Células CAR T en tumores sólidos: desafíos y oportunidades

Células CAR T en tumores sólidos: desafíos y oportunidades

 

Células CAR T en tumores sólidos: desafíos y oportunidades. Las células T modificadas con CAR tienen propiedades superfisiológicas y tienen la función de “medicina viva”, que no solo puede demostrar el efecto inmediato después de la expresión en las células T, sino también su efecto a largo plazo [3].

Para llevar a cabo la ingeniería CAR en células T, las células deben cultivarse para que puedan usarse para transducción y expansión. En este proceso, la transducción puede utilizar una variedad de métodos, pero la transferencia de genes debe establecerse para continuar expresando CAR en la expansión clonal y las células T duraderas (Figura 1) [4].

 

Teniendo en cuenta el principio, CAR puede apuntar a antígenos expresados ​​en la superficie celular, CAR puede apuntar a una variedad de subgrupos de células T, células progenitoras de células T y otras células inmunes, especialmente células asesinas naturales (NK) [5]. Establecer la reactividad inmunitaria contra antígenos específicos no es el único objetivo terapéutico de los CAR más inteligentes, y estas células están diseñadas no solo para desencadenar la activación y función de las células T diseñadas por ingeniería. Es importante destacar que los CAR con un potencial significativo y una calidad de señal pueden regular la expansión y perseverancia de las células T, así como la fuerza de la activación de las células T diseñadas en el microambiente del cáncer. Estas características cambian fuertemente la eficacia y seguridad de las células T que se dirigen al cáncer.

Según estudios biológicos y moleculares, la administración de CAR tiene un papel funcional más amplio que el receptor de células T transducidas (TCR). En el TCR, la capacidad de transducción de señales que generalmente se modifica por la afinidad del TCR por el antígeno diana es que el receptor de células T transducido es el factor central del cuerpo que determina el destino de las células T [6]. Aunque la flexibilidad está relacionada con el rango dinámico del CAR diseñado, y es muy prometedor e ideal, el CAR solo puede reconocer marcadores ubicados en la superficie de la celda. Por otro lado, los CAR inducen la muerte de las células diana sin depender de moléculas MHC [7]. Teniendo en cuenta su impacto en la especificidad de las células T, así como en la potencia y la seguridad, aquí discutimos la identificación y señalización de la propiedad de los CAR diseñados.

En esta revisión, se discuten los procedimientos que involucran la expansión de células T y la recolección de este subconjunto de células. En general, sobre la base de la naturaleza modular de los receptores de antígenos quiméricos, el CAR se está desarrollando rápidamente y ha mostrado una notable capacidad para utilizarse eficazmente en una amplia gama de inmunoterapia [8].

 

 

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Estructura del coche

CAR contiene un dominio de reconocimiento de antígeno extracelular, que consiste en un fragmento de anticuerpo monoclonal que reconoce una proteína específica en la membrana celular de las células cancerosas (como EGFR en las células tumorales sólidas o CD19 en las células B) y una señal del receptor de células T (TCR) . Activar la activación y función de la célula CART [9, 10].

La primera generación de células CAR T contiene un dominio intracelular derivado de la cadena TCR CD3ζ, que induce el efecto citotóxico de las células T sobre las células cancerosas diana, pero no puede promover la expansión de las células CAR T in vivo después de la reinfusión.

Por otro lado, las células T CAR de segunda y tercera generación contienen dominios intracelulares coestimuladores adicionales, lo que a su vez mejora el potencial de las células T CAR para crecer, expandirse y, en última instancia, durar en el paciente (Figura 2) [11, 12,13 ].

 

 

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Ingeniería de células T de CAR

Cuando se desarrolló un protocolo de transducción de células T primarias humanas, la CAR comenzó a estudiarse de varias maneras. En la última década, casi toda la investigación sobre CAR se ha basado en el uso de vectores retrovirales, como los vectores γ-retrovirales y los vectores lentivirales [14]. Aunque los vectores retrovirales pueden estimular la tumorigénesis por inserción en células humanas, las células T parecen ser mucho menos sensibles a estas transformaciones. Las transposasas que apoyan la integración de cualquier vector han comenzado a evaluarse en el campo de la terapia CAR [15]. Aunque las ventajas y desventajas de los vectores de uso común aún no se han aclarado, la relación está estrechamente relacionada con el rango de expresión de CAR, el silencio a lo largo del tiempo, la facilidad de ingeniería y la seguridad. Sin embargo, la transformación de las células T debido a la mutagénesis de inserción aún no está clara. Se ha confirmado hasta ahora;
Las estrategias alternativas que son independientes de la integración transgénica, utilizando la electroporación de ARN o el acoplamiento de la superficie celular, a su vez conducen a una expresión de CAR transitoria y una limitación de la persistencia de las células T con CAR durante más de 7-14 días [3]. Las notables propiedades de las células T transitorias que expresan CAR que pueden requerir múltiples infusiones para producir una respuesta tumoral aceptable pueden atenuar el daño tisular normal o evitar que las células T se acumulen a niveles que respalden el riesgo de tormenta de citocinas.
En este sentido, otro aspecto importante de la metástasis de CAR es el receptor, y reconoce qué células T (como las células CD4 +, CD8 + αβT y las células γδT) son superiores a otros tipos de células T para lograr el mejor efecto de supresión tumoral [17, 18].

