טיפול מוכן לשימוש ב- CAR-T: מועיל או עתיד אמיתי?

מאז שאושר טיפול CAR-T לראשונה בשנת 2017, פריצת הדרך בהתפתחות הפרה-קלינית והקלינית של טיפול פורץ דרך זה עברה צמיחה מתפרצת. בפגישה השנתית של ASH בשנה שעברה, הטיפול ב- CAR-T שפותח על ידי Janssen / Nanjing Legend, Bristol-Myers Squibb (BMS), Gilead Sciences / Kite Pharma, וחברות ביו-רפואיות סיניות רבות הציגו נתונים מדהימים. השנה, סביר יותר להניח כי יותר משתי טיפולי CAR-T יאושרו על ידי ה- FDA, ומספר הטיפולים המאושרים יוכפל.

עם זאת, למרות שטיפול ה- CAR-T המאושר הראה יעילות מצוינת וארוכת טווח בטיפול בסרטן הדם, קידומו עומד בפני אתגרים רבים. הטיפול ב- CAR-T שאושר כיום הוא טיפול CAR-T אוטולוגי, שמשמעותו היא כי הרופאים צריכים להשיג תאי T ממטופלים ולהביע את הקולטן האנטיגן הכימארי כנגד אנטיגנים סרטניים על פני תאי T על ידי הנדסה גנטית במבחנה. (CAR) ואז התאים המופצים מוחזרים למטופל. תהליך ייצור מייגע זה יכול לארוך עד 3 שבועות והוא יקר. חלק מהמטופלים אינם מסוגלים לספק מספיק תאי T עקב בריאותם, טיפול מראש וסיבות אחרות, מה שהופך אותם ללא יכולת ליהנות מטכנולוגיה פורצת דרך זו.

השגת תאים מתורמים בריאים לייצור תאי CAR-T אלוגניים יש פוטנציאל להתמודד עם אתגרים אלה העומדים בפני תאי CAR-T אוטולוגיים. בתחילת השנה החדשה, סקירה שפורסמה ב- Nature Reviews Drug Discovery סיפקה מלאי מעמיק של מצב הפיתוח של טיפול CAR-T אלוגני "מוכן לשימוש".

יתרונות ואתגרים של תאי CAR-T אלוגניים

תהליך הייצור של תאי CAR-T אלוגניים מתחיל בתאי T או בסוגי תאים אחרים המתקבלים מתורמים בריאים. לאחר שתאים אלה הונדסו גנטית לביטוי CAR שיכולים למקד תאים סרטניים על פני התא, הם עוברים עיבוד נוסף. עריכת גנים מפחיתה את הסיכון שתאי CAR-T אלוגניים יתקפו את המארח ואת האפשרות שתאי מארח ידחו תאי CAR-T אלוגניים. לאחר מכן, תאים אלו מעובדים, מורחים, מטוהרים ומתייחסים למוצרים הניתנים לשימוש בכל עת ומאוחסנים קפואים.

היתרונות של טיפול CAR-T זה הם:

ניתן לייצר מספר גדול של תאי CAR-T מתאים המסופקים מתורם בריא יחיד, העונים על צרכיהם של מספר גדול של חולים. לדוגמה, אלוגן, המחויבת לפיתוח תאי CAR-T אלוגניים, אומרת שתאים המתקבלים מתורם בריא יכולים לשמש כטיפול CAR-T עבור 100 חולי סרטן.

תאים אלה נוצרו והוקפאו במלאי, וחולים הזקוקים לטיפול צריכים להפשיר רק את הטיפול במלאי כדי לקבל טיפול מיידי, תוך ביטול העיכובים בתהליך הייצור של טיפול CAR-T אוטולוגי.

