Киллерные клетки против опухолей

0 4

        Киллерные клетки против опухолей
Фото носит иллюстративный характер. Из открытых источников.

Перспективной и активно развивающейся областью противоопухолевой иммунотерапии является терапия с использованием дендритных клеток, γδT-клеток, TIL-клеток (от англ. tumour-infiltrating lymphocyte), CIK-клеток (cytokine-induced killer), СAR-T-клеток, а также естественных или натуральных киллерных клеток (ЕК, NK, natural killer). ЕК-клетки — это описанная более 40 лет назад популяция лимфоцитов, играющая ключевую роль в распознавании и элиминации опухолевых и вирус-инфицированных клеток. За прошедшие десятилетия выявлены и охарактеризованы различные рецепторы и механизмы, с помощью которых ЕК-клетки осуществляют свои функции.

 

К настоящему времени разработаны способы получения ЕК-клеток, совершенствуются методы генетической модификации этих клеток для усиления их целевого действия, проводятся многочисленные клинические исследования и создаются банки ЕК-клеток для терапии онкологических заболеваний.

 

Биология ЕК-клеток

 


        Киллерные клетки против опухолей
Принадлежат к семейству врожденных лимфоидных клеток, которые дифференцируются из мультипотентных гемопоэтических предшественников костного мозга. Созревание ЕК-клеток происходит в костном мозге, лимфоидных органах.

 

Активация ЕК-клеток регулируется набором активирующих, костимуляторных и ингибиторных рецепторов. Совместные сигналы от этих рецепторов определяют функциональный статус ЕК-клетки: неактивированный, активированный с высоким уровнем продукции цитокинов, активированный с высокой цитотоксической активностью.

 

Основной функцией ЕК-клеток является уничтожение клеток-мишеней со сниженной (или отсутствием) экспрессией антигенов HLA I класса, рецепторами для которых на ЕК-клетках являются так называемые иммуноглобулиновые рецепторы киллеров (KIR — killer immunoglobulin-like receptors), ингибирующие активность ЕК-клеток и предотвращающие атаку на собственные здоровые клетки. Кроме того, ЕК-клетки узнают трансформированные, инфицированные и поврежденные клетки по появлению на них молекул клеточного стресса.

 


        Киллерные клетки против опухолей
ЕК-клетки в периферической крови морфологически могут быть идентифицированы как крупные лимфоидные клетки с цитоплазмой, богатой гранулами, из чего и происходит историческое определение этих клеток как «больших гранулярных лимфоцитов».

 

При взаимодействии с потенциальной клеткой-мишенью ЕК-клетка активируется, происходит формирование иммунологического синапса и высвобождение содержимого гранул (ключевые эффекторы цитотоксичности: перфорины и гранзимы). Перфорины встраиваются в мембрану мишени и формируют поры, приводящие к ее осмотическому лизису, гранзимы проникают внутрь клетки-мишени по образованным порам и индуцируют апоптоз.

 

Помимо цитотоксической функции ЕК-клетки способны секретировать ряд цитокинов, хемокинов и ростовых факторов. За счет этого ЕК-клетки регулируют активность других клеток иммунной системы.

 

Для запуска цитотоксичности или продукции цитокинов в покоящихся ЕК-клетках необходимы не только сигналы от активирующих рецепторов, но и цитокиновая стимуляция. Так, интерлейкин ИЛ-2 усиливает активацию ЕК-клеток, ИЛ-15 активирует эти клетки и поддерживает их пролиферацию и выживание. ИЛ-21 стимулирует пролиферацию и дифференцировку ЕК-клеток из гемопоэтических предшественников. ИЛ-12 и ИЛ-18 являются мощными индукторами активации и продукции ИНФγ ЕК-клетками.

 

ЕК-клетки и рак

 

Роль ЕК-клеток в подавлении опухолевого роста изначально была продемонстрирована в модельных экспериментах на мышах. Позднее при выявлении ассоциации между развитием онкологических заболеваний и нарушением функции ЕК-клеток при некоторых первичных иммунодефицитах роль ЕК-клеток в иммунологическом надзоре опухолевой трансформации подтвердилась и для человека.

