Terapia CAR-T lista para usar: ¿un expediente o un futuro real?

Desde que la terapia CAR-T se aprobó por primera vez en 2017, el avance en el desarrollo preclínico y clínico de esta terapia innovadora ha experimentado un crecimiento explosivo. En la reunión anual de ASH del año pasado, la terapia CAR-T desarrollada por Janssen / Nanjing Legend, Bristol-Myers Squibb (BMS), Gilead Sciences / Kite Pharma y muchas compañías biomédicas chinas mostraron datos sorprendentes. Este año, es más probable que la FDA apruebe más de dos terapias CAR-T, y la cantidad de terapias aprobadas se duplicará.

Sin embargo, aunque la terapia CAR-T aprobada ha demostrado una eficacia excelente y duradera en el tratamiento del cáncer de sangre, su promoción enfrenta muchos desafíos. La terapia CAR-T aprobada actualmente es una terapia CAR-T autóloga, lo que significa que los médicos necesitan obtener células T de los pacientes y expresar el receptor de antígeno quimérico contra los antígenos cancerosos en la superficie de las células T mediante ingeniería genética in vitro. (CAR), y luego las células proliferadas se devuelven al paciente. Este tedioso proceso de producción puede demorar hasta 3 semanas y es costoso. Algunos pacientes no pueden proporcionar suficientes células T debido a su salud, pretratamiento y otras razones, lo que les impide beneficiarse de esta tecnología innovadora.

La obtención de células de donantes sanos para producir células CAR-T alogénicas tiene el potencial de abordar estos desafíos que enfrentan las células CAR-T autólogas. Al comienzo del nuevo año, una revisión publicada en Nature Reviews Drug Discovery proporcionó un inventario en profundidad del estado de desarrollo de la terapia CAR-T alogénica "lista para usar".

Ventajas y desafíos de las células CAR-T alogénicas

El proceso de fabricación de las células CAR-T alogénicas comienza con las células T u otros tipos de células obtenidas de donantes sanos. Después de que estas células están diseñadas genéticamente para expresar CAR que pueden atacar a las células cancerosas en la superficie celular, se someten a un procesamiento adicional. La edición de genes reduce el riesgo de que las células CAR-T alogénicas ataquen al huésped y la posibilidad de que las células huésped rechacen las células CAR-T alogénicas. Estas células se cultivan, propagan, purifican y alicuotan en productos que pueden usarse en cualquier momento y almacenarse congelados.

Las ventajas de esta terapia CAR-T son:

Se puede generar una gran cantidad de células CAR-T a partir de células provistas de un solo donante sano, que satisfacen las necesidades de una gran cantidad de pacientes. Por ejemplo, Allogene, que se compromete a desarrollar células CAR-T alogénicas, dice que las células obtenidas de un donante sano podrían usarse como terapia CAR-T para 100 pacientes con cáncer.

Estas células se han generado y congelado en stock, y los pacientes que necesitan ser tratados solo necesitan descongelar la terapia de stock para recibir tratamiento inmediato, eliminando los retrasos en el proceso de fabricación de la terapia CAR-T autóloga.

Además, los pacientes con cáncer generalmente no pueden recibir múltiples terapias CAR-T debido a la limitación del número de sus propias células T. La terapia alogénica CAR-T puede tratar más fácilmente a los pacientes repetidamente y cambiar el antígeno dirigido por la terapia CAR-T para superar la resistencia a la terapia CAR-T.

Sin embargo, el desarrollo de la terapia CAR-T alogénica también debe enfrentar dos desafíos únicos: primero, las células alogénicas introducidas en el paciente pueden atacar al huésped, lo que lleva a la enfermedad de injerto contra huésped (EICH) que amenaza la vida; y las células alogénicas pueden ser rápidamente reconocidas y eliminadas por las células inmunes del huésped, lo que limita su actividad antitumoral.