בנוסף, חולי סרטן בדרך כלל אינם יכולים לקבל טיפולי CAR-T מרובים עקב המגבלה של מספר תאי ה- T שלהם. הטיפול ב- CAR-T האלוגני יכול לטפל בקלות רבה יותר בחולים שוב ושוב, ולשנות את האנטיגנים שמטרתה טיפול ה- CAR-T כדי להתגבר על ההתנגדות לטיפול ב- CAR-T.

עם זאת, פיתוח הטיפול ב- CAR-T האלוגני צריך גם להתמודד עם שני אתגרים ייחודיים: ראשית, התאים האלוגניים שהוכנסו למטופל עשויים לתקוף את המארח, מה שיוביל למחלת שתל-מול-מארח בסכנת חיים (GVHD); ותאים אלוגניים עשויים להכיר ולהיפטר במהירות על ידי תאי החיסון של המארח, מה שמגביל את פעילותם נגד הגידול.

אסטרטגיות להתמודדות עם שתל מול מחלה מארחת

הסיבה לכך שתאי CAR-T אלוגניים תוקפים רקמות מארחות היא מכיוון שקולטני תאי T (TCRs) המתבטאים על פני השטח של תאי T אלה יכולים לזהות אלואנטיגנים ברקמות המארחות, ובכך לעורר התקפות תאי T על הרקמות המארחות. נכון לעכשיו, אסטרטגיות להתגברות על מחלת שתל-מול-מארח מחולקות בעיקר לשתי קטגוריות: האחת משתמשת בשיטות עריכת גנים בכדי לחסל ביטוי TCR טבעי בתאי T, והשנייה משתמשת בסוגי תאים אחרים שאינם גורמים ל- GVHD.

שיטת עריכת גנים מבטלת ביטוי TCR טבעי

ה- TCR המתבטא באופן טבעי על פני השטח של תאי T מסוג αβ הנפוצים הוא המפתח לתווך את ההתקפה של תאי T אלה על המארח. החוקרים פיתחו מספר שיטות למניעת ביטוי TCR על פני תאים אלה. אחת השיטות הצומחות במהירות היא השימוש בטכנולוגיית עריכת גנים. מתחם החלבון TCR על פני השטח של תאי T מסוג αβ מורכב משרשרת α ושרשרת β, ורק גן אחד מקודד לאזורים קבועים של שרשרת α. לפיכך, שיבוש הגנים המקודדים את אזור הקבוצה של שרשרת הקולטן לתאי T (TRAC) הוא דרך ישירה ויעילה למנוע ביטוי של TCR מסוג alpha β. טיפולים אלוגניים ב- CAR-T שנוצרו באמצעות אסטרטגיה זו נכנסו לניסויים קליניים.

היתרון באסטרטגיה זו הוא שניתן לייצר תאי CAR-T באמצעות מספר גדול של תאי T מסוג αβ בתורמים בריאים כחומרי גלם. ישנן מגוון טכניקות לעריכת גנים בהן ניתן להשתמש כדי לשבש באופן ספציפי גנים המקודדים ל- TRAC, כולל גרעין אצבע אבץ (ZFN), גרעין אפקט דמוי פעולת שעתוק (TALEN), MegaTAL ומערכת עריכת הגנים CRISPR. במחקר האחרון החוקרים השתמשו במנגנון השילוב ההומולוגי של התא כדי לכוון את הטרנסגן המבטא CAR לאתר הגן TRAC. לאסטרטגיה זו השפעה של "שתי ציפורים באבן אחת". תוך השמדת הביטוי ה- TCR הטבעי של תאי T, transgene ה- CAR מתבטא באתר הגן TRAC ומקבל את הוויסות של מקדם הגן TCR הטבעי. ניסויים בבעלי חיים הראו כי לטיפול ב- CAR19-T המכוונת ל- CD19 שנוצר על ידי אסטרטגיה זו יש פעילות אנטי-סרטנית טובה יותר מאשר טיפול ב- CAR-T שנוצר על ידי הכנסה אקראית של מעברים CAR.