 

Результаты многочисленных in vitro экспериментов и работ с использованием мышиных моделей однозначно продемонстрировали противоопухолевую активность ЕК-клеток, что является обоснованием применения этих клеток как противоопухолевого средства. Понимание механизмов активации ЕК-клеток, с одной стороны, и способов резистентности опухолевых клеток — с другой, позволяет разрабатывать подходы для усиления противоопухолевого действия ЕК-клеток. Первые клинические попытки применить активность ЕК-клеток для терапии онкологических заболеваний были начаты в середине 1980-х годов с использованием лимфокин-активированных киллеров (ЛАК), которые представляют собой смесь поликлональных Т-клеток и ЕК-клеток. Однако на тот момент результаты использования ЛАК-клеток были скромными: ответ на терапию (полный или частичный) наблюдали только в 20 % случаев.

 

Превращение ЕК-клеток в лекарство требует модификаций лабораторных технологий получения ЕК-клеток с учетом нужд этапа масштабирования и регуляторных требований, предъявляемых к биомедицинскому клеточному продукту.

 

Технологии получения

 

В настоящее время для получения (выделения, активации и наращивания) ЕК-клеток для клинических целей используются различные клеточные источники и технологии. ЕК-клетки выделяют иммуномагнитным методом из клеток продукта лимфафереза; дифференцируют из стволовых клеток пуповинной крови или из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток с использованием коктейлей цитокинов; экспансируют из клеток пуповинной или периферической крови с помощью стимуляторных клеток. Также используют клетки линии, которые представляют собой иммортализованные ЕК-клетки, полученные от пациента с лимфомой. Стоит отметить, что каждый из методов получения ЕК-клеток обладает своими преимуществами и недостатками.

 


        Киллерные клетки против опухолей

 

Клиническое применение

 

Первые попытки применения ЕК-клеток в большинстве случаев проводились для пациентов с солидными опухолями с использованием аутологичных клеток, т. е. собственных клеток организма. В целом результаты клинических испытаний, где применялись аутологичные ЕК-клетки, были разочаровывающими.

 

Объяснением стало то, что у пациентов с онкозаболеваниями активность ЕК-клеток зачастую нарушена из-за ингибиторного воздействия опухолевого микроокружения, а также то, что активность аутологичных ЕК-клеток снижена из-за взаимодействия собственных ингибиторных рецепторов cо своими же молекулами HLA I класса. Однако использование аллогенных ЕК-клеток, т. е. полученных от донора, позволяет избежать подобного ингибиторного воздействия.

 

В настоящее время иммунотерапия аллогенными ЕК-клетками чаще всего используется в схемах лечения пациентов с онкогематологическими заболеваниями: при остром миелоидном лейкозе (ОМЛ), при рецидивах острых лейкозов, для профилактики рецидивирования острых лейкозов после аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. Опыт показал, что введение аллогенных ЕК-клеток хорошо переносится пациентами, не приводит к развитию осложнений и безопасно при динамическом наблюдении.

 

Эффективность клинического применения ЕК-клеток зависит от диагноза, стадии заболевания, совместимости, количества введенных клеток и частоты введений. Наиболее обнадеживающими являются результаты применения ЕК-клеток для группы пациентов с рецидивными/рефрактерными формами острых лейкозов, для которой показатели выживаемости до сих пор остаются неудовлетворительными.

 

Также активно исследуется эффективность ЕК-клеточной иммунотерапии аллогенными ЕК-клетками при множественной миеломе, раке яичников, молочной железы, желудка, нейробластоме. Наиболее перспективными являются результаты совместного использования ЕК-клеток с таргетными антителами: анти-CD20 для лимфом, анти-GD2 для нейробластом, анти-HER2 и анти-EGRF для ряда солидных опухолей.

 

Способы усиления противоопухолевой активности ЕК-клеток

 

Накопленный к настоящему времени опыт применения ЕК-клеток создал базу знаний, на основании которых развивается новый этап ЕК-клеточной терапии. Сложности, с которыми сталкиваются при использовании ЕК-клеток (необходимость их большого количества, короткий период персистенции после введения), решаются как с помощью генетической модификации, так и путем модулирования свойств этих клеток с помощью различных комбинаций цитокинов или би-/три-специфических антител.

