Найден способ повысить эффективность CAR-T-клеточной терапии

Некоторые раковые клетки отказываются умирать даже под воздействием мощной иммунотерапии, такой как CAR-T-клеточная терапия. Недавно специалисты онкологического центра Пенсильванского университета выяснили, почему так происходит, и предложили решение проблемы.
Они выяснили, что центральную роль в определении реакции опухолевых клеток на CAR-T-терапию играет сигнальный путь рецептора смерти, присутствующего внутри самой злокачественной клетки. Это исследование впервые показывает, что природные особенности рака могут обуславливать его ответ на клеточную терапию, и что опухолевые клетки могут способствовать нарушению функций CAR-T-клеток.

Эти результаты в будущем могут помочь скорректировать иммунотерапию у пациентов, у которых клетки рака крови проявляют устойчивость к клеточной терапии. Детали исследования и его основные выводы ученые представили в Cancer Discovery, журнале Американской ассоциации исследований рака.

Как работает CAR-T-клеточная терапия

Эта технология основывается на генной модификации Т-лимфоцитов, клеток иммунной системы, которые играют важнейшую роль в распознавании и уничтожении не только внешних врагов – вирусов и бактерий, но и внутренних – опухолей. Некоторое их количество выделяют из крови пациента, после чего на специальном оборудовании перепрограммируют, в результате чего вместо нормальных белков-рецепторов на их поверхности начинают синтезироваться так называемые химерные рецепторы. Именно благодаря последним Т-клетки получают способность выискивать и убивать клетки рака.
Генетически модифицированные лимфоциты затем водят обратно в организм пациента, где они начинают активно размножаться и атаковать опухоль. Такой подход позволяет персонализировать лечение рака, получая уникальное лекарство для каждого больного, и, как следствие, добиваться наилучшего результата без серьезных побочных эффектов.

У 10–20% пациентов с острым лимфобластным лейкозом, однако, болезнь оказывается устойчивой к CAR-T-клеточной терапии, но до сих пор ученые не понимали, почему так происходит. «Большинство теорий, объясняющих провал иммунотерапии, эксплуатируют идею о дефекте в Т-клетках, но наше исследование показало, что проблема заключается в важном сигнальном пути смерти внутри самой раковой клетки, который мешает Т-лимфоциту выполнять свою работу», – поясняет один из авторов исследования Марко Руэлла, доцент кафедры гематологии и онкологии Медицинской школы Пенсильванского университета. Он также является сотрудником Центра клеточной иммунотерапии при онкологическом центре.
Сначала с помощью технологии CRISPR-Cas9 исследователи провели скрининг всего генома одной из клеточных линий острого лимфобластного лейкоза, известной как Nalm6, чтобы выявить пути, связанные с резистентностью. CRISPR это инструмент редактирования генома, который способен эффективно выявлять определенные участки генетического кода, а также изменять структуру ДНК для экспериментов или – в некоторых случаях – для лечения.

Затем раковые клетки модифицировали, выключив у них отдельные гены, и объединили с CAR-T-клетками на 24 часа, чтобы определить путь, способствующий первичной устойчивости. Команда обнаружила, что в клетках острого лимфобластного лейкоза, резистентных к CAR-T-терапии, наблюдается дефицит генов, участвующих в активации сигнального пути, запускающего клеточную гибель, и избыток генов, необходимых для противодействия этому пути.
Когда ученые провели похожий эксперимент на животных моделях рака, эффект оказался даже более заметным по сравнению с результатами, которые они наблюдали в опытах на клеточных культурах. Поначалу исследователи были озадачены этим несоответствием, что и побудило их изучить влияние рака на иммунные клетки, пытающиеся его убить. Это привело их к открытию, что длительное выживание злокачественных клеток ведет к дисфункции Т-лимфоцитов.

Затем команда оценила клиническую значимость этих результатов, используя образцы клеток пациентов-детей из предыдущих исследований CAR-T. Она проанализировала гены в клетках лейкемии и Т-клетках – до и после лечения – у пациентов, которые хорошо отвечали на терапию, и тех, кто на нее не реагировал. Ученые обнаружили, что ранее выявленные в раковых клетках сигнальные пути были напрямую связаны с реакцией на CAR-T-клеточную терапию у пациентов-участников двух клинических испытаний, что позволяет предположить, что путь рецептора смерти является ключевым регулятором первичной резистентности к иммунотерапии при остром лимфобластном лейкозе.
«Теперь мы знаем, что устойчивость к противораковому лечению имеет две составляющие: первичную резистентность опухолевых клеток к смерти и их способность нарушать функциональность Т-лимфоцитов, – поясняет старший автор исследования Натан Синг, профессор Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе и научный сотрудник онкологического центра им. Ситмена. – Все вместе это приводит к неэффективности CAR-T-клеточной терапии, что позволяет болезни прогрессировать».

По словам исследователей, эти результаты указывают на то, что использование для создания CAR-T иммунных клеток здорового донора может привести к тем же неудачам, что и использование собственных клеток пациента. «Полученные данные послужат основой для новых исследований, посвященных изучению усовершенствованных CAR-T-клеток, которые будут обладать способностью преодолевать устойчивость рака, а также созданию методов лечения, воздействующих на дефектный сигнальный путь в опухолевых клетках», – заключает профессор Синг.