Химера за борба с рака

Така че, можем да говорим за истински пробив в лечението на рак?

Резултатите от тестовете са впечатляващи, но за да ги постигне, отне много години на работа на изследователски екипи от цял ​​свят. Идеята за създаването на химерно антигенен рецептор (CAR, от антигенен рецептор на английски език. Shimeric) принадлежи към аптекаря и имунолог Zelig Eshharu от Вайцман институт за наука в Реховот, Израел. В собствената си лаборатория през 1989 г. са получени Първите трансгенни Т клетките с тези рецептори.

Както можете да видите от новините, няколко изследователски екипи са успели да постигнат успех в ранните етапи на тестване. Нарастващият интерес в технологията CAR ни позволява да се очаква, че такива новини ще стават все повече и повече.

Каква е същността на това лечение?

Главната особеност на лечение с помощта на трансгенни Т клетки с кола - е неговата специфика. Химерни рецептор позволява лимфоцити точно разпознава само раковите клетки да бъдат унищожени. Но просто да ги разпознава - това не е достатъчно, лимфоцитите в този случай трябва да се активира за атака на целевата клетка. За тази цел се състои от фрагмент на автомобил, който активира Т-клетката, когато контактува с даден клетъчен тип.

Какво е хибридно рецептори? Как работи?

За да разберете как трансгенните клетки, е необходимо да се каже няколко думи за необичайно. Природен Т-лимфоцит е на комплекси повърхностни рецептори, които са съставени от действителната Т-клетъчен рецептор (TCR), свързани с модула за аларма CD3 (тя се състои от три части: CD3δε, CD3γε и CD3ζζ, тя също CD247). Всички клетки в организма са на повърхността на сложни протеини основната хистосъвместими (МНС), че "покажи" имунни клетки към фрагменти на техните протеини (антигени). TCR признава тези антигени, и ако те са чужди на тялото, активира лимфоцитите чрез CD3. Лимфоцитна активиран убива заразената клетка или секретират цитокини, които привличат други имунни клетки.

Т-лимфоцити с конвенционален (вляво) и химерен (вдясно) рецептори и тяхното взаимодействие с прицелни клетки

Трансгенните клетки вместо обичайните рецепторни комплекси синтезирани изкуствено с кола. Химерното те се наричат ​​като "сглобени" в една единствена молекула от различен произход на модули. В най-простия случай на такъв комплект.

домен извънклетъчен антиген разпознаване е единичен вариабилен верига фрагмент на моноклонално антитяло (ScFv). Той е отговорен за свързване със специфичен антиген на повърхността на прицелните клетки.

гъвкав шарнирен участък (най-често се използва G1 имуноглобулин панта). Трябва да отхвърли антиген-фрагмент в ръка, за да се улесни неговото свързване към антиген.

трансмембранната област се използва за осигуряване на кола на лимфоцитите мембрана и се свърже с екстрацелуларни и интрацелуларни участъци на рецептора. Обикновено, част от вътреклетъчния домен.

Вътреклетъчното сигнализиране домейн е взета от Т-рецепторния комплекс - е една от веригите на CD247 (CD3ζ). Неговата функция - активира, когато лимфоцит антиген-свързващ фрагмент на антиген на клетъчната повърхност е необходимо.

Всички тези модули са монтирани в една аминокиселинна последователност, която се кодира от единичен ген. Такава конструкция позволява рецептор специфично активиране на цитотоксични лимфоцити при контакт с целевите клетки (например туморни), независимо от МНС и може да разпознае всички антигени (не само пептид).

Fred Hutchinson Cancer Research Center

Ако това е най-простия случай, който след това сложно?

Описаната конструкция има така наречената първа CAR поколение. В много случаи един CD3ζ да активирате достатъчно трансгенни лимфоцитите. За тази цел се добавят вътреклетъчния домен на химерен рецептор на фактор на стимулиране. Те могат да бъдат рецептор, индуциране производството на интерлевкини, представителите на суперсемейството от рецептори за тумор некрозисфактор, осигуряване на оцеляването и пролиферацията на Т-лимфоцити и производството на цитокини и други. Рецептор с ко-активатор на CAR са второ поколение. CAR трето поколение съдържа няколко ко-активатори едновременно.

