Úvod
CAR T buněčná terapie, inovativní forma imunoterapie, prokázala výjimečnou účinnost při léčbě specifických nádorů využitím síly vlastního imunitního systému pacienta. Nedávno vědci zkoumali myšlenku jeho použití k léčbě malignit B buněk spojených s HIV, což je komplikovaný problém, který zahrnuje jak rakovinu, tak HIV/AIDS.
Pacienti s HIV mají mnohem vyšší riziko rakoviny než normální populace. HIV pozitivní lidé mají 25%–40% výskyt rakoviny. Nejčastějším zhoubným onemocněním pacientů s HIV/AIDS je non-Hodgkinův lymfom (NHL). NHL je nejčastější u PLWHA jako Burkittův lymfom, který má 18krát vyšší riziko a difúzní velké B buněčný lymfom (DLBCL), což představuje 75 % případů.
Chimérický antigenní receptor (CAR) T buněčná terapie, zejména CD19-cílené CAR T buňky, způsobily revoluci v léčbě NHL B buněk. Kvůli obavám o bezpečnost a obtížím při generování produktů CAR T buněk z HIV pozitivních dárců byla PLWHA po léta vyloučena ze všech klinických studií. Nedávné studie zkoumaly použití HIV pozitivních lymfom dárcovských buněk k vytvoření CD19-cílení CAR T buněk. Tyto studie ukázaly slibné řešení bezpečnosti a účinnosti Léčba CAR T buňkami v této populaci, ale neléčí HIV.
V minulosti byly CD19-CAR a N6-CAR T buňky účinné jak v klinickém, tak v preklinickém testování proti lymfomu a HIVgp120. Předpokládalo se, že může cílit na oba antigeny duální design rakovina a buňky infikované HIV v jedné osobě. Byla vyvinuta bispecifická technologie N6-huCD19 CAR T buněk, která cílí na oba antigeny v jednom terapeutickém produktu.
Pochopení výzvy
Lidé, kteří mají HIV/AIDS, mají vyšší šanci, že onemocní některými typy rakoviny, zejména malignitami B buněk včetně lymfomů a leukémií. Léčba těchto nádorů v přítomnosti HIV může být náročná kvůli oslabené imunitní funkci a potížím s regulací imunosuprese.
Jak CAR T terapie funguje?
Léčba T lymfocyty CAR (chimerický antigenní receptor) je genetická modifikace T lymfocytů pacienta za účelem exprimování umělých receptorů, nazývaných CAR, na jejich povrchu. Tato vehikula jsou navržena tak, aby identifikovala konkrétní látky nacházející se v maligních buňkách. V oblasti malignit B buněk souvisejících s HIV jsou CAR T buňky specificky navrženy tak, aby rozpoznávaly antigeny, jako je CD19, které jsou často přítomné na B buňkách.
Výhody a výzvy u pacientů s HIV
Využití léčby CAR T buňkami u HIV-pozitivních jedinců s malignitami B buněk nabízí zřetelné výhody a překážky. Výhodou CAR T buněk je jejich vysoká specificita při zacílení na rakovinné buňky při zachování zdravých buněk, což může potenciálně snížit riziko toxicity. Nicméně infekce HIV představuje výzvu pro imunologické funkce, což vyžaduje pečlivou léčbu jak viru HIV, tak zhoubného nádoru.
Vývoj CAR-T pro HIV
OBRÁZEK 1. Schematické znázornění struktury anti-HIV CAR. CAR první generace se skládá z jediné anti-HIV env domény (CD4 nebo svFc), oblasti transmembránové domény a domény CD3-ζ receptoru T buněk. CAR druhé generace zahrnuje další kostimulační signální doménu do základní konfigurace receptoru první generace. Buňky třetí generace obsahují více než jednu kostimulační doménu. CAR čtvrté generace jsou charakterizovány přidáním konstitutivních nebo indukovatelných transgenů, jako jsou cytokiny nebo chemokiny.
Byly vytvořeny dva tandemové a jedno smyčkové bispecifické kandidátní návrhy CAR. Tyto konstrukty byly vytvořeny integrací humanizovaného (hu) CD19 jednořetězcového variabilního fragmentu (scFv) a N6 scFv z anti-HIV široce neutralizující protilátky (bNAb) do kostry konstruktu CAR 2. generace.