 

 

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Vía de transducción de señales intracelulares de CAR

Como se señaló, el primer receptor diseñado que exhibió una capacidad significativa de estimulación de las células T fue una molécula quimérica entre el receptor CD3-ζ o Fc γ y CD8, CD4, CD25 o CD16, que estimuló las cascadas de señales de fosfatidilinositol y tirosina quinasa relacionadas con la entrada de calcio. Se añadió scFv específico de hapteno de anticuerpo murino a estas partes extracelulares fusionadas de células T de leucemia humana [19, 20], estas partes se describen como cuerpos T y pueden promover aceptablemente la lisis celular.

Aunque el aumento de la cadena CD3-ζ es suficiente para apoyar la función citolítica de las líneas de células T citotóxicas (CTL), se ha encontrado que la intensidad de la señal básica que exhibe actividad citotóxica es menor que la de otros tipos de funciones [21] . Una vez que los investigadores puedan transducir eficazmente las células T primarias humanas, notarán que los CD3-ζCAR no pueden estimular la liberación violenta de citocinas después de reconocer el antígeno diana y mejorar el crecimiento de las células T.

Por lo tanto, se diseñó un CAR de segunda generación que contiene la cadena CD3-ζ y el dominio citoplasmático del receptor coestimulador (como CD28 y 4-1BB). En varios tipos de modelos que utilizan células T humanas o de ratón, el CAR de segunda generación ha mostrado la función ideal en comparación con el CAR de primera generación [23, 24, 25]. La característica principal de los receptores de señal dual es respaldar el fuerte potencial y la perseverancia de las señales T, asegurando así que las células T tengan una eficacia superior general.

En un estudio, aunque los investigadores no encontraron diferencias significativas en la actividad terapéutica del CAR específico de CD19 basado en CD28 y 4-1BB, describieron que las células T que expresan CAR CD19-BB se agregan a un nivel más alto, lo que puede estar relacionado con el antígeno. Enfoque irrelevante [27]; por otro lado, en otros modelos, no se reconocen las diferencias en las citas [28].

Parece que se necesita una investigación más exhaustiva, teniendo en cuenta que estos estudios deben centrarse en las diferencias entre los receptores quiméricos dentro de una categoría determinada. Por ejemplo, varios CD28 / CD3ζCARs sugieren que el potencial de secreción de interleucina 2 es diferente [29, 30]. Además, la posición específica del epítopo diana, su concentración y la afinidad de los CAR, y otros efectos topológicos de la estructura del CAR pueden modificar la señalización del CAR.

Los CAR de tercera generación contienen dos dominios coestimuladores diferentes en su parte citoplásmica y un dominio de activación especial en su parte citoplásmica. Han demostrado una mayor capacidad para tratar tumores sólidos en una variedad de modelos de ratón [31, 32]. Aunque el primer estudio clínico que utilizó CD28 / 4-1BB / CD3ζ específico de CD20 no reveló la respuesta deseada, estos resultados no deberían verse disminuidos por la importancia terapéutica de estos receptores quiméricos de “tres niveles” [33].

En general, se espera que se realicen más investigaciones para obtener una comprensión más completa de la transducción óptima de la señal CAR para mejorar la actividad y la viabilidad persistentes de las células T, reducir la mortalidad prematura, el fallo rápido o la progresión incontrolada.

 

 

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Reconocimiento de antígenos asociados a tumores, niveles de expresión y sensibilidad a las células CAR T

La principal diferencia entre los tumores sólidos y las enfermedades de la sangre es que detectar el antígeno diana ideal es más complicado (Figura 3). A diferencia de las neoplasias hematológicas en las que las células cancerosas suelen expresar marcadores únicos y específicos, los tumores sólidos no suelen expresar un marcador específico de tumor. Generalmente, en los tumores sólidos, es más común reconocer los antígenos asociados a tumores (TAA), independientemente del aumento de la expresión de marcadores como CEA, ERBB2, EGFR, GD2, mesotelina, MUC1 y PSMA en las células cancerosas.