Структурата на кола на различни поколения

Дмитрий Dzhagarov / Wikimedia Commons

Тези рецептори осигуряват по-ефективно и стабилно активиране на лимфоцити, подобри и удължи техния цитотоксичен ефект и по този начин получаване на изразен терапевтичен ефект.

В допълнение, лимфоцити могат да бъдат прилагани повече трансгени кодиране освен кола, за да придадат допълнителни свойства. Например, служителите на Freda Hatchinsona център за лечение на различни форми на В-клетъчна левкемия са използвани Т-лимфоцити, които в допълнение към кола, признаване универсална антиген на В-лимфоцити, експресиращи ген скъсена форма на рецептора на човешкия растежен епидермален фактор (EGFRt), липса на сигнала вътреклетъчен домен но запазва свързващата област на -tsetuksimaba терапевтичното антитяло. Такава модификация го прави лесно за сортиране и се концентрира АВТОМОБИЛИ модифицирани лимфоцити на етапа на получаване на клетка за инфузия, и ако е необходимо вече да позволи от пациента бързо и по-специално отстраняване на CAR-T в случай на клетъчна терапия на странични ефекти.

Fred Hutchinson Cancer Research Center

И как тези клетки идват от? Правото им да променя кръвта?

Разбира се, не. кръвната проба на пациент се взима и с помощта на устройства,-сортировач изолира от него в желаната населението на цитотоксични Т-лимфоцити. Те са култивирани в хранителна среда, и след това се прибавя към него неутрализирани вирус (вектор), съдържащ гена на автомобил, който е специфичен за туморните клетки на пациента. В редки случаи, се използват други методи за доставка ген. Получените клетки, експресиращи автомобили, са допълнително култивиране, след което "включва" набор от цитокини и се прилага на пациента. Тези индивидуално произведени exvivo CAR-Т-лимфоцити, наречени автоложна. Това е тяхното използване в текущи клинични изпитвания.

В момента е в ход по подготовката на алогенни клетки работа. Това са същите Т-лимфоцити, но възстановен от здрав донор. Те затвори своя Т-клетъчен рецептор, което намалява риска от нападение на клетки на пациента, носещи МНС молекула, към която рецептора може да бъде специфичен. Преди да започне процедурата, пациентът прави limfodepletsiyu - отстраняване на собствените си клетки в състояние да намали активността на автомобили Т-лимфоцити. Тя помага за известно време, за да се отърве от риска от неуспех на лечението, тъй като донорски клетки атакуват имунната система на гостоприемника. Този подход дава възможност да се направи не клетката индивидуално за всеки пациент, както и да има готовност подготовка клетка, че много по-лесно и по-удобно.

За въвеждането на трансгени и автоложни и алогенни клетки в повечето случаи се използва лишени от вирулентни лентивируси, които включват, например, HIV. Те са удобни с това, че те имат голям капацитет (CAR гени доста големи), може да включва ДНК трансгени в клетки, exvivo работи добре и осигурява продължително експресия на колата. В допълнение, сравнително лесни за създаване, производство и пречисти.

Лентивирусите? ХИВ? Това вероятно е опасно?

Всеки метод на лечение е свързано с риск задача и развитие - за свеждане до минимум ефектите. Когато създавате векторен вирус се променя така, че да не може да доведе до заболяване. Лимфоцитите третира тях извън тялото, и когато се прилага на пациент, трансгена е интегрирана в ДНК. Това не може да се използва за синтеза на вирусни протеини и нуклеинови киселини, т.е. за производство на вирусни частици, способни да инфектират други клетки.

Fred Hutchinson Cancer Research Center

Има напълно безвредни лечение с pomoschyuCAR?

След резултатите от текущите клинични изпитвания, и може да се каже, че терапия CAR-Т-лимфоцити се понася добре. Въпреки това, те не успяха без сериозни странични ефекти, основната от които - синдрома на освобождаване на цитокини и netargetny ефект.

синдром на освобождаване на цитокин ( "цитокин буря") - едновременно избора на голям брой медиатори на имунитет в отговор на трансгенни клетки. Тя се проявява чрез рязко покачване на температура, втрисане, повръщане и диария. Това условие изисква интензивни грижи, но клиниката обикновено е лечимо.

Netargetny ефект е да се атакува CAR-Т-лимфоцити в здравите клетки. Това произтича от факта, че туморните антигени са в различна степен на се изразява в други тъкани на тялото. Няколко подхода, които каза главата на лаборатория на генна терапия помощта на BIOCAD Наталия Belozerova разработени, за да се преодолее този ефект.