סכנה נסתרת אחת בשימוש באסטרטגיות עריכת גנים היא הסיכונים הפוטנציאליים להשפעות מחוץ למטרה של טכנולוגיית עריכת גנים. עם זאת, מכיוון שתאים אלוגניים מתבטלים בסופו של דבר על ידי המארח, ההשפעה של סיכון פוטנציאלי זה עשויה להיות נמוכה יחסית.

שימוש בסוגי תאים המפחיתים את הסיכון ל- GVHD

אסטרטגיה נוספת להפחתת הסיכון שתאי CAR-T אלוגניים יתקפו את המארח היא להשתמש בסוגי תאים שאינם מייצרים GVHD או שיש להם סיכון נמוך יותר לייצור GVHD. הם כוללים תאי רוצחים טבעיים (תאי NK), תאי T γδ, תאי NK T (תאי T המבטאים סמני שטח של תאי NK), ותאי T זיכרון ספציפיים.

אסטרטגיות לשיפור ההתמדה ה- CAR-T האלוגנית

למרות שהשיטות המרובות שהוזכרו לעיל יכולות להפחית את הסיכון להכנסת CAR-T אלוגנית לחולה כדי לתקוף את המארח, טיפול אלוגני ב- CAR-T צריך גם לפתור אתגר מרכזי נוסף, כלומר מערכת החיסון של המטופל תכיר בתאים אלה כתאים "זרים", וגורמים לדחייה חיסונית כלפיהם. דחייה חיסונית זו בסופו של דבר תהרוס תאי CAR-T אלוגניים המוכנסים לחולה. התגובה החיסונית המתווכת על ידי תאי T של המטופל עצמו עשויה להתחיל לפעול ברגע שמוצג הטיפול ב- allocar-T, מה שמפחית את היעילות של הטיפול ב- allocar-T. לכן, כיצד לשפר את העמידות של טיפול אלוגני ב- CAR-T היא בעיה דחופה בתחום זה. המחקר הנוכחי לפתרון בעיה זו נמצא בכיוונים הבאים:

פינוי לימפוציטים יעיל יותר

מחקרים קיימים הראו כי על מנת לאפשר לתאי ה- CAR-T המיובאים להתפשט בקרב חולים, יש צורך להשתמש בכימותרפיה ובאמצעים אחרים בכדי לנקות את הלימפוציטים הקיימים בקרב החולים לפני ייבוא התאים, בכדי לספק את ה- CAR המיובא -תאי T עם מרחב מתפשט. עבור תאי CAR-T אלוגניים, הצעד של הסרת לימפוציטים עשוי להיות חשוב יותר, מכיוון שתאי ה- T המארחים הנותרים יתקפו מיד את תאי ה- CAR-T "הזרים".

שיטת מחקר אחת כיום היא להפוך תאי CAR-T אלוגניים עמידים לתרופות שמנקות תאי T באמצעות עריכת גנים, ותאים אלה לא יושפעו מתרופות שמנקות תאי T. לדוגמא, ה- UCART19 של אלוגן משתמש בעריכת גנים בכדי להפיל גנים המבטאים את החלבון CD52 בתאים. זה הופך את התאים הללו לעמידים ל- alemtuzumab, נוגדן מונוקלוני ההורג תאי T על ידי כריכה ל- CD52. שילוב של alemtuzumab עם כימותרפיה יכול לנקות את יעילות התאים T הבוגרים של המארח בצורה יעילה יותר ולשמור על תאי T בשלים של המארח ברמות נמוכות. במקביל, טיפול אלוגני ב- CAR-T עדיין יכול לעבוד.

עריכת גנים יכולה גם להפוך תאי CAR-T אלוגניים עמידים בפני כימותרפיה שמנקים תאי T, ומאפשרים להם לעבוד כראוי בסביבה המעכבת צמיחת תאי T. עם זאת, החיסרון באסטרטגיה זו הוא שרמת תאי T אנדוגניים בחולים מודחקת לרמה נמוכה מאוד, וכתוצאה מכך עולה סיכון משמעותי לזיהום שלהם.