 

Cabe señalar que la expresión de estos marcadores en los tejidos naturales del cuerpo humano también es muy baja [34, 35]. No hay duda de que en ausencia de especificidad de antígeno tumoral, aumenta significativamente el riesgo de aumentar significativamente la toxicidad no tumoral en la diana. Esta toxicidad catastrófica se produjo en pacientes que recibieron CCR metastásico de células T Her2-CAR T [36] y pacientes que recibieron terapia con células T GD2-CAR T con neuroblastoma [37]. Según los informes, estos eventos decepcionantes resaltan el valor de identificar TAA seguros, porque incluso una proporción baja de antígenos específicos puede producir una toxicidad significativa.

Además, estas respuestas también indican que existe una estrecha relación entre la afinidad de enlace de CAR y su seguridad y eficacia relacionadas. Un estudio in vivo mostró que, en comparación con los CAR con afinidad nM, el uso de células T CAR específicas de ICAM-1 con afinidad μM tiene un nivel bajo de efectos secundarios y es más eficaz [38, 39].

Además, los estudios han demostrado que los CAR con menor afinidad exhiben bajos niveles de fatiga y promueven la proliferación en el cuerpo. En este sentido, otros estudios han demostrado que las células T CAR específicas de GUCY2C (un receptor que se expresa aproximadamente en un 95% en el CCR metastásico) no solo son inmunes a los ratones con cáncer agresivo sino también a los modelos de xenoinjertos humanos. Seguro y eficaz [40].

En conclusión, los antígenos anormales o sobreexpresados ​​en tumores expresados ​​en tejidos normales deben evaluarse cuidadosamente para describirlos como antígenos diana para la terapia de tumores sólidos.

En la última década, varios grupos experimentales han utilizado inmunoproteómica para reconocer TAA utilizando autoanticuerpos contra antígenos inmunogénicos que se expresan funcionalmente en el citoplasma o en la superficie de las células cancerosas [41]. Estos antígenos diana pueden ser proteínas completamente desconocidas, conocidas como neoantígenos, o péptidos mutantes de tipo salvaje denominados neoepítopos [42].

PSMA1, LAP3, ANXA3 y maspin son uno de los TAA reconocidos por la proteómica y se consideran biomarcadores del CCR [43]. Los neoantígenos también pueden identificarse mediante secuenciación de ADN o ARN, y el cribado del exoma completo también se puede utilizar para estudiar mutaciones somáticas en el cáncer [44, 45]. Los estudios basados ​​en el uso de la secuenciación del exoma completo del melanoma [46] y muestras de glioblastoma multiforme (GBM) han mostrado múltiples epítopos mutantes en estos pacientes [42]. Para la predicción de neoantígenos, se realizó la secuenciación del exoma completo en pacientes con CAP, y se encontró que un mayor número de neoantígenos y un mayor número de TIL CD8 + juntos contribuían a mejorar la tasa de supervivencia [47]. Algunos estudios han evaluado el potencial de los agonistas de CD40 para mejorar la inmunidad de las células T a los tumores sólidos.

En este sentido, en el modelo PDA, la quimioterapia combinada con agonistas de CD40 mostró el proceso de infiltración de las células T y la respuesta específica de neoantígeno, así como la supresión tumoral [49]. Estos estudios que utilizan nuevos epítopos indican que los tumores pueden desencadenar una respuesta inmune secundaria a marcadores previamente desconocidos, y la inmunidad endógena asociada con neoantígenos puede regular la progresión tumoral. Estos hallazgos resaltan la importancia de las terapias adoptivas con células T, como los tratamientos basados ​​en CAR.

Aunque una gran cantidad de estudios han confirmado que los nuevos epítopos tienen el potencial de reconocer la reactividad de TCR preexistente, la detección de nuevos epítopos y el uso de células T CAR para atacar estos epítopos pueden eludir la importancia del sujeto porque CAR actúa como El MHC- receptor dependiente.

 

 

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Terapia con células CAR T en tumores sólidos: últimos avances

Teniendo en cuenta los numerosos métodos que permiten a los tumores suprimir las células T, el número de terapias de combinación y de ingeniería celular que se pueden examinar clínicamente es ilimitado. En este sentido, es muy interesante estudiar detenidamente modelos preclínicos fiables de combinaciones de tratamientos antes de la traducción clínica. Aunque nuestro enfoque no está en los ensayos basados ​​en CAR, en esta sección evaluamos brevemente las últimas investigaciones sobre tratamientos CAR T para tumores sólidos y discutimos brevemente su eficacia y marcadores de superficie objetivo importantes (Figura 4) (Tabla 1 y 2).

