Giới thiệu
Liệu pháp tế bào CAR T, một hình thức trị liệu miễn dịch tiên tiến, đã chứng minh hiệu quả đặc biệt trong điều trị các khối u cụ thể bằng cách tận dụng tiềm năng của hệ thống miễn dịch của chính bệnh nhân. Gần đây, các nhà khoa học đã nghiên cứu ý tưởng sử dụng nó để điều trị các khối u ác tính của tế bào B liên quan đến HIV, đây là một vấn đề phức tạp liên quan đến cả ung thư và HIV/AIDS.
Bệnh nhân HIV có nguy cơ mắc ung thư cao hơn nhiều so với người bình thường. Những người nhiễm HIV có tỷ lệ ung thư từ 25%–40%. Bệnh ác tính phổ biến nhất ở bệnh nhân HIV/AIDS là u lympho không Hodgkin (NHL). NHL is most common in PLWHA as Burkitt lymphoma, which has an 18-fold higher risk, and diffuse large B u lympho tế bào (DLBCL), which accounts for 75% of cases.
Liệu pháp tế bào T thụ thể kháng nguyên chimeric (CAR), especially CD19-targeting CAR T cells, has revolutionized B cell NHL treatment. Due to safety concerns and the difficulties of generating CAR T cell products from HIV-positive donors, PLWHA has been excluded from all clinical studies for years. Recent studies investigated the use of HIV-positive lymphoma donors’ cells to create CD19-targeting CAR T cells. These studies have shown promise in addressing the safety and efficacy of Điều trị bằng tế bào CAR T trong nhóm dân số này, nhưng họ không điều trị HIV.
In the past, CD19-CAR and N6-CAR T cells were effective in both clinical and preclinical testing against lymphoma and HIVgp120. It was anticipated that a dual design targeting both antigens may target cancer and HIV-infected cells in one person. A bi-specific N6-huCD19 CAR T cell technology was developed that targets both antigens in one therapeutic product.
Hiểu được thách thức
Những người nhiễm HIV/AIDS có nguy cơ mắc một số loại ung thư cao hơn, đặc biệt là các khối u ác tính của tế bào B bao gồm ung thư hạch và bệnh bạch cầu. Việc điều trị những khối u này khi có HIV có thể là một thách thức do chức năng miễn dịch bị suy yếu và khó khăn trong việc điều chỉnh ức chế miễn dịch.
Liệu pháp CAR T hoạt động như thế nào?
CAR (thụ thể kháng nguyên khảm) Điều trị bằng tế bào T là sự biến đổi gen của tế bào T của bệnh nhân để biểu hiện các thụ thể nhân tạo, được gọi là CAR, trên bề mặt của chúng. Những phương tiện này được thiết kế để xác định các chất cụ thể được tìm thấy trong các tế bào ác tính. Trong lĩnh vực khối u ác tính của tế bào B liên quan đến HIV, tế bào CAR T được thiết kế đặc biệt để nhận biết các kháng nguyên như CD19, thường xuất hiện trên tế bào B.
Ưu điểm và thách thức ở bệnh nhân HIV
Việc sử dụng phương pháp điều trị bằng tế bào CAR T ở những người nhiễm HIV mắc khối u ác tính của tế bào B mang lại những lợi ích và trở ngại riêng biệt. Ưu điểm của tế bào CAR T là tính đặc hiệu cao trong việc nhắm mục tiêu vào các tế bào ung thư trong khi vẫn bảo tồn các tế bào khỏe mạnh, điều này có khả năng làm giảm nguy cơ độc tính. Tuy nhiên, nhiễm HIV đặt ra những thách thức đối với chức năng miễn dịch, đòi hỏi phải quản lý tỉ mỉ cả virus HIV và bệnh ác tính.
Phát triển CAR-T cho HIV
HÌNH HÌNH. Sơ đồ biểu diễn cấu trúc CAR chống HIV. CAR thế hệ thứ nhất bao gồm một miền env kháng HIV (CD4 hoặc svFc), vùng miền xuyên màng và miền CD3-ζ của thụ thể tế bào T. CAR thế hệ thứ hai kết hợp miền tín hiệu mô phỏng bổ sung vào cấu hình thụ thể cơ bản của thế hệ thứ nhất. Các tế bào thế hệ thứ ba chứa nhiều hơn một miền đồng kích thích. CAR thế hệ thứ tư được đặc trưng bởi việc bổ sung các gen chuyển cấu thành hoặc cảm ứng như cytokine hoặc chemokine.
Hai thiết kế ứng cử viên CAR dành riêng cho hai vòng lặp và song song đã được tạo. Các cấu trúc này được tạo ra bằng cách tích hợp đoạn biến đổi chuỗi đơn CD19 (scFv) được nhân hóa (hu) và N6 scFv từ kháng thể trung hòa rộng rãi kháng HIV (bNAb) vào khung cấu trúc CAR thế hệ thứ 2.