Bispecifické tandemové konstrukty CAR měly N6 a huCD19 scFv spojené s G4S linkerem v orientaci huCD19-N6 nebo N6-huCD19. Smyčka-CAR byla vytvořena fúzí huCD19(VL):N6(VH):VL:VH s Whitlow linkerem. Všechny konstrukty měly CD4 transmembránovou doménu, dvojitě mutovaný IgG4 Fc spacer, 4-1BB kostimulační a CD3-zetta signální domény a EGFRt oddělené T2A ribozomální skip oblastí. 3 bispecifické konstrukty byly hodnoceny na T buňkách pocházejících ze zdravých dárců za použití testu společné kultury cytotoxicity proti Raji (CD19+) nebo 8E5 (gp120+) cílovým buňkám. N6-huCD19 CAR T buňky byly produkovány od HIV pozitivních pacientů a testovány proti nádor buňky.
výsledky
Funkční testování ukázalo, že všechny tři bispecifické konstrukce CAR byly účinné proti CD19 a HIVgp120. Tandemové CAR T buňky N6-huCD19 byly účinnější proti oběma antigenům. Zejména N6-huCD19 tandemové CAR T buňky mohou postupně cílit na jeden nebo oba antigeny.
Tandem N6-huCD19 CAR T buňky byly vytvořeny od HIV pozitivních dárců, což dokazuje, že tato metoda je proveditelná u PLWHA. Je zajímavé, že N6-huCD19 CAR T buňky pocházející z HIV dárců zabily nádorové buňky, které exprimovaly buď CD19 nebo HIVgp120 antigeny, což ukazuje, že mohou dělat dvě různé věci.
Možná si přečtete: CAR T buněčná terapie v Číně
OBRÁZEK 2. Anti-HIV CAR modifikované T buňky a strategie „Kick and Kill“ k odstranění latentně infikovaných buněk HIV. Strategie „nakopnutí“ využívá LRA k indukci transkripce HIV, exprese proteinů a produkce virionů. CD4 (vlevo nahoře, oranžová) nebo protilátka (vpravo nahoře, fialová) T buňka vytvořená pomocí CAR se zaměřuje na vazebné místo HIV na virové částici na buněčném povrchu reaktivované rezervoárové buňky (dole). Po navázání CAR-modifikovaná T buňka uvolní granzymy a cytokiny, aby „zabily“ buňky infikované HIV.
Řešení imunokompromisu
Zásadní faktor, který je třeba řešit CAR T buněčná terapie pro malignity související s HIV je rovnováha mezi léčbou rakoviny a kontrolou HIV. Jedinci s oslabeným imunitním systémem mohou být náchylnější k infekcím a mohou také čelit potenciálním problémům imunoterapie léčba. Proto je nutné pečlivě vyhodnotit a implementovat možnosti léčby na míru.
CAR T buňky v boji proti infekci HIV
Použití adoptivních T buněk k léčbě HIV bylo obhajováno již před desítkami let. První studie terapie HIV CAR T lymfocyty zahrnovala transplantaci adoptivních T lymfocytů s CAR fúzí CD4 extracelulární domény (primární HIV receptor) k CD3 signalizační doméně (CD4) (Mitsuyasu et al., 2000; Walker et al., 2000; Deeks a kol., 2002). CD4, přirozená část rozpoznávající obal HIV, se zaměřuje na všechny izoláty HIV, což z něj činí dobrý reaktivní ligand pro návrh anti-HIV CAR. Mutace by snížily vazbu CD4 a virovou zdatnost, proto jsou vazebná místa obalového proteinu CD4 většinou konzervovaná (Wang et al., 2019).
První generace CAR na bázi CD4 byla testována u pacientů s HIV na účinnost a bezpečnost (Mitsuyasu a kol., 2000; Walker a kol., 2000; Deeks, 2002). Léčba neinhibovala replikaci viru, ale změněné buňky trvaly > 10 let a neměly žádnou zjevnou toxicitu (Mitsuyasu et al., 2000). Nedostatek virové kontroly může mít řadu příčin: (1) CAR na bázi CD4 činí genově modifikované T buňky citlivými na infekci HIV a buněčnou smrt, (2) signalizace aktivace kostimulačního signálu je neefektivní, (3) manipulace s T buňkami a jejich množení jsou slabá a (4) chybí stimulace virovým antigenem. Bylo však zjištěno, že léčba CD4ζ T buňkami je bezpečná a udržuje stabilní úrovně přihojení (Scholler et al., 2012).