Един от тях - използването на мултис Car-клетки. Те не експресира химерен рецептор, и две или повече, които се свързват към различни туморни антигени. Лимфоцитното активиране се появява само, ако клетката мишена има пълен набор от антигени. Обратният вариант - ако антигенът присъства основния CAR и тумори, както и разнообразие от нормални клетки, допълнително рецептор (в който случай се нарича инхибиторен) разпознава протеина - маркер на нормалната тъкан и блокира активирането на лимфоцитите.

Друга технология намаляване netargetnoy цитотоксичност - създаването на автомобила, активирането на който не води до директна атака си клетки и за трансгенна експресия на цитокини, са привлечени от туморната тъкан, различни имунни клетки в тялото.

Също така за намаляване на риска при лечението на автомобили Т-лимфоцити е възможно чрез вграждане в рецептор експресионна контролна (промотор), който се активира само в присъствието на определени вещества с ниско молекулно тегло (често лекарство) или оптично лъчение с предварително определена дължина на вълната.

В допълнение, има "аварийно спиране" технологии трансгенни лимфоцити в случай на странични ефекти. Например, въвеждането в него на допълнителна трансген, експресиращ апоптичен протеин - каспаза причинява клетъчна смърт при прилагане на пациент на ниско активатор молекулно тегло.

Развитите и други технологии за повишаване на ефективността и намаляване на риска от терапия CAR-Т-лимфоцити.

Fred Hutchinson Cancer Research Center

И това, което може да излекува всяка рак в дългосрочните такива клетки?

Теоретично, CAR технология може да се използва за лечение на всяка форма на рак. Основната задача - да се намери много специфична мишена, т.е. антигени, които са уникални за даден различни туморни клетки. Търсенето на такива цели непрекъснато.

В момента по-голямата част на колата е създаден и тестван за лечение на различни форми на рак на кръвта. Това се дължи на факта, че белите кръвни клетки имат относително малък брой високо специфични антигени, че е за тях да се разработи ефективна и безопасна химерен рецептор лесно. В клетки, например, да изразяват различни маркери на различни етапи на развитие, която ви позволява да направите терапия по наблюдение.

С различни видове рак на други тъкани по-трудно - те имат повече антигени, и много от тях се намират в здравите клетки. В допълнение, такива тумори често са хетерогенни в антигенно поради клетъчни мутации на високо ниво. Въпреки това, CAR създаден за тях (меланом, рак на гърдата, на белия дроб, мозък и други органи), а много от тях са в процес на предклинични и клинични изпитвания.

Според ръководителя на отдел Проучвания Advanced биофармацевтични компания помощта на BIOCAD Александър Karabelskogo, лечение, които не хематологични тумори могат да бъдат комбинирани - в допълнение към колата ще трябва да използвате най-малко още трансгени или антитела.

Е, трансгенните клетки разрушават тумора, но какво ще правят по-нататък?

Същото като конвенционални клетки - остават в организма и да чака да се отвори. Някои от тях, разбира се, в крайна сметка умират, но, съдейки по текущите наблюдения, те се срещат при пациенти над десет години след въвеждането. В същото време, те са хора, които форма на рак, от която той се е възстановил, вече не е болен.

Отлично, и при лечение с pomoschyuCAR бъде във всяка болница?

За съжаление, дълго време. Технология, макар и развива бързо, все още е в етап на ранни експерименти, и трябва да бъде допълнително подобрено с последващи дългосрочни тестове.

Ние не трябва да забравяме факта, че CAR технология е защитена от редица патенти. Нещо повече, те са направени така, че не е много ясно как да се направи това ще бъде възможно да се продават на развитието на неговата основа. Според Александър Karabelsky, е вероятно, че законосъобразността на такива широки патенти, много от големите биофармацевтични компании ще бъдат оспорени в съда.

Интересно е, че докато използването на CAR е много скъпо. Лечение на пациент с автоложни клетки струва повече от 100 хиляди долара. Разбира се, с развитието на технологиите и увеличаването на нейното приложно поле, че ще бъде по-евтино, но е широко достъпна в близко бъдеще няма да е точно.

Получава се от Олег Lishchuk

Уебсайтът може да съдържа съдържание, което не е предназначено за лица на възраст под 18 години.