Estrategias para abordar la enfermedad de injerto contra huésped

La razón por la cual las células CAR-T alogénicas atacan los tejidos del huésped es porque los receptores de células T (TCR) expresados en la superficie de estas células T pueden reconocer aloantígenos en los tejidos del huésped, desencadenando así ataques de células T en los tejidos del huésped. En la actualidad, las estrategias para superar la enfermedad de injerto contra huésped se dividen principalmente en dos categorías: una utiliza métodos de edición de genes para eliminar la expresión natural de TCR en las células T y la otra utiliza otros tipos de células que no causan EICH.

El método de edición de genes elimina la expresión natural de TCR TCR

El TCR expresado naturalmente en la superficie de las células T de tipo αβ comúnmente utilizadas es la clave para mediar el ataque de estas células T en el huésped. Los investigadores han desarrollado varios métodos para prevenir la expresión de TCR en la superficie de estas células. Uno de los métodos de más rápido crecimiento es el uso de la tecnología de edición de genes. El complejo de proteínas TCR en la superficie de las células T de tipo αβ está compuesto por una cadena α y una cadena β, y solo un gen codifica las regiones constantes de la cadena α. Por lo tanto, la alteración de genes que codifican la región constante de la cadena alfa del receptor de células T (TRAC) es una forma directa y efectiva de prevenir la expresión de TCR de tipo alfa β. Las terapias alogénicas CAR-T generadas con esta estrategia han entrado en ensayos clínicos.

La ventaja de esta estrategia es que las células CAR-T pueden fabricarse utilizando una gran cantidad de células T de tipo αβ en donantes sanos como materia prima. Hay una variedad de técnicas de edición de genes que pueden usarse para alterar específicamente los genes que codifican TRAC, incluida la nucleasa de dedo de zinc (ZFN), la nucleasa efectora activadora de la transcripción (TALEN), MegaTAL y el sistema de edición de genes CRISPR. En el último estudio, los investigadores utilizaron el mecanismo de recombinación homóloga de la célula para dirigir el transgen que expresa el CAR al sitio del gen TRAC. Esta estrategia tiene el efecto de "dos pájaros de un tiro". Mientras se destruye la expresión natural de TCR de las células T, el transgen CAR se expresa en el sitio del gen TRAC y acepta la regulación del promotor del gen TCR natural. Los experimentos con animales han demostrado que la terapia CAR-T dirigida a CD19 generada por esta estrategia tiene una mejor actividad anticancerígena que la terapia CAR-T generada por la inserción aleatoria de transgenes CAR.

Un peligro oculto de usar estrategias de edición de genes es el riesgo potencial de efectos fuera del objetivo de la tecnología de edición de genes. Sin embargo, dado que las células alogénicas son eventualmente eliminadas por el huésped, el impacto de este riesgo potencial puede ser relativamente bajo.

Uso de tipos de células que reducen el riesgo de EICH

Otra estrategia para reducir el riesgo de que las células CAR-T alogénicas ataquen al huésped es usar tipos de células que no producen GVHD o que tienen un menor riesgo de producir GVHD. Incluyen células asesinas naturales (células NK), células T γδ, células T NK (células T que expresan marcadores de superficie de células NK) y células T de memoria específicas de virus.

Estrategias para mejorar la persistencia alogénica de las células CAR-T

Aunque los métodos múltiples mencionados anteriormente pueden reducir el riesgo de que se introduzca CAR-T alogénico en el paciente para atacar al huésped, la terapia CAR-T alogénica también necesita resolver otro desafío importante, es decir, el sistema inmunitario del paciente reconocerá estas células como células "extrañas", causando un rechazo inmune contra ellas. Este rechazo inmune eventualmente destruirá las células CAR-T alogénicas introducidas en el paciente. La respuesta inmune mediada por las propias células T del paciente puede comenzar a funcionar tan pronto como se introduzca la terapia con alocar-T, reduciendo la eficacia de la terapia con alocar-T. Por lo tanto, cómo mejorar la durabilidad de la terapia CAR-T alogénica es un problema urgente en este campo. La investigación actual para resolver este problema se encuentra en las siguientes direcciones:

Eliminación de linfocitos más efectiva

La investigación existente ha demostrado que para permitir que las células CAR-T importadas proliferen en los pacientes, es necesario utilizar quimioterapia y otros medios para eliminar los linfocitos existentes en los pacientes antes de que las células se importen, para proporcionar el CAR importado. -Télulas T con espacio proliferativo. Para las células CAR-T alogénicas, el paso de eliminar los linfocitos puede ser más importante, porque las células T huésped restantes atacarán inmediatamente a las células CAR-T "extrañas".

