это подтип Т-клеток.

«Хотя их и мало, они очень мощные и важные по своим способностям», — сказал Кокрейн. «Они делают противоположное тому, что делают все остальные, а именно регулируют иммунную систему. Лео всегда любит говорить, что они генералы иммунной системы. Они следят за тем, чтобы никто не опускался слишком низко и никто не поднимался слишком высоко».

Однако, когда дело доходит до рака, который является солидными опухолями, Treg не так уж и полезны. Опухоли кооптируют Treg для защиты раковых клеток вместо организма.

«Я всегда думал, что солидные опухоли — лучшие иммунологи, которые существуют, потому что они изучают все уловки, чтобы не дать иммунной системе добраться до них», — сказал Феррейра. «Поэтому понимание того, как работают Treg, что делает их счастливыми, важно как для лечения аутоиммунных заболеваний и трансплантации органов, так и для более эффективной борьбы с опухолями».

Tregs, выделенные из крови, являются поликлональными, то есть они представляют собой смесь клеток, каждая из которых видит свою цель. Но чтобы заставить их работать в определенных условиях, их нужно сфокусировать. Феррейра указал на недавнее клиническое исследование, проведенное в 15 центрах по всей стране, которое показало, что инфузия поликлональных Tregs не изменила течение диабета 1 типа.

«Мы знаем, что для того, чтобы Tregs работали, они должны быть антиген-специфичными. Они должны быть сфокусированы лазером. Поэтому в этой области существует острая необходимость в возможности модифицировать, создавать и производить как можно больше антиген-специфичных Tregs», — сказал он.

«Если вы введете 3 миллиарда поликлональных Treg-клеток пациентам, их болезнь не изменится. Поэтому мы знаем, что дело не в цифрах. Вы можете вводить столько поликлональных Treg-клеток, сколько захотите, и это не сработает».

Выбор цели
Терапия CAR-T-клетками работает, напрямую воздействуя на раковые клетки. CAR-Tregs могли бы пойти по тому же пути — при условии, что есть известная цель. Но для аутоиммунных заболеваний, таких как диабет 1 типа, исследователи не знают триггера — это означает, что они не могут нацеливаться на конкретный антиген так же, как терапия CAR-T-клетками фокусируется на одном антигене.

Когда дело доходит до пересадки органов, цель состоит в том, чтобы позволить иммунной системе работать нормально — за исключением слепого пятна, защищающего пересаженную ткань. Вместо этого, в текущей практике, пациенты с пересаженными органами должны принимать иммунодепрессанты, чтобы подавить всю свою иммунную систему, так что ни тело, ни пересаженная ткань не решат атаковать друг друга.

«При использовании обычных CAR-T-клеток для лечения рака целью являются раковые клетки, в этом нет никаких сомнений. Но в случае с Treg-клетками, поскольку их действие более многогранно, вы фактически можете воздействовать на те клетки, которые нужно защитить», — сказал Феррейра.

«Или, может быть, лучше переосмыслить это в этой области. Вы можете нацелиться на внеклеточный матрикс, чтобы ни одна клетка не пострадала в процессе. Вы можете нацелиться непосредственно на агрессорские Т-клетки. Или вы можете нацелиться на антигенпрезентирующую клетку, которая организует иммунную атаку».

По словам Кокрейна, конечной целью станет «живое терапевтическое средство для локального сдерживания нежелательного воспаления без необходимости применения каких-либо иммунодепрессантов широкого спектра действия».

Однако, чтобы достичь этого, исследователи должны понять, как сделать CAR-Treg эффективными. Предыдущие исследования намекали, что регулировка сродства может иметь значение, но это первое исследование, в котором проводится прямое сравнение CAR-Treg, которые в остальном идентичны, за исключением того, насколько сильно CAR связывается со своей целью.

«Это прямое сравнение, поэтому это очень весомые доказательства», — сказал Кокрейн. «И мы обнаружили, что всякий раз, когда вы снижаете сродство, это приводит к снижению секреции провоспалительных цитокинов».

Феррейра отметил, что команда также провела испытания как наивных Tregs, так и Tregs памяти, чтобы убедиться, что их результаты не являются результатом исследования какой-то странной партии Tregs, а на самом деле являются общими результатами.

«Нет ни одной подгруппы Tregs, которая каким-то образом устойчива к этому явлению. Оно очень последовательно», — сказал Феррейра.

Продолжая свою работу, Феррейра и его команда продолжают исследовать, как CAR влияет на работу Treg.

«Мы пытаемся понять механизм происходящих внутренних сигнальных [изменений]», — сказал Кокрейн. «Итак, у вас есть начальный результат — очень прочное связывание — и конечный результат, который представляет собой секрецию провоспалительных цитокинов. Мы не знаем, что происходит в середине.

«Мы пытаемся определить, что происходит в середине, что делает некоторые из этих Treg-клеток плохими. Мы проводим анализ отдельных клеток — изучаем каждую отдельную клетку на уровне белка и генома, чтобы понять, какие пути выбирает Treg, и в будущем мы сможем лучше адаптировать сигнализацию CAR для Treg-клеток».