The bi-specific tandem CAR constructs had N6 and huCD19 scFvs coupled with a G4S linker in huCD19-N6 or N6-huCD19 orientation. The loop-CAR was created by fusing huCD19(VL):N6(VH):VL:VH with a whitlow linker. All constructs had the CD4 transmembrane domain, a double-mutated IgG4 Fc spacer, 4-1BB co-stimulatory and CD3-zetta signaling domains, and EGFRt separated by a T2A ribosomal skip region. The 3 bi-specific constructs were assessed in healthy donor-derived T cells employing cytotoxicity co-culture assay against Raji (CD19+) or 8E5 (gp120+) target cells. N6-huCD19 CAR T cells were produced from HIV-positive patients and tested against khối u các tế bào.
Kết quả
Thử nghiệm chức năng cho thấy cả ba thiết kế CAR đặc hiệu kép đều có hiệu quả chống lại CD19 và HIVgp120. Các tế bào CAR T song song N6-huCD19 có hiệu quả hơn chống lại cả hai loại kháng nguyên. Đáng chú ý là các tế bào CAR T song song N6-huCD19 có thể nhắm mục tiêu tuần tự vào một hoặc cả hai kháng nguyên.
song song N6-huCD19 Tế bào CAR T được tạo ra từ những người hiến tặng dương tính với HIV, chứng tỏ phương pháp này khả thi ở PLWHA. Điều thú vị là các tế bào N6-huCD19 CAR T có nguồn gốc từ người hiến tặng HIV đã tiêu diệt các tế bào khối u biểu hiện kháng nguyên CD19 hoặc HIVgp120, cho thấy chúng có thể làm hai việc khác nhau.
Bạn có thể muốn đọc: Liệu pháp tế bào CAR T ở Trung Quốc
HÌNH HÌNH. Các tế bào T đã được sửa đổi chống HIV CAR và chiến lược “Kick and Kill” để loại bỏ các tế bào bị nhiễm HIV tiềm ẩn. Chiến lược “đá” sử dụng LRA để tạo ra sự phiên mã HIV, biểu hiện protein và sản xuất virion. Tế bào T được biến đổi gen dựa trên CD4 (trên cùng bên trái, màu cam) hoặc kháng thể (trên cùng bên phải, màu tím) nhắm vào vị trí gắn kết HIV trên hạt vi rút trên bề mặt tế bào của tế bào chứa đã được kích hoạt lại (phía dưới). Sau khi liên kết, tế bào T được biến đổi CAR sẽ giải phóng granzyme và cytokine để “tiêu diệt” các tế bào nhiễm HIV.
Giải quyết vấn đề suy giảm miễn dịch
An essential factor to address in CAR T cell therapy for HIV-related malignancies is the equilibrium between cancer treatment and HIV control. Individuals with weakened immune systems may be more prone to infections and may also face potential problems from miễn dịch treatment. Hence, it is imperative to closely evaluate and implement tailored treatment options.
Tế bào CAR T để chống lại nhiễm HIV
Việc sử dụng tế bào T nuôi dưỡng để điều trị HIV đã được ủng hộ từ nhiều thập kỷ trước. Thử nghiệm liệu pháp tế bào HIV CAR T đầu tiên liên quan đến việc cấy ghép các tế bào T nhận nuôi có phản ứng tổng hợp CAR của miền ngoại bào CD4 (thụ thể HIV nguyên phát) vào miền tín hiệu CD3 (CD4) (Mitsuyasu và cộng sự, 2000; Walker và cộng sự, 2000; Deeks và cộng sự, 2002). CD4, nhóm nhận dạng vỏ HIV tự nhiên, nhắm vào tất cả các chủng HIV phân lập, khiến nó trở thành phối tử phản ứng tốt cho thiết kế chống HIV CAR. Đột biến sẽ làm giảm khả năng liên kết với CD4 và khả năng hoạt động của virus, do đó, các vị trí gắn kết với protein vỏ CD4 hầu hết được bảo tồn (Wang và cộng sự, 2019).
CAR dựa trên CD4 thế hệ đầu tiên đã được thử nghiệm ở bệnh nhân HIV về tính hiệu quả và an toàn (Mitsuyasu và cộng sự, 2000; Walker và cộng sự, 2000; Deeks, 2002). Việc điều trị không ức chế sự nhân lên của virus, nhưng các tế bào bị thay đổi tồn tại >10 năm và không có độc tính rõ ràng (Mitsuyasu và cộng sự, 2000). Việc thiếu kiểm soát virus có thể có nhiều nguyên nhân: (1) CAR dựa trên CD4 làm cho tế bào T biến đổi gen nhạy cảm với nhiễm HIV và chết tế bào, (2) tín hiệu kích hoạt tín hiệu đồng thời không hiệu quả, (3) việc xử lý và nhân lên tế bào T bị chậm lại. kém và (4) thiếu sự kích thích kháng nguyên virus. Tuy nhiên, phương pháp điều trị bằng tế bào T CD4ζ được cho là an toàn và duy trì mức độ cấy ghép ổn định (Scholler và cộng sự, 2012).