Možná si přečtete: CAR T buněčná terapie v Indii
Nedávné pokroky v designu CAR k optimalizaci funkce efektoru CAR T buněk a perzistence v malignitě urychlily léčbu CAR T buňkami. Existují čtyři generace CAR (obrázek 1). První generace CAR připojila externí skupinu rozpoznávající antigen k intracelulární endodoméně stimulující lymfocyty, jako je složka transdukující signál řetězců TCR CD3ζ (Eshhar et al., 1993).
Apoptóza, omezený růst in vivo a cytotoxicita byly běžné u CAR T buněk první generace (Heuser et al., 2003; Zhao et al., 2009). CAR druhé generace byly vytvořeny přidáním kostimulačních molekulových domén jako CD28 nebo 4-1BB do cytoplazmatického konce konstruktů obsahujících CD3ζ. In vitro optimalizované anti-HIV CAR T buňky druhé generace s kostimulační doménou 4-1BB potlačovaly replikaci HIV 50krát lépe než CAR T buňky první generace (Leibman et al., 2017).
Experimenty na zvířatech ukázaly, že sekundární generace CAR expandovaly v reakci na antigen, chránily CD4+T buňky proti infekci HIV a redukovaly pokles CD4 lépe než CAR bez kostimulačních molekul (Leibman et al., 2017). Srovnatelné studie ukázaly, že kostimulační doména 4-1BB snižuje virový rebound po léčbě ART a podporuje perzistenci T buněk in vivo bez antigenu lépe než doména CD28 (Zhang et al., 2007; Leibman et al., 2017). CAR třetí generace byly vytvořeny přidáním četných kostimulačních molekul k sekundárním CAR. U rakoviny zlepšují CAR třetí generace efektorovou funkci, proliferaci, přežití a smrt nádoru (Savoldo et al., 2011).
Liu a kol. (2016) zjistili, že anti-gp120 CAR třetí generace s četnými intracelulárními signálními doménami (CD3ζ-CD28-41BB) má větší účinnost při lýze buněk exprimujících Env in vitro než CD4ζ-CAR. CAR T buňky čtvrté generace, známé jako T buňky přesměrované pro univerzální cytokiny zprostředkované zabíjení (TRUCKs), obsahují třetí stimulační signál, který vylučuje nebo přivazuje cytokiny jako IL-7, IL-12, IL-15 nebo IL-18 na zlepšit expanzi a perzistenci CAR T buněk. Jsou bytí studoval v onkologii s cílem zaměřit se na solidní nádory.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Terapie CAR T lymfocyty má velký potenciál jako inovativní metoda léčby malignit B lymfocytů souvisejících s HIV a poskytuje nový optimismus jedincům, kteří se potýkají s tímto složitým překryvem onemocnění. Navzdory existenci obtíží vede neustálý výzkum a klinické úsilí k vývoji vylepšených a přizpůsobených léčebných postupů, které mají potenciál způsobit revoluci v péči o rakovinu u lidí žijících s HIV.
Probíhá mnoho úsilí o vytvoření nových technik eradikace HIV. Techniky založené na CAR mohou pomoci vymýtit HIV posílením antivirové buněčné imunitní odpovědi. K úspěšnému nasazení anti-HIV CAR léčby k zavedení dlouhodobého imunitního dohledu a eliminaci reaktivovaných buněk HIV může být zapotřebí kombinace technik. Zůstávají však některé otázky týkající se pokroku v této oblasti:
(1) Mohou imunitní buňky modifikované CAR rozpoznat expresi reaktivovaného antigenu indukovanou LRA?
(2) Může léčba CAR a LRA ovlivnit rezervoáry střevní a mozkové tkáně?
(3) Jsou nutné opakované infuze imunitních buněk modifikovaných CAR a/nebo reaktivace LRA?
Terapie CAR T lymfocyty nové generace jako součást režimu „nakopni a zabij“ v kombinaci s LRA nebo bNAbs může eliminovat rezervoár HIV zlepšením imunitního dohledu a udržením virové suprese po přerušení ART.
