Naturaleza: todo sobre las células CAR-T

Naturaleza: Todo sobre las células CAR-T. Cambiando la forma de tratamiento del tumor en el futuro, se puede esperar la terapia celular en el futuro. Recientemente, un artículo publicado por Nature Reviews Cancer presentó la efectividad y seguridad de la terapia con células CAR-T en los últimos tres años.

La terapia CAR-T, también conocida como terapia de células T receptoras de antígenos quiméricos, consiste en inyectar células T humanas en el cuerpo del paciente después de que la ingeniería genética signifique una modificación in vitro para el tratamiento de enfermedades. La tecnología CAR-T se ha desarrollado gradualmente y los resultados clínicos han demostrado que las células CAR-T tienen grandes ventajas en el tratamiento de neoplasias hematológicas. Sin embargo, con la profundización de la investigación y el aumento continuo de aplicaciones, los efectos adversos del tratamiento CAR-T se han reconocido y prestado atención gradualmente.

Recientemente, Nature Reviews Cancer publicó un artículo titulado Avances y descubrimientos recientes en los mecanismos y funciones de las células CAR-T, que introdujo principalmente la eficacia y seguridad del tratamiento CAR-T en los últimos tres años.

Terapia con células CAR-T

 

1 terapia con células CAR-T

La célula CAR-T es una región variable monocatenaria (scFv) de anticuerpo quimerizado con el receptor de superficie de la célula T en la célula T, que se compone principalmente de tres partes: región extracelular, región transmembrana y región intracelular. La región extracelular suele ser un anticuerpo monocatenario (scFv), que se encarga de reconocer y unirse al antígeno diana; la región transmembrana es la bisagra o espaciador, que ancla el scFv a la membrana celular; el dominio de señal intracelular se compone de factores coestimuladores y dominios de señal CD3. Cuando el antígeno se reconoce y se combina, se genera una señal de estímulo y se transmite al dominio de señal intracelular, y las células T se activan y ejercen funciones efectoras.

Estructura de CAR-T

La primera generación de CAR constaba de una región de reconocimiento de antígeno extracelular, un fragmento variable de cadena única (scFv), fusionado con una región transmembrana y un dominio de señal intracelular de la molécula CD3ζ del receptor de células T (TCR) [1-4]. Sin embargo, debido a la lenta expansión y la escasa durabilidad de la primera generación de células CAR-T, tienen poco efecto en los ensayos clínicos [5].

Los CAR de segunda generación contienen un dominio coestimulador, que se deriva del dominio CD28 o 4-1BB, ubicado entre la región transmembrana y el dominio de señalización CD3. Los resultados del estudio muestran que dirigirse a las células CAR-T CD19 de segunda generación tiene efectos significativos en el tratamiento clínico. En 2017, la FDA de EE. UU. Aprobó el primer producto CAR-T dirigido a CD19 que se lanzará al mercado [6]. Los CAR de tercera generación agregaron un dominio coestimulador al CAR de segunda generación para mejorar la transducción de señales de las células T. El desarrollo posterior de múltiples generaciones de moléculas CAR no se repetirá aquí.

En la actualidad, la FDA ha aprobado un total de 4 medicamentos CAR-T para su comercialización. El tratamiento CAR-T ha abierto una nueva puerta para el tratamiento de tumores.

El CAR-T de primera a tercera generación

 

 

2 Efectos secundarios tóxicos de la terapia con células CAR-T

Como dice el refrán, "Es un fármaco de tres puntos", durante el tratamiento CAR-T, también se producirán efectos secundarios. Clínicamente son comunes la tormenta de citocinas (CRS) y la neurotoxicidad (neurotoxicidad). Los pacientes con SRC suelen presentar fiebre, hipotensión e insuficiencia respiratoria en la primera semana de terapia con células CAR-T, acompañadas de niveles elevados de citocinas; La neurotoxicidad se manifiesta como pérdida temporal de la memoria de trabajo, confusión, convulsiones, etc.