Como se ha citado, los tumores sólidos tienden a mostrar altos niveles de heterogeneidad antigénica. Según la investigación, los tumores generalmente solo tienen divisiones celulares que expresan fuertemente el antígeno diana, y generalmente existe el riesgo de que el antígeno diana se destruya y se elimine de las células cancerosas [50].

 

Aunque este evento se ha confirmado con células leucémicas después de la infusión de células T CD19-CAR, el proceso involucrado no está bien establecido [51]. Sin embargo, un estudio investigó una mutación específica en forma de CD19 que perdió un epítopo específico dirigido por las células T CAR basadas en CD19 [52].

En ensayos clínicos que utilizan CAR específico de EGFRvIII para tratar la GBM, la administración de células T con CAR puede inhibir la expresión del receptor EGF / EGFRvIII y parece aumentar la resistencia de las células T, pero se ha demostrado que la infusión no es tóxica y es eficaz [53]. Además, en el modelo GBM, el IL13Rα2 basado en células CAR T se expande in vivo y libera varias citocinas, pero ha mostrado un efecto inhibidor sobre la expresión de IL13Rα2 en tumores recurrentes [54].

 

 

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Cáncer de mama

Después de reconocer tMUC1 en células de cáncer de mama triple negativo (TNBC), las células MUC28z CAR T, las células MUC28z CAR T son un receptor de antígeno quimérico compuesto específicamente que contiene dominios CD28 y CD3ζ, que pueden amplificar granzima B, IFN-γ y otros tipos de Th1 secretados citocinas y quimiocinas.

En este estudio, una dosis única de células T CAR MUC28z redujo en gran medida la tasa de proliferación y supervivencia de los tumores TNBC en un modelo de xenoinjerto [60]. Otros estudios han demostrado que las células T que redireccionan el CAR NKG2D coestimuladas con CD27 o 4-1BB y autoenriquecidas tienen una función anticancerígena contra los tumores TNBC [61]. Otros estudios han demostrado que las células CAR-T basadas en HRG1β pueden inhibir con éxito la proliferación del cáncer de mama a través de los receptores de la familia HER y pueden proporcionar tratamientos atractivos para superar la resistencia del cáncer a la terapia dirigida basada en HER2 [62].

Mientras tanto, Munisvaradass et al. Se encontró que las células T con CAR anti-HER2 humanas mostraron un efecto de focalización ideal en las células de cáncer de mama que sobreexpresan HER2 y desencadenaron la muerte celular [63]. Además, el reconocimiento de mesotelina por células T con CAR especiales se ha descrito como un objetivo de inmunoterapia prometedor para el tratamiento del cáncer de mama [64].

 

 

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Cancer de prostata

El antígeno de células madre de próstata (PSCA) y el antígeno de membrana específico de próstata (PSMA) se utilizan comúnmente para apuntar a receptores de antígenos quiméricos para lograr efectos terapéuticos apropiados en el cáncer de próstata (CP) [107]. Las células T con CAR anti-PSMA muestran una gran capacidad para las células PC humanas y muestran una fuerte expansión y potencial citotóxico en las células PC [28, 65]. Los ensayos clínicos realizados por Junghans et al. [66] y Slovin et al. [67] aprobó la seguridad y eficacia de las células CART dirigidas por PSMA en PC.

 

 

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Cancer de RIÑON

Según los informes, la carboxil anhidrasa IX (CA-IX) expresada en varios tipos de cáncer de riñón se ha considerado un nuevo objetivo para la terapia con células CAR T. CA-IX es un tipo de metaloproteinasa, generalmente involucrada en la catálisis de la hidratación del dióxido de carbono [13, 68], y puede usarse en el carcinoma de células renales y en varios tejidos normales (incluido el epitelio de la mucosa gástrica, el epitelio del intestino delgado y el duodeno). antígeno clave, el árbol biliar se expresa moderadamente [69]. Además, las condiciones hipóxicas pueden conducir a la expresión de CA-IX en una variedad de tejidos [70]. Se ha descubierto que la primera generación de células T CAIX-CAR que se dirigen a las células cancerosas renales participan en la secreción de altos niveles de citocinas en relación con su función citotóxica [71].

