Klinická studie NKG2D-CAR-NK buněk pro léčbu refrakterního recidivujícího mnohočetného myelomu

Mnohočetný myelom (MM) je maligní onemocnění s klonální abnormální proliferací plazmatických buněk. Je druhým nejčastějším zhoubným nádorem u nádorů hematologického systému. Incidence je 2-3/100 000 a je stále nevyléčitelná. V posledních letech se s aplikací nových režimů založených na léčivech, jako jsou inhibitory proteazomu, imunomodulátory a monoklonální protilátky proti CD38, výrazně zlepšila míra remise pacientů s MM a snížily se toxické vedlejší účinky související s chemoterapií, čímž se prodloužila doba přežití mnohočetný myelom od 2-3 let do více než 5 let. Sekvenční autologní transplantace krvetvorných buněk po intenzifikované indukční terapii je v současnosti preferovanou léčebnou strategií u pacientů vhodných k transplantaci krvetvorných buněk. U recidivujícího refrakterního MM prokázaly dobré terapeutické účinky perorální inhibitory proteazomu nové generace, monoklonální protilátky a specifická buněčná imunoterapie. Mnohočetný myelom je však stále nevyléčitelné onemocnění a je třeba prozkoumat účinnější metody léčby, aby se zlepšila účinnost a prodloužila doba přežití relabujícího a refrakterního mnohočetného myelomu.

V posledních letech dosáhl CAR-T významných terapeutických účinků u hematologických malignit. Imunoterapie chimérického antigenního receptoru T buněk (CAR-T) je v posledních letech rychle se rozvíjející nový přístup k nádorově adoptivní imunoterapii. Jeho hlavním rysem je získat T buňky, které rozpoznávají receptory specifické pro nádorový antigen modifikací genetického inženýrství, a vybavit je cílením, zabíjením a perzistencí. Byly také provedeny studie CAR-T se specificitou antigenu MM a dosáhly dobrých výsledků. Terapie CAR-T lymfocyty se stala novou účinnou léčbou MM, přičemž zralý antigen B lymfocytů (BCMA) se stal jasným cílem terapie CAR-T lymfocyty. BCMA CAR-T buňky mohou rozpoznat a zabíjet MM buňky odvozené od MM pacientů a projevovat protinádorové účinky u MM modelových myší prostřednictvím perforinové dráhy. Celková efektivní míra antimyší terapie BCMA CAR-T buňkami pro rekurentní/refrakterní MM může dosáhnout 81 %, s mírou CR 55,5 % u pacientů a přísnou kompletní remisí (sCR) 13,3 %. S prodlužující se dobou aplikace buněčné terapie CART však recidiva zůstává nevyhnutelným problémem, přičemž přibližně 40 % pacientů, kteří dostávají CR, stále trpí recidivou. Mezitím studie ukázaly, že multicílová CAR-T může prodloužit dobu remise a snížit recidivu. Rozšíření pokrytí MM buněčných cílů a odstranění špatně diferencovaných MM buněk může dále zlepšit účinnost CAR-T při léčbě recidivujícího refrakterního MM. Studie na myších experimentálních modelech potvrdily, že kombinace anti-CS1 CAR-T a anti-BCMA CAR-T má lepší terapeutické účinky na myelomové buňky než použití samotného anti-BCMA CAR-T. Klinické studie potvrdily použití myších anti BCMA CAR-T buněk v kombinaci s infuzí humanizovaných anti CD19 CAR-T buněk pro léčbu relabujícího a refrakterního MM, s ORR 95,2 % a negativní mírou konverze MRD 81,0 %. S prodlužováním doby sledování však pacienti postupně zažívají recidivu. Proto, i když terapie CAR-T prokázala pozitivní klinické výsledky v léčbě mnohočetného myelomu, recidiva zůstává obtížně překonatelným problémem a k řešení tohoto problému je zapotřebí více léčebných metod.