 

Например, преактивация ЕК-клеток с помощью комбинации цитокинов ИЛ-12/ИЛ-15/ИЛ-18 позволяет получить клетки с особым фенотипом, получившим название «цитокин-индуцированные ЕК-клетки со свойствами памяти». Такие клетки отличаются повышенным уровнем секреции ИНФγ, длительным периодом персистенции и показали свою эффективность при терапии пациентов с рефрактерными/рецидивными ОМЛ.

 

Генетическая модификация ЕК-клеток, такая как, например, встраивание CAR-рецептора (от англ. сhimeric antigen receptor), позволяет нацелить действие клеток против конкретных опухолевых мишеней. В отличие от CAR-T-клеток, CAR-ЕК-клетки характеризуются лучшим профилем безопасности и могут быть получены для использования от аллогенного донора. В настоящее время проходят клинические исследования CAR-ЕК-клеток, где мишенями являются молекулы опухолевых клеток CD19, CD20 или CD22 (для лейкозов и лимфом из В-клеток), СD33 (для острых миелоидных лейкозов), BCMA (для множественной миеломы), NKG2D лиганды (для различных солидных опухолей) и другие.

 

Опыт РНПЦ ДОГИ

 

В центре работы по применению ЕК-клеток для терапии острых лейкозов проводятся более 8 лет. В первом небольшом клиническом исследовании для пациентов с ОМЛ было показано, что применение ЕК-клеток не влияет на частоту рецидивов, однако достоверно снижает частоту нежелательных явлений, таких как тромбоцитопении и фебрильные нейтропении, мукозиты, уменьшается количество трансфузий компонентов крови, сокращается длительность применения антибактериальной терапии. Стоит отметить, что в описанном протоколе донорские ЕК-клетки получали с использованием иммуномагнитной селекции.

 

В дальнейшем был разработан и внедрен способ получения ЕК-клеток с использованием генно-модифицированных фидерных клеток, что позволило получить большее количество клеток и увеличить дозу вводимых. Было проведено пилотное исследование (Clinicaltrial.gov: NCT04327037), в которое было включено 10 пациентов с резистентными или рецидивными формами острых лейкозов. Новый метод получения ЕК-клеток позволил увеличить дозу вводимых клеток с 5 до 70×106/кг. Данное клиническое исследование продемонстрировало безопасность использования ЕК-клеток, полученных новым способом. Анализ клинического эффекта ЕК-клеточной иммунотерапии показал снижение содержания опухолевых клеток в 8 случаях, в т. ч. достижение ремиссии в 4 случаях, для которых в последующем была проведена аллогенная ТГСК. Все 8 пациентов живы.

 

В настоящее время в РНПЦ ДОГИ проводятся клинические испытания по использованию ЕК-клеток для пациентов с ОМЛ высокого риска, а также с рецидивными/резистентными формами ОМЛ (Clinicaltrial.gov: NCT05272293) и для пациентов с ОМЛ стандартного риска в качестве консолидирующей терапии (Clinicaltrial.gov: NCT05334693). В новом протоколе для пациентов высокого риска предусматривается проведение двух курсов иммунотерапии с тремя введениями ЕК-клеток на каждый курс. Предварительные результаты показывают, что при использовании такой схемы введения клеток в 80 % случаев удается достигнуть ремиссии заболевания.

 

Таким образом, использование ЕК-иммунотерапии дает шанс пациентам с рецидивами и рефрактерными формами острых лейкозов, не отвечающими на стандартные схемы терапии, достичь ремиссии и получить дальнейшее лечение в виде трансплантации гемопоэтических стволовых клеток.

 

Заключение. ЕК-клетки играют ключевую роль в противоопухолевом иммунитете. Первое поколение ЕК-клеточной иммунотерапии показало высокую противоопухолевую эффективность и безопасность данного подхода в клинических испытаниях. Такие обнадеживающие результаты вдохновляют исследователей по всему миру к разработке нового поколения иммунотерапии, направленной на модификацию ЕК-клеток для усиления их целевого противоопухолевого действия.

 

Источник: medvestnik.by

Оставьте ответ

Ваш электронный адрес не будет опубликован.