Efectos secundarios del tratamiento CAR-T

 

Soluciones

• Intervienen en las citocinas, los anticuerpos bloquean IL-1, IL-6 y GM-CSF y bloquean la inflamación excesiva.
• Para controlar la activación excesiva de las células T, use inhibidores de tirosina quinasa para bloquear la transducción de la señal de activación.
• Los fármacos químicos bloquean la liberación excesiva de citocinas y la metino se usa para bloquear los efectos similares a las de las catecolaminas.

 

 

3 Resistencia a la terapia con células CAR-T

Además de las reacciones tóxicas, también pueden surgir problemas de resistencia durante el tratamiento con CAR-T, que se pueden dividir en dos aspectos, antígeno-dependiente y no antígeno-dependiente, según los diferentes mecanismos.

Dependiente de antígeno

Causa:

• Pérdida de antígeno diana (se refiere a que la molécula CAR puede eliminar el antígeno diana de las células tumorales e internalizarlo para reducir la densidad del antígeno en las células tumorales).
• La mutación genética del antígeno diana hace que la diana no sea reconocida de manera efectiva.
• El epítopo diana está enmascarado.

Soluciones:

• (1) Diseñar moléculas CAR de múltiples objetivos;
• (2) Incrementar la expresión de antígenos diana;
• (3) Mejorar la afinidad de scFv y los antígenos diana, lo que puede ayudar a las células CAR-T a reconocer los antígenos diana de baja densidad.

 

Independiente de antígeno

Causa:

• La falta de receptores de muerte en la superficie de las células T conduce a un agotamiento excesivo de las células T.
• La ausencia de moléculas de ligando en la superficie de las células tumorales, como la proteína de muerte relacionada con FAS (FADD), el ligando 2 inductor de apoptosis relacionado con el factor de necrosis tumoral (TRAIL-2), hace que el tumor
• Células más resistentes a las células CAR-T in vitro y al efecto in vivo.

Solución:

• Bloquee los puntos de control inmunosupresores, evite el agotamiento de las células T, modifique las moléculas de PD-1 en las células CAR-T, exprese los receptores negativos dominantes de PD-1 en la superficie celular o utilice la tecnología de edición del gen CRISPR-Cas9 para anular T El gen PD-1 en la célula.
• Mejore la proliferación, durabilidad y actividad antitumoral de las células CAR-T y exprese los receptores de IL-7 en las células CAR-T.
• Cambia la diferenciación del estado terminal de las células T. Los estudios han demostrado que la sobreexpresión del factor de transcripción c-Jun AP1 puede reducir el agotamiento de las células T [7].
  Microambiente tumoral (TME)

El microambiente inmunosupresor del tumor incluye células inmunosupresoras (como células Treg, células supresoras mieloides) y moléculas inhibidoras (como TGF-β, IL-6, IL-10 y PGE-2) que pueden inhibir las células CAR-T.

Solución:

(1) Mejorar la capacidad de infiltración de las células CAR-T y sobreexpresar IL-7 y CCL-19.

(2) Cambiar el efecto inmunosupresor mediado por T reg.

 

Mecanismos de resistencia dependientes e independientes de antígenos

 

 

4 Progreso de la investigación de la terapia con células CAR-T

Nuevo objetivo y nuevos datos CAR-T

• Mieloma múltiple: nuevos objetivos GPRC5D (receptor acoplado a proteína G), CD38, CD138, SLAMF7
• Pan cáncer: molécula de punto de control inmune B7-H3 (CD276), Tn-PDPN, etc.
• Tumores cerebrales: péptidos de clorotoxina

Nuevas dianas terapéuticas y productos terapéuticos

Además, las células CAR-T modificadas por ciertos subconjuntos de células T específicas pueden producir mejores resultados.

Las células CD26highCAR-T pueden producir IL-17A, IFN-γ, IL-2 e IL-22, expresar CCR2 y CCR5 en la superficie celular y tener características similares a las de las células madre de memoria.

Las células CAR-T derivadas de las células T γδ, las células T γδ pueden tolerar el agotamiento de las células T, sus niveles de expresión de receptores inhibidores de superficie (TIM3 y PD-1) son bajos y pueden presentar antígenos tumorales de forma cruzada.

