Predstavitev
Terapija s celicami CAR T, inovativna oblika imunoterapije, je pokazala izjemno učinkovitost pri zdravljenju specifičnih tumorjev z izkoriščanjem moči pacientovega lastnega imunskega sistema. Pred kratkim so znanstveniki raziskali zamisel o njegovi uporabi za zdravljenje malignih obolenj celic B, povezanih z virusom HIV, kar je zapleten problem, ki vključuje tako raka kot HIV/AIDS.
Bolniki z virusom HIV imajo veliko večje tveganje za raka kot običajna populacija. HIV-pozitivni ljudje imajo 25-40-odstotno stopnjo raka. Najpogostejša malignost pri bolnikih s HIV/aidsom je ne-Hodgkinov limfom (NHL). NHL je najpogostejši pri osebah z virusom HIV kot Burkittov limfom, za katerega je tveganje 18-krat večje, in difuzni veliki B celični limfom (DLBCL), ki predstavlja 75 % primerov.
Terapija T-celic s himernim antigenskim receptorjem (CAR)., zlasti celic CAR T, ki ciljajo na CD19, je revolucioniral zdravljenje NHL B celic. Zaradi pomislekov glede varnosti in težav pri pridobivanju produktov celic CAR T iz HIV pozitivnih darovalcev so bili ljudje, ki živijo z virusom HIV, leta izključeni iz vseh kliničnih študij. Nedavne študije so preučevale uporabo HIV pozitivnih limfom celic darovalcev za ustvarjanje celic CAR T, ki ciljajo na CD19. Te študije so pokazale obetavne pri obravnavanju varnosti in učinkovitosti Zdravljenje CAR T celic v tej populaciji, vendar ne zdravijo HIV.
V preteklosti so bile T-celice CD19-CAR in N6-CAR učinkovite pri kliničnem in predkliničnem testiranju proti limfomu in HIVgp120. Predvidevalo se je, da bi lahko bila tarča dvojna zasnova, ki cilja na oba antigena rakavih in s HIV okuženih celic v eni osebi. Razvita je bila bi-specifična N6-huCD19 CAR T-celična tehnologija, ki cilja na oba antigena v enem terapevtskem izdelku.
Razumevanje izziva
Ljudje, ki imajo HIV/aids, imajo večjo možnost, da zbolijo za nekaterimi vrstami raka, zlasti za malignimi celicami B, vključno z limfomi in levkemijami. Zdravljenje teh tumorjev v prisotnosti virusa HIV je lahko zahtevno zaradi oslabljene imunske funkcije in težav pri uravnavanju imunosupresije.
Kako deluje CAR T terapija?
Zdravljenje T-celic CAR (chimeric antigen receptor) je genetska modifikacija pacientovih T-celic za izražanje umetnih receptorjev, imenovanih CAR, na njihovi površini. Ta vozila so zasnovana za prepoznavanje določenih snovi, ki jih najdemo v malignih celicah. Znotraj področja malignomov celic B, povezanih s HIV, so celice CAR T posebej zasnovane za prepoznavanje antigenov, kot je CD19, ki so pogosto prisotni na celicah B.
Prednosti in izzivi pri bolnikih s HIV
Uporaba zdravljenja s celicami CAR T pri HIV-pozitivnih osebah z malignostmi celic B ponuja različne prednosti in ovire. Prednost celic CAR T je njihova visoka specifičnost pri ciljanju na rakave celice, hkrati pa ohranjajo zdrave celice, kar lahko potencialno zmanjša tveganje toksičnosti. Kljub temu okužba z virusom HIV predstavlja izziv za imunološko funkcijo, kar zahteva natančno obvladovanje tako virusa HIV kot maligne bolezni.
Razvoj CAR-T za HIV
SLIKA 1. Shematski prikaz strukture anti-HIV CAR. CAR prve generacije je sestavljen iz ene same anti-HIV domene env (CD4 ali svFc), regije transmembranske domene in domene T-celičnega receptorja CD3-ζ. CAR druge generacije vključuje dodatno kostimulatorno signalno domeno v osnovno konfiguracijo receptorja prve generacije. Celice tretje generacije vsebujejo več kot eno kostimulatorno domeno. Za CAR četrte generacije je značilen dodatek konstitutivnih ali inducibilnih transgenov, kot so citokini ali kemokini.
Ustvarjena sta bila dva tandemska in ena zanka bi-specifična zasnova kandidatov za CAR. Ti konstrukti so bili ustvarjeni z integracijo humaniziranega (hu) CD19 enoverižnega spremenljivega fragmenta (scFv) in N6 scFv iz široko nevtralizirajočega protitelesa proti HIV (bNAb) v hrbtenico konstrukta CAR 2. generacije.