 

 

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Cáncer de estómago

Estudios recientes han demostrado que las células CAR-T Trop2 / PD-L1 biespecíficas pueden reducir significativamente el crecimiento del cáncer gástrico mediante inyección intratumoral, y su efecto inhibidor es más significativo que el de las células CAR-T específicas de Trop2. Estos hallazgos indican que las nuevas células CAR-T Trop2 / PD-L1 biespecíficas participan en el efecto de bloqueo de Trop2 / PD-L1 y los puntos de control en el cáncer gástrico, promoviendo así las células CAR-T en el cáncer gástrico y otros tipos de tumores sólidos. Citotoxicidad [72]. Además, se ha confirmado que después de la inyección de células T CAR de mesotelina que contienen el dominio de señalización intracelular scFv, CD3 domain, CD28 y DAP10 de mesotelina (M28z10), se desencadena la muerte de las células cancerosas gástricas y se inhibe significativamente el crecimiento de tumores [73 ]. Según otros estudios, utilizando células T claudin18.2-CAR [74], Las células T NKG2D-CAR [75], las células T del receptor de folato 1 (FOLR1) -CAR [76] y las células T HER2-CAR [77] pueden considerarse como un nuevo método de tratamiento para el cáncer gástrico. En un estudio reciente, Jung et al. demostró que el uso de células T CAR ICAM-1 solas o en combinación con el fármaco de quimioterapia paclitaxel o células T CAR puede cambiar la liberación de IL-12, que se espera que mejore en gran medida la ICAM-1 Un enfoque prometedor para pacientes con cáncer gástrico de grado [78].

 

 

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Cáncer de páncreas

Los estudios han confirmado que en el cáncer de páncreas, las células CAR T que expresan CXCR2 se transfieren de manera más eficaz al microambiente que contiene IL-8 e IL-8. Como resultado, las células CAR T que expresan CXCR2 tienen una mayor actividad antitumoral contra xenoinjertos de tumores pancreáticos que se reconoce que expresan αvβ6 [79]. Además, se ha demostrado que las células B7-H3.CAR-T pueden tratar el adenocarcinoma ductal pancreático in vitro y en modelos de ratón con xenoinjerto ortotópico y metastásico. Curiosamente, cuando queremos apuntar a las células tumorales que expresan PD-L1 de forma constitutiva, la coestimulación de 4-1BB apoya una menor expresión de PD-1 en las células T generadas y una mayor actividad antitumoral [80, 81].
Además, los estudios clínicos de fase I en pacientes con carcinoma hepatocelular, cáncer de páncreas y cáncer colorrectal han demostrado el efecto inhibidor de las células T CD133-CAR sobre el potencial metastásico de estas células [82]. Además, otros tipos de antígenos diana de la terapia de células T con CAR del cáncer de páncreas incluyen CD24 [83], PSCA [84], CEA [85], MUC-1 [86], mesotelina [87], FAP [88] y Her-2 [89] Es bien conocido y actualmente se está estudiando en ensayos clínicos y preclínicos.

 

 

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Cáncer de pulmón

El tratamiento de las células T -CAR específicas del receptor 1 huérfano tipo tirosina quinasa del receptor (ROR1) apoya una fuerte actividad antitumoral en la línea celular A549 de cáncer de pulmón humano. Es importante destacar que las células T ROR1-CAR se infiltran en los tejidos cancerosos y erradican múltiples capas de células tumorales [90]. De manera similar, después de expresar y liberar citocinas como perforina, granzima B, IFN-γ y TNF-α, EGFRvIII-CART identifica y destruye de manera específica y eficaz las células A549-EGFRvIII. Por otro lado, los estudios han demostrado que las células EGFRvIII-CART pueden reducir significativamente la transferencia de células A549-EGFRvIII de ratón y pueden prolongar eficazmente el tiempo de supervivencia de los ratones sin efectos secundarios [91]. De manera similar, se ha confirmado que la mesotelina basada en células CAR T [92], el carcinoma hepatocelular A2 productor de eritropoyetina (EphA2) [93], El PSCA y la mucina 1 [94] pueden producir efectos terapéuticos ideales en el cáncer de pulmón. Recientemente, un grupo de investigadores sugirió que el uso de PD-L1-CAR T en el cáncer de pulmón de células no pequeñas (NSCLC) puede tener actividad citotóxica antitumoral contra el NSCLC PD-L1high y EGFRmut, y hasta cierto punto conducir a la recuperación del paciente (PD -L1 +) NSCLC [95]. Por otro lado, Chen y sus colegas introdujeron delta-like 3 (DLL3) como un objetivo atractivo para el tratamiento del cáncer de pulmón de células pequeñas (CPCP). Demostraron que DLL3, que se dirige solo a anticuerpos y células CAR-T o con inhibición de PD-1, puede matar las células tumorales DLL3, incluidas las líneas celulares H82, H196 y H446 [96]. Un grupo de investigadores sugirió que el uso de PD-L1-CAR T en el cáncer de pulmón de células no pequeñas (CPCNP) puede tener actividad citotóxica antitumoral contra el CPCNP de PD-L1high y EGFRmut, y hasta cierto punto conducir a la recuperación del paciente (PD -L1 +) NSCLC [95]. Por otro lado, Chen y sus colegas introdujeron delta-like 3 (DLL3) como un objetivo atractivo para el tratamiento del cáncer de pulmón de células pequeñas (CPCP). Demostraron que DLL3, que se dirige solo a anticuerpos y células CAR-T o con inhibición de PD-1, puede matar las células tumorales DLL3, incluidas las líneas celulares H82, H196 y H446 [96]. Un grupo de investigadores sugirió que el uso de PD-L1-CAR T en el cáncer de pulmón de células no pequeñas (CPCNP) puede tener actividad citotóxica antitumoral contra el CPCNP de PD-L1high y EGFRmut, y hasta cierto punto conducir a la recuperación del paciente (PD -L1 +) NSCLC [95]. Por otro lado, Chen y sus colegas introdujeron delta-like 3 (DLL3) como un objetivo atractivo para el tratamiento del cáncer de pulmón de células pequeñas (CPCP). Demostraron que DLL3, que se dirige solo a anticuerpos y células CAR-T o con inhibición de PD-1, puede matar las células tumorales DLL3, incluidas las líneas celulares H82, H196 y H446 [96].