Un método de investigación actual es hacer que las células CAR-T alogénicas sean resistentes a los medicamentos que eliminan las células T mediante la edición de genes, y estas células no se verán afectadas por los medicamentos que eliminan las células T. Por ejemplo, UCART19 de Allogene utiliza la edición de genes para eliminar genes que expresan la proteína CD52 en las células. Esto hace que estas células sean resistentes al alemtuzumab, un anticuerpo monoclonal que mata las células T al unirse a CD52. La combinación de alemtuzumab con quimioterapia puede eliminar más eficazmente las células T maduras del huésped y mantener las células T maduras del huésped a niveles bajos. Al mismo tiempo, la terapia CAR-T alogénica aún puede funcionar.

La edición de genes también puede hacer que las células CAR-T alogénicas sean resistentes a los quimioterapéuticos que eliminan las células T, lo que les permite funcionar correctamente en un entorno que inhibe el crecimiento de las células T. Sin embargo, la desventaja de esta estrategia es que el nivel de células T endógenas en pacientes se suprime a un nivel muy bajo, lo que resulta en un riesgo significativamente mayor de infección.

Reduce la inmunogenicidad de las células alogénicas CAR-T

La experiencia con el trasplante de órganos y el trasplante de células madre hematopoyéticas ha demostrado que si el fenotipo del antígeno leucocitario humano (HLA) principal del donante es similar al fenotipo HLA del huésped, puede reducir significativamente el rechazo inmune del injerto. En base a esta experiencia, es teóricamente posible construir un banco de células donantes descubriendo un donante con un fenotipo HLA específico, a partir del cual se pueden seleccionar células donantes compatibles para generar células CAR-T alogénicas.

Porque la proteína HLA de clase 1 es una molécula clave que media los factores de rechazo inmunitario. Otra estrategia es utilizar la ingeniería genética para eliminar la proteína HLA tipo 1 expresada en la superficie de las células CAR-T alogénicas. La expresión de HLA en la superficie celular requiere una subunidad llamada β2-microglobulina. La desactivación genética de la β2-microglobulina puede prevenir la expresión de la proteína HLA en la superficie celular, reduciendo así la inmunogenicidad de estas células.

Elija el mejor subconjunto de células T

La población de células T contiene múltiples subpoblaciones de células T con diferentes funciones y fenotipos. Las diferentes subpoblaciones de células T también son muy diferentes en su capacidad para atacar las células cancerosas y la persistencia en los pacientes. Por ejemplo, los estudios preclínicos han demostrado que las células CAR-T producidas por las células T (TN) ingenuas CD8-positivas y CD4-positivas y las células T de memoria central (TCM) son más efectivas para matar las células cancerosas Strong.

Los estudios clínicos que utilizan la terapia CAR-T autóloga para la leucemia linfocítica crónica han demostrado que la calidad de la TCM y las células T de memoria madre (TSCM) con capacidad de autorreplicación y los niveles de expresión (incluidos PD-1, TIM3, LAG3, etc.) ) son indicadores importantes de la actividad y persistencia de la terapia CAR-T.

Por lo tanto, al mejorar las técnicas de detección y cultivo celular, las subpoblaciones específicas de células T pueden enriquecerse para mejorar la durabilidad de la terapia. A este respecto, las células T obtenidas de donantes sanos pueden tener ventajas potenciales porque no han sido tratadas con terapias previas que pueden afectar a la población de células T y, por lo tanto, pueden proporcionar células T que son ricas en TN, TCM y TSCM.