הפחית את החיסון של תאי CAR-T אלוגניים

הניסיון עם השתלת איברים והשתלת תאי גזע המטוקויטיים הראו שאם פנוטיפ HLA (אנטיגן) האנושי הראשי של התורם דומה לתאי הפנוטיפ HLA של המארח, הוא יכול להפחית באופן משמעותי את הדחייה החיסונית של השתל. על סמך ניסיון זה ניתן תיאורטית לבנות בנק תאי תורם על ידי גילוי תורם עם פנוטיפ HLA ספציפי, ממנו ניתן לבחור תאי תורמים תואמים תורמים ליצירת תאי CAR-T אלוגניים.

מכיוון שחלבון HLA בכיתה 1 הוא מולקולת מפתח המתווכת גורמי דחיית חיסון. אסטרטגיה נוספת היא להשתמש בהנדסה גנטית בכדי לחסל את חלבון HLA מסוג 1 המתבטא על פני השטח של תאי CAR-T אלוגניים. הביטוי של HLA על פני התא דורש תת יחידה הנקראת β2-מיקרוגלובולין. נוק-אאוט גנים של β2-מיקרוגלובולין יכול למנוע ביטוי של חלבון HLA על פני התא, ובכך להפחית את החיסון של תאים אלה.

בחר את קבוצת המשנה הטובה ביותר לתאי T

אוכלוסיית תאי T מכילה תת-אוכלוסיות מרובות של תאי T עם פונקציות ופנוטיפים שונים. תת-אוכלוסיות שונות של תאי T שונים גם הן ביכולתן לתקוף תאים סרטניים והתמדה אצל חולים. לדוגמה, מחקרים פרה-קליניים הראו כי תאי CAR-T המיוצרים על ידי תאי T- תאי T- (TN) חיובי CD8 ו- CD4 ותאי T זיכרון מרכזי (TCM) יעילים יותר בהריגת תאי סרטן חזקים.

מחקרים קליניים המשתמשים בטיפול CAR-T אוטולוגי למחלת לוקמיה לימפוציטית כרונית הראו כי איכותם של תאי T מסוג זיכרון TCM ותאי T (TSCM) עם יכולת שכפול עצמי, ורמות ביטוי (כולל PD-1, TIM3, LAG3 וכו '). ) הם אינדיקטורים חשובים לפעילות וטיפול בהתמדה ב- CAR-T.

לפיכך, על ידי שיפור טכניקות סינון ותרבית תאים, ניתן להעשיר תת-אוכלוסיות ספציפיות של תאי T כדי לשפר את עמידות הטיפול. בהקשר זה, לתאי T המתקבלים מתורמים בריאים עשויים להיות יתרונות פוטנציאליים מכיוון שהם לא טופלו בטיפולים קודמים העלולים להשפיע על אוכלוסיית תאי T, ולכן הם יכולים לספק תאי T העשירים ב- TN, TCM ו- TSCM.

התקדמות קלינית של טיפול אלוגני ב- CAR-T

נכון לעכשיו, מספר טיפולי CAR-T אלוגניים הנחקרים נכנסו לניסויים קליניים לטיפול בסוגי סרטן בדם וגידולים מוצקים כמו חולים עם לוקמיה לימפובלסטית חריפה ולוקמיה מיאלואידית חריפה (ALL) (ראה טבלה להלן).

בפגישה השנתית של ASH בשנת 2018, התוצאות הקליניות המקדימות של UCART19 שפותחה על ידי אלוגן הראו כי בעת הטיפול בחולים עם ALL ושוב עקשן, UCART19 הגיעה לתגובה מלאה של 82% / תגובה מלאה של התאוששות המטולוגית לא שלמה (CR / CRi). בשל משך הזמן המוגבל של UCART19 בקרב חולים, לאחר מכן קיבלו השתלות תאי גזע המטופואטיות.