Přestože buňky CAR-T mají silnou schopnost zabíjet nádory a specificky cílenou vazbu, problémy v terapii CAR-T nelze ignorovat. Za prvé, terapie CAR-T má související toxické vedlejší účinky, které zahrnují zejména: (1) Autoimunitní toxicita se týká hlavně toxické reakce "na cíli/mimo tumor". CAR buňky napadají nádorové buňky a zároveň napadají normální tkáně exprimující stejný antigen, což způsobuje poškození normálních tkání. (2) Syndrom uvolnění buněčného faktoru (CRS), což je neantigenně specifická toxicita způsobená vysokou úrovní imunitní aktivace mimo fyziologický stav, je také nejvýraznější toxickou odpovědí imunoterapie CAR-T lymfocyty. CRS je často doprovázeno zvýšením různých zánětlivých cytokinů, jako je IL-2, IL-6, IL-10, TNF-a a IFN-γ Wait. Klinické projevy CRS se velmi liší, nejčastější je horečka, často se vyskytují bolesti svalů, nauzea, nestabilní hypotenze a hypoxie. Celkové příznaky se mohou pohybovat od mírných příznaků podobných chřipce až po závažné život ohrožující příznaky, jako je respirační tíseň, dysfunkce více orgánů a dokonce selhání. (3) U některých subjektů se také objevila neurotoxicita, což je neočekávaný toxický vedlejší účinek, který zahrnuje zejména symptomy, jako je rozmazané vědomí, kóma, afázie, motorické poruchy a záchvaty. Za druhé, cyklus přípravy CAR-T buněk je dlouhý a není vhodný pro pacienty s rychlou progresí onemocnění. V současnosti je příprava CAR-T buněk ve studované populaci většinou založena na autologním odběru periferní krve a transfekci lentivirem. T buňky musí podstoupit řadu operací, jako je třídění, aktivace, transfekce a amplifikace, než jsou znovu zavedeny pacientům, což obvykle trvá 2-3 týdny. Jednak nemůže uspokojit urgentní léčebné potřeby pacientů s rychlou progresí onemocnění a jednak dlouhodobá kultivace in vitro vede k nadměrné diferenciaci CAR-T buněk in vivo, což má za následek snížení přežití, proliferaci, a schopnost zabíjení in vivo, což snižuje terapeutickou účinnost. A konečně, účinnost CAR-T může být ovlivněna časnou chemoterapií. V současné době je klinická aplikace CAR-T většinou připravována autologními T buňkami a pacienti s relabující/refrakterní AML podstoupili vícenásobnou chemoterapii, což mělo za následek zhoršenou funkci T buněk, což ovlivňuje účinnost CAR-T a prognózu pacienta. Proto je nutné hledat nové alternativní způsoby léčby.

NK buňky jsou důležitými imunitními buňkami v těle a důležitou složkou přirozené imunity. Za fyziologických podmínek rozpoznávají inhibiční receptory NK buněk molekuly MHC třídy I široce exprimované na povrchu normálních tkáňových buněk, což inhibuje funkci NK buněk a brání jim v zabíjení jejich vlastních normálních tkáňových buněk. V nádorové tkáni jsou v důsledku downregulace exprese molekuly MHC třídy I na povrchu nádorových buněk upregulovány ligandy, které aktivují receptory jako NKp30, NKp44, NKp46, což vede k aktivaci NK buněk a nakonec k zabíjení nádorových buněk. CAR-NK buňky exprimují CAR molekuly na povrchu NK buněk, rozpoznávají cílové antigeny prostřednictvím CAR a dále aktivují NK buňky k zabíjení nádorových buněk. Struktura CAR buněk CAR-NK se obvykle skládá ze tří částí, a to z extracelulární domény vázající antigen, transmembránové domény a intracelulární aktivační domény, která je velmi podobná struktuře CAR používané v terapii CAR-T buňkami. Podle různých intracelulárních domén budou CAR struktury také porovnány a náležitě ověřeny.