Progreso clínico de la terapia CAR-T alogénica

Actualmente, una serie de terapias alogénicas CAR-T bajo investigación han ingresado a ensayos clínicos para tratar cánceres de sangre y tumores sólidos, como pacientes con leucemia linfoblástica aguda y leucemia mieloide aguda (LLA) (consulte la tabla a continuación).

En la reunión anual de ASH en 2018, los resultados clínicos preliminares de UCART19 desarrollados por Allogene mostraron que al tratar a pacientes con LLA recidivante y refractaria, UCART19 alcanzó una respuesta completa del 82% / respuesta completa de recuperación hematológica incompleta (CR / CRi). Debido a la duración limitada de UCART19 en pacientes, los pacientes pediátricos que reciben UCART19 posteriormente recibieron trasplante de células madre hematopoyéticas.

El futuro de CAR-T y la terapia celular

Con respecto a la terapia CAR-T "lista para usar", la industria también tiene dos puntos de vista diferentes. Muchas personas creen que puede resolver los puntos débiles de la difícil terapia CAR-T y el largo ciclo de producción, y brindar nuevas esperanzas a más pacientes en todo el mundo. Pero algunos expertos creen que la terapia CAR-T "lista para usar" es solo temporal. "Conveniencia". En el análisis final, son nuestras ideas sobre la terapia CAR-T "autóloga".

El Dr. Rick Klausner, fundador y CEO de Lyell Immunopharma, mira hacia el futuro de la terapia celular. El ex jefe del Centro Nacional del Cáncer (NCI) señaló que una de las motivaciones para el desarrollo de terapias CAR-T "listas para usar" radica en los cuellos de botella en la creación de terapias CAR-T "autólogas". Sin embargo, debemos darnos cuenta de que la tecnología actual para la fabricación de la terapia CAR-T está lejos de ser madura. Entre 5 y 10 años después, el desarrollo y la producción de terapias celulares seguramente será muy diferente al actual.

El Dr. Klausner mencionó que la razón por la cual la producción actual de terapia celular es lenta y laboriosa es que no sabemos cuáles de estas células son realmente terapéuticas. Por lo tanto, solo podemos expandir continuamente las células T, y esperamos que entre las células astronómicas, el número de células con efecto curativo pueda alcanzar el estándar. En el futuro, si podemos aislar esos subconjuntos de células que tienen efectos curativos, podemos reducir significativamente la cantidad de células necesarias para tratar el cáncer. Esto puede reducir en gran medida la cantidad de células que necesitamos para cultivar y acortar el tiempo de producción de las terapias celulares de semanas a días.

Esto suena como el cielo y la tierra, pero representa un camino a seguir. Ya sabes, en una época en que una calculadora ocupa una casa entera, no muchas personas pueden esperar la llegada de los teléfonos inteligentes. Solo hay unas pocas décadas entre los dos.

El director de medicina contra el cáncer del MD Anderson Cancer Center, el Dr. Patrick Hwu, señaló diferentes perspectivas de aplicación. Para algunos cánceres más sensibles, la terapia CAR-T "lista para usar" puede funcionar bien a corto plazo, por lo que no tiene que preocuparse demasiado por el rechazo del sistema inmunitario. Para los tumores sólidos, esperamos que las células T permanezcan en la vecindad del tumor el mayor tiempo posible, y la terapia CAR-T "autóloga" tendrá más espacio para jugar.

Necesitamos saber que la charla candente sobre la terapia CAR-T "lista para usar" y "autóloga" es solo la punta del iceberg de la terapia celular. Sí, desde su aprobación, el campo de la terapia CAR-T ha atraído mucha atención y atención. Pero dos expertos señalaron que la terapia celular no es la única terapia CAR-T. La terapia celular que no sea la terapia con células T es también la dirección de desarrollo futuro. Se espera que la terapia génica y celular brinde nuevos avances a los pacientes de todo el mundo bajo la corriente de la biotecnología.