העתיד של טיפול ב- CAR-T ותא

ביחס לטיפול מוכן לשימוש ב- CAR-T, לענף יש גם שתי השקפות שונות. אנשים רבים מאמינים שהוא יכול לפתור את נקודות הכאב של טיפול CAR-T קשה ומחזור ייצור ארוך, ולהביא תקווה חדשה לעוד מטופלים ברחבי העולם. אך חלק מהמומחים סבורים כי טיפול "מוכן לשימוש" CAR-T הוא זמני בלבד. "חוכמה". בסופו של דבר, מדובר בתובנות שלנו על טיפול CAR-T "אוטולוגי".

ד"ר ריק קלוזנר, מייסד ומנכ"ל חברת Lyell Immunopharma, מסתכל לעתיד הטיפול בתאים. ראש המרכז הלאומי לסרטן לשעבר (NCI) ציין כי אחת המניעות לפיתוח טיפולי CAR-T "מוכנים לשימוש" נעוצה בצוואר הבקבוק ביצירת טיפולי CAR-T "אוטולוגיים". עם זאת, עלינו להבין שהטכנולוגיה הנוכחית לייצור טיפול ב- CAR-T רחוקה מלהיות בשלה. 5-10 שנים מאוחר יותר, פיתוח וייצור של טיפולי תאים אמורים להיות שונים מאוד מהיום.

ד"ר קלוזנר ציין כי הסיבה לכך שהייצור הנוכחי של טיפול בתאים הוא זמן רב ומלאך היא שאיננו יודעים אילו מהתאים הללו באמת טיפולים. לכן, אנו יכולים רק להרחיב ברציפות תאי T, ולקוות שבין התאים האסטרונומיים, מספר התאים בעלי השפעה מרפא יכול להגיע לתקן. בעתיד, אם נוכל לבודד את קבוצות המשנה של התאים שיש להם השפעות מרפא, נוכל להפחית משמעותית את מספר התאים הדרושים לטיפול בסרטן. זה יכול להפחית במידה ניכרת את מספר התאים שאנחנו צריכים כדי לתרבות ולקצר את זמן הייצור של טיפולי תאים משבועות לימים.

זה נשמע כמו שמים וארץ, אבל זה מייצג דרך קדימה. אתה יודע, בעידן בו מחשבון תופס בית שלם, לא רבים יכולים לצפות להופעתם של טלפונים חכמים. בין השניים יש רק כמה עשורים.

מנהל המרכז לרפואת סרטן, ד"ר פטריק הווו, הצביע על סיכויים שונים ליישום. עבור כמה סוגי סרטן רגישים יותר, טיפול "מוכן לשימוש" CAR-T יכול לעבוד טוב בטווח הקצר, כך שאתה לא צריך לדאוג יותר מדי מכך שהוא יידחה על ידי מערכת החיסון. בגידולים מוצקים אנו מקווים שתאי T יישארו בסביבת הגידול זמן רב ככל האפשר, ולטיפול ה- CAR-T "האוטולוגי" יהיה יותר מקום לשחק.

עלינו לדעת שהדיבורים החמים על טיפול "מוכן לשימוש" ו- "אוטולוגי" CAR-T הם רק קצה הקרחון של טיפול בתאים. כן, מאז אישורו, תחום הטיפול ב- CAR-T משך הרבה תשומת לב ותשומת לב. אולם שני מומחים ציינו כי טיפול בתאים אינו הטיפול היחיד ב- CAR-T. טיפול בתאים שאינו טיפול בתאי T הוא גם כיוון ההתפתחות העתידי. טיפול בגנים ותאים צפוי להביא לפריצות דרך חדשות לחולים ברחבי העולם תחת גאות הביוטכנולוגיה.