Bi-specifični tandemski konstrukti CAR so imeli N6 in huCD19 scFvs, povezane s povezovalnikom G4S v orientaciji huCD19-N6 ali N6-huCD19. Loop-CAR je bil ustvarjen s spajanjem huCD19(VL):N6(VH):VL:VH s povezovalnikom whitlow. Vsi konstrukti so imeli transmembransko domeno CD4, dvojno mutirani distančnik IgG4 Fc, kostimulatorne 4-1BB in signalne domene CD3-zetta ter EGFRt, ločen z ribosomsko preskočno regijo T2A. 3 bi-specifične konstrukte so ocenili v zdravih celicah T, pridobljenih iz darovalcev, z uporabo preskusa sokulture citotoksičnosti proti tarčnim celicam Raji (CD19+) ali 8E5 (gp120+). N6-huCD19 CAR T celice so bile proizvedene iz HIV pozitivnih bolnikov in testirane proti tumor celice.
Rezultati
Funkcionalno testiranje je pokazalo, da so bile vse tri bi-specifične zasnove CAR učinkovite proti CD19 in HIVgp120. N6-huCD19 tandem CAR T celic je bil učinkovitejši proti obema antigenoma. Predvsem lahko N6-huCD19 tandemske CAR T celice zaporedno ciljajo na enega ali oba antigena.
N6-huCD19 tandem CAR T celice so bili pridobljeni iz HIV pozitivnih darovalcev, kar dokazuje, da je ta metoda izvedljiva pri osebah, ki živijo s HIV. Zanimivo je, da so celice N6-huCD19 CAR T, pridobljene iz darovalcev HIV, ubile tumorske celice, ki so izražale antigene CD19 ali HIVgp120, kar kaže, da lahko naredijo dve različni stvari.
Morda boste radi prebrali: CAR T Celična terapija na Kitajskem
SLIKA 2. Anti-HIV CAR modificirane celice T in strategija "Kick and Kill" za odpravo latentno okuženih celic s HIV. Strategija "kick" uporablja LRA za induciranje transkripcije HIV, izražanja beljakovin in proizvodnje virionov. T-celica CD4 (zgoraj levo, oranžna) ali protitelesa (zgoraj desno, vijolična), zasnovana na CAR, cilja na vezavno mesto HIV na virusnem delcu na celični površini reaktivirane celice rezervoarja (spodaj). Po vezavi bo T-celica, spremenjena s CAR, sprostila granzime in citokine, da bi "ubili" celice, okužene s HIV.
Obravnava oslabljenega imunskega sistema
Bistven dejavnik, ki ga je treba upoštevati CAR T celična terapija za maligne bolezni, povezane s HIV, je ravnovesje med zdravljenjem raka in nadzorom HIV. Posamezniki z oslabljenim imunskim sistemom so lahko bolj nagnjeni k okužbam in se lahko soočajo tudi z morebitnimi težavami zaradi imunoterapija zdravljenje. Zato je nujno natančno oceniti in izvajati prilagojene možnosti zdravljenja.
Celice CAR T za boj proti okužbi s HIV
Uporabo posvojenih celic T za zdravljenje virusa HIV so zagovarjali že pred desetletji. Prvo preskušanje s celično terapijo HIV CAR T je vključevalo presaditev posvojenih T celic s CAR fuzijo zunajcelične domene CD4 (primarni receptor HIV) na signalno domeno CD3 (CD4) (Mitsuyasu et al., 2000; Walker et al., 2000; Deeks et al., 2002). CD4, naravni del za prepoznavanje ovojnice HIV, cilja na vse izolate HIV, zaradi česar je dober reaktiven ligand za načrtovanje CAR proti HIV. Mutacije bi zmanjšale vezavo CD4 in sposobnost virusa, zato so vezavna mesta CD4 proteina ovojnice večinoma ohranjena (Wang et al., 2019).
Prva generacija CAR na osnovi CD4 je bila testirana pri bolnikih s HIV glede učinkovitosti in varnosti (Mitsuyasu et al., 2000; Walker et al., 2000; Deeks, 2002). Zdravljenje ni zaviralo replikacije virusa, vendar so spremenjene celice trajale več kot 10 let in niso imele očitne toksičnosti (Mitsuyasu et al., 2000). Pomanjkanje virusnega nadzora ima lahko številne vzroke: (1) CAR na osnovi CD4 naredijo gensko spremenjene celice T občutljive na okužbo s HIV in celično smrt, (2) signalizacija aktivacije kostimulatornega signala je neučinkovita, (3) ravnanje s celicami T in razmnoževanje sta slaba in (4) manjka stimulacija virusnega antigena. Vendar pa je bilo ugotovljeno, da je zdravljenje s celicami CD4ζ T varno in ohranja stabilne ravni presadka (Scholler et al., 2012).