 

Selección de subconjuntos de celdas

 

Terapia celular universal

La terapia celular universal es la dirección del desarrollo futuro, y su principal dificultad es la respuesta del huésped frente al injerto de EICH. La respuesta del huésped frente al injerto está relacionada con el gen HLA en el TCR.
Para la terapia celular con CAR general, una idea es editar y modificar genes relacionados, como el gen TCR-α de la edición del gen TALEN o la edición del gen CRISPR-Cas9 para anular el gen HLA en TCR; otra idea es diseñar moléculas CAR, el sistema cremallera-CAR. La estructura intracelular de las moléculas scFv y CAR está puenteada por el receptor y el ligando de la proteína cremallera, y se diseña un CAR universal que se dirige a múltiples antígenos cambiando diferentes scFv.

Sistema universal CAR-T

 

Terapia celular CAR-X

CAR-NK: Las células NK son células asesinas naturales con efectos antitumorales naturales. Sus ventajas son que no tiene restricción de MHC, alta seguridad y puede preparar células alogénicas. CAR-NK es una mejor opción para la terapia celular general.
CAR-M (macrófagos): los macrófagos tienen fagocitosis específica de antígeno y polarización proinflamatoria, que puede presentar antígenos de forma cruzada y activar las células T. Los estudios han demostrado que los macrófagos CAR-M exhiben una fuerte actividad antitumoral en modelos de metástasis de cáncer de pulmón de ratón.
CAR-Treg: las células Treg pueden secretar moléculas inmunosupresoras TGFβ, IL-10, IL-35, que pueden usarse para tratar enfermedades autoinmunes y el rechazo del trasplante de órganos, y también pueden prevenir la activación excesiva de las células T.

Nuevo diseño de celda CAR

 

 

5 Al final del artículo

La terapia con células CAR-T se ha desarrollado durante más de 30 años y también se han logrado efectos terapéuticos clínicamente buenos. Sin embargo, los riesgos y las oportunidades coexisten, y la terapia con células CAR-T también ha mostrado problemas potenciales de toxicidad y resistencia a los medicamentos, lo que ha acelerado el ritmo de búsqueda de nuevos objetivos tumorales, el estudio de los mecanismos de señales y el desarrollo de nuevas tecnologías.

Las innovaciones en el diseño molecular de CAR, los métodos de transducción y la selección de los mejores tipos de células pueden traer nuevos avances y cambiar el tratamiento de los tumores en el futuro, y se puede esperar la terapia celular en el futuro.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

referencias:
1.Stancovski, I. et al. Orientación de linfocitos T a células que expresan Neu / HER2 utilizando receptores Fv de cadena sencilla quiméricos. J. Immunol. 151, 6577-6582 (1993).
2. Eshhar, Z. et al. El enfoque del cuerpo T: potencial para la inmunoterapia contra el cáncer. Springer Semin. Immunopathol. 18, 199-209 (1996).
3. Hwu, P. et al. Lisis de células de cáncer de ovario por linfocitos humanos redirigidos con un gen quimérico compuesto por una región variable de anticuerpo y la cadena γ del receptor Fc. J. Exp. Medicina. 178, 361-366 (1993).
4. Hwu, P. et al. Actividad antitumoral in vivo de células T redirigidas con genes de receptor de células T / anticuerpo quimérico. Cancer Res. 55, 3369–3373 (1995).
5. Kershaw, MH y col. Un estudio de fase I sobre inmunoterapia adoptiva que utiliza células T modificadas genéticamente para el cáncer de ovario. Clin. Cancer Res. 12, 6106-6115 (2006).
6. Mullard, A. La FDA aprueba la primera terapia CAR T. Nat. Rev. Drug Discov. 16, 669–669 (2017).
7. Lynn, RC y col. La sobreexpresión de c-Jun en las células CAR T induce resistencia al agotamiento. Nature 576, 293–300 (2019).

 

 

(fuente: internet, solo referencia)