Ve srovnání s CAR-T buněčnou terapií mají CAR-NK buňky své jedinečné výhody v adoptivní buněčné terapii: 1) Pravděpodobnost, že CAR-NK buňky zažijí cytokinové bouře, je nízká. Prozánětlivé cytokiny vylučované CAR-T buňkami, jako je IL-1 a IL-6, jsou hlavními cytokiny způsobujícími CRS. Aktivní buňky CAR-NK typicky produkují TNF-a Existuje významný rozdíl mezi typy cytokinů produkovaných faktorem stimulujícím kolonie granulocytů a makrofágů (GM-CSF) a T lymfocyty. Klinické studie prokázaly, že léčba CAR-NK významně snižuje pravděpodobnost cytokinových bouří. 2) Buňky CAR-NK mají mnohočetné mechanismy zabíjení, které mohou zabíjet nádorové buňky s nízkou nebo žádnou expresí cílových antigenů, čímž se snižuje recidiva nádorů negativních na cílový antigen. CAR-T buňky jsou obtížně rozpoznatelné cílové buňky s nízkou nebo žádnou expresí cílových antigenů a tyto buňky nemohou být vyčištěny, což vede k recidivě nádoru. Buňky CAR-NK nejenže rozpoznávají povrchové antigeny nádoru prostřednictvím jednořetězcových protilátek, aby zabíjely nádorové buňky, ale také aktivují různé ligandy rozpoznávající receptory, aby ničily nádorové buňky. Jako jsou přirozené cytotoxické receptory (NKp46, NKp44 a NKp30), NKG2D a DNAM-1. Kromě toho NK buňky procházejí Fc y RIII (CD16) indukují cytotoxicitu závislou na protilátce a mnoho mechanismů se spojuje k zabíjení heterogenních nádorových buněk, čímž se snižuje riziko recidivy nádoru. 3) Alogenní transplantace CAR-NK buněk nezpůsobuje reakci štěpu proti hostiteli (GvHD). Když jsou CAR-T buňky v testované populaci generovány zdravými dárci, kteří se neshodují s lidským leukocytárním antigenem (HLA), neautogenní MHC exprimované na alogenních CAR-T buňkách mohou vyvolat imunitní odmítnutí a způsobit závažnou hematologickou toxicitu. NK buňky jsou vrozené imunitní buňky, které se nespoléhají na molekulární rozpoznání MHC. Alogenní CAR-NK buňky neindukují produkci GvHD. 4) NK buňky pocházejí z více zdrojů, aby uspokojily potřeby pacientů, jejichž kvalita a množství buněk jsou ovlivněny vícenásobnou chemoterapií. NK buňky lze získat z lidské pupečníkové krve, periferní krve, indukovaných pluripotentních kmenových buněk a buněčných linií NK-92. U pacientů, kteří mají potíže s odběrem dostatečného množství buněk v důsledku vícenásobné chemoterapie, může více zdrojů NK buněk uspokojit potřeby léčby CAR-NK. 5) CAR-NK buňky mohou poskytnout včasnou léčbu "bodového typu". NK buňky nejsou omezeny hlavními histokompatibilními komplexy, proto mohou být alogenní NK buňky použity pro modifikaci a vývoj do běžné CAR-NK buněčné terapie. U pacientů s rychlou progresí nádoru může být poskytnuta včasná léčba, aby se zabránilo progresi onemocnění v důsledku čekání na přípravu buněk.

Receptor NKG2D je aktivační receptor, který exprimuje expresi NK buněk. Dokáže rozpoznat ligand NKG2D (NKG2DL) exprimovaný v nádorových buňkách a aktivovat aktivitu zabíjení NK buněk prostřednictvím interakcí NKG2D-NKG2DL. NKG2DL se nachází na různých pozicích na chromozomu 6 a patří do dvou genových rodin, včetně MICA/MICB a ULBP. Ligand NKG2D je exprimován v různých hladinách na povrchu nádorových buněk nebo buněk infikovaných virem, zatímco na povrchu normálních buněk není exprimován, přičemž více než 70 % lidských nádorových buněk vykazuje upregulaci ligandu NKG2D. Náš předchozí výzkum ukázal, že buněčná linie myelomu U266 a více než 62 % pacientů s MM exprimují různé hladiny ligandů NKG2D a imunitní buňky mohou zprostředkovat zabíjení buněk MM prostřednictvím interakce mezi receptory NKG2D a ligandy. Cílená NKG2DL CAR-NK buněčná terapie pro MM dosáhla dobrých terapeutických účinků v preklinických experimentech. Ve stejnou dobu dostalo 5 recidivujících MM buňky NKG2D-CAR-NK bez nežádoucích účinků souvisejících s léčbou, toxicity omezující dávku a nebyla pozorována žádná reakce CRS. Preklinická studie ukázala, že NKG2D-CAR-NK má více cytotoxický účinek na MM buňky než jednoduše expandované a aktivované NK buňky, což poskytuje základ pro léčbu MM pomocí NKG2D-CRA-NK.

Volba NKG2DL jako cíle pro léčbu AML má proto tři hlavní výhody: na jedné straně jeho specifická exprese na nádorových buňkách může zajistit bezpečnost CAR-NK léků a vyhnout se závažné toxicitě mimo cíl; Diverzita NKG2D ligandů navíc může do určité míry zabránit recidivám nádoru způsobené heterogenitou MM buněk nebo nedostatkem jediného cíle a lépe udržet účinnost léčiva; Konečně, NKG2DL jako terapeutický cíl pro MM získal pozitivní klinická data. Výzkumníci proto plánují vyhodnotit účinnost a bezpečnost kombinované infuze buněk NKG2D-CAR-NK při léčbě recidivujícího mnohočetného myelomu. Klinická data této studie mohou poskytnout datovou podporu pro nové léčebné plány pro relabující refrakterní MM.