Morda boste radi prebrali: CAR T Celična terapija v Indiji
Nedavni napredek pri oblikovanju CAR za optimizacijo efektorske funkcije celic CAR T in obstojnosti pri malignosti je pospešil zdravljenje celic CAR T. Obstajajo štiri generacije CAR (slika 1). Prva generacija CAR-jev je povezala zunanji del za prepoznavanje antigena z intracelularno endodomeno, ki stimulira limfocite, kot komponenta za prenos signala v verigi TCR CD3ζ (Eshhar et al., 1993).
Apoptoza, omejena rast in vivo in citotoksičnost so bile pogoste pri celicah CAR T prve generacije (Heuser et al., 2003; Zhao et al., 2009). Druge generacije CAR so bile ustvarjene z dodajanjem kostimulatornih molekulskih domen, kot sta CD28 ali 4-1BB, v citoplazemski rep konstruktov, ki vsebujejo CD3ζ. In vitro so optimizirane celice CAR T druge generacije proti HIV s kostimulatorno domeno 4-1BB zavrle replikacijo HIV 50-krat bolje kot celice T prve generacije CAR (Leibman et al., 2017).
Poskusi na živalih so pokazali, da so se CAR sekundarne generacije razširile kot odziv na antigen, zaščitile celice CD4+T pred okužbo s HIV in zmanjšale zmanjšanje CD4 bolje kot CAR brez kostimulatornih molekul (Leibman et al., 2017). Primerljive študije so pokazale, da kostimulatorna domena 4-1BB zmanjša povratni učinek virusa po zdravljenju z ART in spodbuja obstojnost celic T in vivo brez antigena bolje kot domena CD28 (Zhang et al., 2007; Leibman et al., 2017). CAR tretje generacije so nastali z dodajanjem številnih kostimulatornih molekul sekundarnim CAR. Pri raku CAR tretje generacije izboljšajo efektorsko funkcijo, proliferacijo, preživetje in smrt tumorja (Savoldo et al., 2011).
Liu et al. (2016) so ugotovili, da ima tretja generacija anti-gp120 CAR s številnimi znotrajceličnimi signalnimi domenami (CD3ζ-CD28-41BB) večjo učinkovitost pri lizi celic, ki izražajo Env, in vitro kot CD4ζ-CAR. T-celice CAR četrte generacije, znane kot celice T, preusmerjene za univerzalno ubijanje s citokini (TRUCK), vsebujejo tretji stimulacijski signal, ki izloča ali veže citokine, kot so IL-7, IL-12, IL-15 ali IL-18, na izboljšajo širjenje in obstojnost celic CAR T. So študiral v onkologiji za ciljanje na solidne tumorje.
zaključek
Terapija s celicami CAR T ima velik potencial kot inovativna metoda zdravljenja malignomov celic B, povezanih s HIV, in daje nov optimizem posameznikom, ki se soočajo s tem zapletenim prekrivanjem bolezni. Kljub obstoju težav nenehne raziskave in klinična prizadevanja vodijo k razvoju izboljšanih in prilagojenih zdravljenj, ki lahko spremenijo oskrbo raka pri tistih, ki živijo s HIV.
V teku je veliko prizadevanj za ustvarjanje novih tehnik izkoreninjenja HIV. Tehnike, ki temeljijo na CAR, lahko pomagajo izkoreniniti HIV s krepitvijo protivirusnega celičnega imunskega odziva. Morda bo potrebna kombinacija tehnik za uspešno uvedbo zdravljenja proti HIV CAR za vzpostavitev dolgoročnega imunskega nadzora in odstranitev reaktiviranih celic HIV. Vendar ostaja nekaj vprašanj glede napredka na tem področju:
(1) Ali lahko imunske celice, spremenjene s CAR, prepoznajo reaktivirano ekspresijo antigena, ki jo povzroči LRA?
(2) Ali lahko zdravljenje s CAR in LRA vpliva na rezervoarje črevesja in možganskega tkiva?
(3) Ali so potrebne ponavljajoče se infuzije imunskih celic, modificiranih s CAR, in/ali reaktivacije LRA?
Zdravljenje s celicami CAR T naslednje generacije kot del režima »kick and kill« v kombinaciji z LRA ali bNAbs lahko odpravi rezervoar HIV z izboljšanjem imunskega nadzora in ohranjanjem virusne supresije po prekinitvi ART.