Bạn có thể muốn đọc: Liệu pháp tế bào CAR T ở Ấn Độ
Những tiến bộ gần đây trong thiết kế CAR để tối ưu hóa chức năng tác động của tế bào CAR T và sự tồn tại của bệnh ác tính đã đẩy nhanh quá trình điều trị bằng tế bào CAR T. Bốn thế hệ CAR tồn tại (Hình 1). Thế hệ CAR đầu tiên đã kết nối phần nhận dạng kháng nguyên bên ngoài với miền nội bào kích thích tế bào lympho, giống như thành phần truyền tín hiệu của chuỗi TCR CD3ζ (Eshhar và cộng sự, 1993).
Apoptosis, hạn chế tăng trưởng in vivo và gây độc tế bào là phổ biến ở các tế bào CAR T thế hệ đầu tiên (Heuser et al., 2003; Zhao et al., 2009). CAR thế hệ thứ hai được tạo ra bằng cách thêm các miền phân tử có giá trị như CD28 hoặc 4-1BB vào đuôi tế bào chất của các cấu trúc chứa CD3ζ. Trong ống nghiệm, các tế bào CAR T thế hệ thứ hai chống HIV được tối ưu hóa với miền 4-1BB có giá trị ức chế sự sao chép của HIV tốt hơn 50 lần so với các tế bào CAR T thế hệ thứ nhất (Leibman và cộng sự, 2017).
Các thí nghiệm trên động vật cho thấy CAR thế hệ thứ cấp mở rộng để đáp ứng với kháng nguyên, bảo vệ tế bào CD4+T chống lại nhiễm HIV và giảm CD4 tốt hơn so với CAR không có phân tử đồng giá (Leibman và cộng sự, 2017). Các nghiên cứu có thể so sánh cho thấy miền mô phỏng giá trị 4-1BB làm giảm sự phục hồi của virus sau khi điều trị ART và thúc đẩy sự tồn tại của tế bào T trong cơ thể mà không có kháng nguyên tốt hơn miền CD28 (Zhang và cộng sự, 2007; Leibman và cộng sự, 2017). CAR thế hệ thứ ba được tạo ra bằng cách thêm nhiều phân tử có giá trị vào CAR thứ cấp. Trong bệnh ung thư, CAR thế hệ thứ ba cải thiện chức năng tác động, tăng sinh, sống sót và tiêu diệt khối u (Savoldo và cộng sự, 2011).
Lưu và cộng sự. (2016) đã phát hiện ra rằng CAR kháng gp120 thế hệ thứ ba với nhiều miền tín hiệu nội bào (CD3ζ-CD28-41BB) có hiệu quả cao hơn trong việc ly giải các tế bào biểu hiện Env trong ống nghiệm so với CD4ζ-CAR. Các tế bào CAR T thế hệ thứ tư, được gọi là tế bào T được chuyển hướng để tiêu diệt phổ biến qua trung gian cytokine (TRUCK), chứa tín hiệu kích thích thứ ba tiết ra hoặc gắn kết các cytokine như IL-7, IL-12, IL-15 hoặc IL-18 để cải thiện sự mở rộng và bền bỉ của tế bào CAR T. Họ đang được nghiên cứu về ung thư để nhắm vào các khối u rắn.
Kết luận
Liệu pháp tế bào CAR T có tiềm năng lớn như một phương pháp điều trị cải tiến đối với các khối u ác tính của tế bào B liên quan đến HIV, mang lại sự lạc quan mới cho các cá nhân đang đối phó với căn bệnh chồng chéo phức tạp này. Bất chấp những khó khăn tồn tại, nghiên cứu liên tục và nỗ lực lâm sàng đang dẫn đến sự phát triển các phương pháp điều trị cải tiến và phù hợp, có khả năng cách mạng hóa việc chăm sóc ung thư cho những người nhiễm HIV.
Nhiều nỗ lực đang được tiến hành để tạo ra các kỹ thuật diệt trừ HIV mới. Các kỹ thuật dựa trên CAR có thể giúp loại bỏ HIV bằng cách tăng cường phản ứng miễn dịch tế bào chống vi-rút. Có thể cần phải kết hợp nhiều kỹ thuật để triển khai thành công phương pháp điều trị CAR chống HIV nhằm thiết lập khả năng giám sát miễn dịch lâu dài và loại bỏ các tế bào HIV đã hoạt động trở lại. Tuy nhiên, vẫn còn một số câu hỏi về sự tiến bộ của lĩnh vực này:
(1) Các tế bào miễn dịch được biến đổi CAR có thể nhận ra biểu hiện kháng nguyên được kích hoạt lại do LRA gây ra không?
(2) Điều trị CAR và LRA có thể ảnh hưởng đến ổ chứa mô ruột và não không?
(3) Có cần thiết phải truyền lặp lại tế bào miễn dịch được sửa đổi CAR và/hoặc kích hoạt lại LRA không?
Liệu pháp tế bào CAR T thế hệ tiếp theo như một phần của phác đồ “đá và tiêu diệt”, kết hợp với LRA hoặc bNAbs, có thể loại bỏ ổ chứa HIV bằng cách cải thiện khả năng giám sát miễn dịch và duy trì sự ức chế virus sau khi ngừng điều trị ARV.