 

 

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Cáncer de hígado

La aplicación de la terapia CAR-T en el tratamiento del cáncer de hígado acaba de comenzar a estudiarse y se necesitan más investigaciones. Sin embargo, la eficacia del CEA basado en células CAR-T [97], glipicano-3 [98], mucina-1, moléculas de adhesión de células epiteliales y antígeno carcinoembrionario [99] se ha confirmado en el tratamiento del cáncer de hígado. El anticuerpo Glypican-3 (GPC3) combinado con la terapia CART puede ser un método útil para el tratamiento de neoplasias malignas del hígado. Liu y sus colegas descubrieron que el uso de anticuerpo monoclonal 32A9 / células CAR T puede matar (GPC3 +) células HCC in vitro y hacer retroceder los tumores de xenoinjerto de hígado in vivo [100]. Otro estudio mostró que las células T GPC3 / CAR que expresan IL15 / 21 pueden promover la respuesta antitumoral de las células T al CHC [101].

 

 

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Cáncer colonrectal

Los estudios han encontrado que la terapia con células T del receptor de antígeno quimérico puede ser un tratamiento eficaz para el cáncer colorrectal. En general, en el cáncer colorrectal, NKG2D [102], CD133 [82], GUCY2C (Guarnato ciclasa 2C) [40] y TAG-72 [103] son ​​los objetivos de tratamiento más prometedores. El principal antígeno diana. Humbach y col. Los estudios han demostrado que las células madre mesenquimales (MSC) diseñadas para liberar citocinas IL-7/12 aumentan la resistencia de las células CAR T a las células de cáncer colorrectal al cambiar los efectos inflamatorios de las estructuras ejecutivas Th2 a Th1 / 17 en el entorno tumoral. Actividad tumoral [104]. Según la evidencia anterior, el aumento de la expresión de la quinasa 1 similar a la doblecortina (DCLK1) en los tumores colorrectales humanos se asocia con una mayor mortalidad.

 

 

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La terapia con células T con CAR desafía a los tumores sólidos

Esta sección analiza los desafíos básicos de la terapia con células CAR T en tumores sólidos y estrategias útiles para mejorar el efecto terapéutico. Los desafíos que se enumeran a continuación son los obstáculos más importantes que interfieren con la terapia celular y afectan la efectividad del tratamiento, según el tipo de tumor, los pasos de la enfermedad y los marcadores moleculares.

 

 

 

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Heterogeneidad del antígeno tumoral

Uno de los obstáculos para la eficacia de la terapia celular contra los tumores sólidos es la heterogeneidad de los antígenos, que debilita la detección de células cancerosas por parte de las células T y reduce el impacto de la terapia CART. Dado que el objetivo más útil de la ingeniería CAR es el antígeno asociado a tumores (TAA), la expresión diversificada de TAA por diferentes tipos de células tumorales es un obstáculo importante. Además, debido a la diversidad de antígenos de células malignas, es difícil identificar antígenos específicos de células tumorales. Los diferentes niveles de expresión de antígenos en varios sitios tumorales pueden alterar la función de las células CAR T en los sitios tumorales [108].

