Острый миелоидный лейкоз (AML) - смертельно опасное заболевание, представляющее собой уникальную проблему для лечения. Раковые гемопоэтические стволовые и предшественники клетки (HSPC) можно лечить с помощью химерных антигенных рецепторов (CAR) Т-клеточной терапии, но не целенаправленно: маркеры AML, распознаваемые этими терапевтическими средствами, экспрессируются также здоровыми HSPC и дифференцированными миелоидными клетками. Это не позволяет существующим методам лечения избирательно уничтожать раковые клетки, что вызывает значительную токсичность и препятствует успешной трансплантации HSPC.1
В исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые из Онкологического института Dana-Farber и Гарвардской медицинской школы решили эту проблему.2 Редактирование специфических эпитопов рецепторов, экспрессируемых на поверхности здоровых донорских HSPC, сделало эти клетки устойчивыми к CAR T-клеточной терапии.
"До этого исследования было не очень хорошо известно, как можно отменить связывание терапевтических антител или CAR T-клеток, изменив всего одну аминокислоту во внеклеточном домене белка", - говорит гематолог и соавтор работы Gabriele Casirati из Института рака Дана-Фарбер. "Это было одним из наших главных открытий".
Gabriele Casirati и его коллеги выбрали три хорошо охарактеризованных поверхностных маркера AML, на которые в настоящее время направлена терапия CAR T-клетками: FMS-like tyrosine kinase 3 (FLT3/CD135), KIT (CD117)) и α-субъединица рецептора IL-3 (IL-3RA; также известна как CD123). Эти белки ассоциируются практически со всеми случаями AML, их избыточная экспрессия на клетках AML коррелирует с рецидивом и низкой выживаемостью, но они также экспрессируются в здоровых клетках на различных этапах кроветворения.
Исследовательская группа провела тщательный скрининг клеток на предмет возможных мутаций в генах, кодирующих поверхностные маркеры. Они надеялись найти участки, которые не позволят антителам CAR T-клеток связываться с ними, не нарушая при этом других важнейших клеточных функций генов.
Для каждого гена было выявлено несколько таких возможных мест мутаций. "Нам повезло, что по крайней мере некоторые из этих мутаций можно было вставить с помощью редактирования адениновых оснований", - пояснил Казирати. "Мы пробовали использовать традиционные методы редактирования на основе нуклеаз, но отсутствие двунитевых разрывов имеет принципиальное значение [для безопасности], поэтому использовали наименее токсичную технологию редактирования генов".
Используя эту информацию, команда провела редактирование адениновых оснований эпитопов в HSPC здорового человека, создав малозаметную версию каждого рецептора.3 В то время как большинство не редактированных HSPC погибали от CAR T-клеток, направленных против этих маркеров, в опытах in vitro, клетки, отредактированные по соотв. эпитопу, выживали. При этом каждая линия отредактированных клеток сохраняла свою стволовость и способность к дифференцировке.
Чтобы свести к минимуму вероятность избегания терапевтического воздействия на опухоли и предотвратить рецидив, CAR T-клеточная терапия должна быть направлена более чем на один маркер AML. Это позволило группе создать клетки, экспрессирующие несколько отредактированных эпитопов. Казирати подчеркнул, что успех мультиплексного редактирования является ключевым результатом работы. Используя модель мыши, он и его сотрудники обнаружили, что HSPC с двойным редактированием FLT3 и CD123 выживали при воздействии биспецифической CAR T-клеточной терапии, нацеленной на оба маркера. Такой подход полностью уничтожал клетки AML в исследуемых тканях.
"Эта работа является передовой с точки зрения эпитопного редактирования этих гемопоэтических стволовых и предшественников клеток с сохранением их нормальной кроветворной функции", - сказал Jeffrey Taub, детский онколог из Wayne State University , не принимавший участия в исследовании. "Определенно также, с точки зрения возможности одновременного воздействия на несколько генов при AML с помощью иммунотерапии, [это] будет гораздо эффективнее, чем воздействие только на один ген".
Казирати отметил, что результаты исследования имеют далеко идущие последствия для лечения AML. "В более широком смысле [наша работа] является одной из первых работ, показывающих, как можно манипулировать здоровыми тканями, наделяя их новыми функциями", - заключил он.
REFERENCES
1. Hansrivijit P, et al. Cellular therapy for acute myeloid Leukemia - Current status and future prospects. Blood Rev. 2019;37:100578.
2. Casirati G, et al. Epitope editing enables targeted immunotherapy of acute myeloid leukaemia. Nature. 2023;621:404-414.
3. Richter MF, et al. Phage-assisted evolution of an adenine base editor with improved Cas domain compatibility and activity. Nat Biotechnol. 2020;38(7):883-891.