Hasta ahora, se han utilizado una variedad de métodos para respaldar la identificación de células CAR T dirigidas a múltiples TAA, incluida la coexpresión de múltiples CAR en una sola célula T, expresión de CAR programable, la posibilidad de regulación temporal de antígenos diana y la El uso de varias células T en CAR, la expresión de cada receptor quimérico en relación con un antígeno específico y la expresión de receptores quiméricos que incluyen dos o más dominios de reconocimiento de antígenos conducen a la identificación de múltiples antígenos por un solo receptor [109]. Por otro lado, dirigirse a las células madre cancerosas estrechamente relacionadas con la heterogeneidad tumoral es uno de los métodos para eliminar la heterogeneidad tumoral. Por ejemplo, CD133 es un marcador de células madre tumorales que se sobreexpresa en muchos tumores sólidos y ahora se considera un marcador tumoral diana para las células CAR-T [13].

 

 

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Entrega e infiltración en el tejido tumoral

En los tumores sólidos, la terapia con células CAR-T es más limitada que en los tumores hematológicos, porque las células CAR-T regresan al torrente sanguíneo y al sistema linfático, por lo que entran más en contacto con las células tumorales de la sangre, y en los tumores sólidos, las células CAR-T es posible que no pueda penetrar el tejido tumoral a través del endotelio vascular [110]. La existencia de una serie de mecanismos en los tejidos tumorales reduce la secreción de factores relacionados con los vasos. Por ejemplo, la sobreexpresión de los receptores de endotelina B en los tejidos cancerosos regula a la baja el nivel de ICAM-1, evitando así que las células T escapen de los vasos sanguíneos [111].

Por otro lado, la migración de células CAR-T en tumores sólidos depende de la regulación de quimiocinas como las quimiocinas ligando 11 y 12 [112]. Sin embargo, estas quimiocinas se expresan menos en los tejidos tumorales. En resumen, debido a la falta de expresión de las quimiocinas implicadas en la penetración de las células T en los tejidos tumorales y la presencia de una matriz fibrótica densa en los tumores sólidos, la capacidad del CAR para migrar e invadir las células tumorales se reduce [71]. La identificación de tumores sólidos requiere la transición de células de la sangre al sitio del cáncer, y se producirán diversas anomalías, lo que evitará de manera aproximada la infiltración de células T [113, 114]. Se ha propuesto que la administración local de células CAR T es más eficaz que la administración sistémica en sitios restringidos por tumores.

En el glioblastoma, se ha demostrado que el transporte intracraneal es seguro y tiene efectos anticancerosos aceptables [115]. En estudios preclínicos de malignidad pleural humana, el transporte intrapleural de células T con CAR es más eficaz que la administración sistémica. Efectivo [116]. Mediante una mayor variación genética de las células T o el uso de células T CAR en combinación con virus oncolíticos, se espera que una comprensión profunda del proceso de mejora o eliminación de la entrada de células T en los tumores brinde oportunidades para aumentar el transporte de CAR Células T [117]. U otros métodos, que finalmente mejoraron la respuesta inflamatoria en el sitio del tumor [118].

Las células CAR T pueden modificarse para expresar receptores específicos de quimiocinas, especialmente CCR2 y CCR4, que deben ser sobreexpresados ​​por los tumores para apoyar su contacto efectivo con las células tumorales (Figura 5) [119]. En lugar de transformar convencionalmente las células T en un perfil especial de quimiocinas de cáncer, un método más aceptable es convencer a los tumores para que liberen quimiocinas, y las células T con CAR respondieron previamente a las quimiocinas. Se ha utilizado un virus oncolítico para transportar la quimiocina CCL5 a las células tumorales.

Las células CAR-T suelen expresar receptores RANTES, como los receptores CCR1, CCR3 y CCR5. En algunos estudios preclínicos, la combinación de virus oncolíticos que expresan CCL5 y células T con CAR puede promover eficazmente su viabilidad y la tasa de aclaramiento tumoral [118, 120]].

 

 

 

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Microambiente tumoral inmunosupresor

Otro desafío importante para el direccionamiento eficaz de los tumores sólidos con la terapia con células CAR T es el entorno tumoral inmunosupresor. A diferencia de muchas neoplasias hematológicas que carecen de vías inmunosupresoras locales, los tumores sólidos pueden estar fuertemente infiltrados por diferentes tipos de células que apoyan el crecimiento tumoral, la angiogénesis y la metástasis [121]. Las células T reguladoras (Treg), las células supresoras derivadas de mieloides (MDSC) y los macrófagos asociados a tumores M2 (TAM) son los tipos de células inmunosupresoras más importantes en el entorno tumoral [122, 123].

Además de las células tumorales, estas células también promueven el crecimiento y la proliferación tumoral al producir factores de crecimiento, citocinas locales y quimiocinas en tumores sólidos (incluidos VEGF, IL-4, IL-10 y TGFβ). Las moléculas de puntos de control inmunológico (como CTLA-4 y PD-1) también pueden reducir la inmunidad antitumoral [120, 124]. Generalmente, un microambiente tumoral con múltiples células e inhibidores puede limitar el impacto de la terapia con células T con CAR. Muchas investigaciones se han centrado en mejorar la función de las células CART modificando su perfil metabólico para mejorar la actividad celular en un entorno hostil. En general, los tumores se describen a menudo por niveles elevados de adenosina y especies reactivas de oxígeno (ROS), que interrumpen la respuesta de las células T (Figura 5) [125, 126].

Asimismo, los tumores muestran niveles elevados de potasio extracelular, lo que atenúa significativamente la fosforilación de Akt-mTOR impulsada por TCR y la actividad efectora posterior. La ingeniería de células T tiene como objetivo aumentar la expresión de los canales de potasio para prepararse para una mayor salida de potasio, eliminando así con éxito esta inhibición y mejorando la función de las células T en la TME [127]. Los estudios han demostrado que en la TME, la destrucción de las células inmunosupresoras suele ser necesaria para el alto nivel de eficacia de las células T CAR. Con el fin de suprimir las células T reguladoras (Tregs) y las células supresoras derivadas de mieloides (MDSC), la combinación de anticuerpos inhibidores y la manipulación genética puede mejorar la eficacia de la terapia con células T en modelos animales (Figura 5). [128, 129].

Por otro lado, los fibroblastos asociados al cáncer (CAF), que incluyen los tipos más comunes de células TME y la proteína de activación de fibroblastos (FAP) de alta expresión, desempeñan un papel crucial en la configuración del microambiente inmunosupresor y en la liberación de proteínas ECM para atenuar la toxicidad. de. Penetración de células T. Curiosamente, la aplicación de CART específico para FAP para reducir la actividad de las células CAF o para diseñar nuevos tipos de células CAR T diseñadas para secretar enzimas que degradan la ECM puede aumentar significativamente su potencial para transportar y lisar tumores [130]. De lo contrario, la operación de las células T con CAR para secretar la citocina proinflamatoria IL-12 puede modificar la TME y, en última instancia, mejorar el reclutamiento y la función de los macrófagos [131].

Muchas organizaciones han intentado mejorar la actividad de las células CART mediante el uso de ACT en combinación con moduladores de TME. Un tratamiento prometedor que muestra una eficacia aceptable en los tumores es el uso de inhibidores de puntos de control, que se dirigen a la vía PD-1 / PD-L1 o CTLA-4 (Figura 5) [132, 133]. En este caso, al mejorar la preparación de células T específicas de tumores, se puede mejorar el bloqueo del punto de control y se puede combinar razonablemente con la propagación adoptiva de células T con CAR y, en circunstancias normales, se puede aumentar el riesgo de toxicidad. Por otro lado, las células CART específicas están diseñadas para liberar anticuerpos anti-PD-L1 contra PD-1 y LAG3 a través de CRISPR [134, 135].

Aunque el anticuerpo anti-CTLA-4 puede aumentar la respuesta de las células T endógenas al cáncer, el mecanismo relevante de su promoción de la respuesta de las células T CAR aún no está claro. Además, los anticuerpos anti-CTLA-4 pueden desencadenar una respuesta inmune de manera extracelular después de la reducción de las células Treg CTLA-4 +, lo que puede ayudar a las células T con CAR [136].

 

 

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Direcciones y conclusiones futuras

El desarrollo de la terapia con células CAR T es una opción de tratamiento prometedora para pacientes con tumores malignos avanzados, especialmente enfermedades de la sangre. El progreso de las células CAR T refleja la fusión de conocimientos de varios campos científicos; sin embargo, hasta ahora, el éxito se ha limitado a las anomalías de las células B.

El progreso de este enfoque de tratamiento para los tumores sólidos requerirá un plan mejorado basado en la comprensión de los obstáculos asociados con la TME y la heterogeneidad tumoral, que surge de herramientas lógicas complejas y modelos de alta importancia.

Estos métodos se beneficiarán de nuestra capacidad para crear células T transgénicas para respaldar las nuevas actividades deseadas, ayudarlas a apuntar a las células tumorales sólidas y persistir y funcionar en un entorno hostil.

 

 

 

(fuente: internet, solo referencia)