サイトカイン結合によるT細胞療法の効果を高める簡便な方法

近年、養子細胞療法（ACT）の波が見られます。これは、T細胞（T細胞移植療法）などの免疫細胞を患者から取得し、体外で活性化および増殖させ、より多く注入する一種の免疫療法です。がんと戦うのを助けるために血液循環に戻ります。 CAR-T 細胞療法として知られる ACT の成功バージョンでは、免疫腫瘍学者はさらに、キメラ抗原受容体 (CAR) を T 細胞に遺伝子操作し、その部分の 1 つが特定の腫瘍細胞型に結合し、別の部分が特定の腫瘍細胞型に結合するのを助けます。 T細胞の腫瘍細胞破壊活性。

CAR-T 細胞療法は、白血病やリンパ腫などの免疫系の腫瘍や、最近では骨髄の白血球に影響を与える多発性骨髄腫を治療する臨床診療にまで発展しています。 ただし、T細胞は固形腫瘍塊に容易に浸透せず、十分に長く存続することはなく、免疫抑制腫瘍微小環境によってその活性が弱められるため、T細胞移入療法はまだ固形腫瘍にうまく適用されていません。

これらの制限を克服する 1 つの方法は、T 細胞移植療法とサイトカイン療法を組み合わせることです。 サイトカインは、特定の免疫細胞によって分泌される小さなタンパク質であり、移入された T 細胞を含む他の免疫細胞の腫瘍破壊活性を高めることができます。 しかし、このアプローチの重大な欠点は、体内を自由に循環するサイトカインに起因する重大な副作用であり、毒性や致命的な炎症症候群を引き起こす可能性があります. さらに、サイトカインが全身に投与されるとリスクが生じるにもかかわらず、サイトカインはしばしば速すぎて、望ましい癌治療効果を生み出すことができません。

現在、ハーバード大学のワイス生物工学研究所、ハーバード ジョン A. ポールソン スクール オブ エンジニアリング アンド アプライド サイエンス (SEAS)、およびダナ ファーバー癌研究所 (DFCI) の研究協力により、これらに対するナノテクノロジー主導のソリューションが開発されました。問題。 この方法では、T 細胞の外部コーティングに取り込まれて統合される非天然の糖を利用します。この糖は、サイトカインを固定するために使用できます。 濃縮されたサイトカインは、望ましくない全身的な副作用を引き起こすことなく、T 細胞機能を局所的に強化します。 進行性の固形腫瘍であるメラノーマのマウスでは、このアプローチは腫瘍細胞に対する宿主の免疫系も刺激し、腫瘍の増殖を抑制しました。 CAR-T細胞療法へのアドオンとして、それ以外の場合は非治癒的な細胞用量でリンパ腫腫瘍の完全な退縮を可能にしました. 結果は、 米国科学アカデミーの議事録(PNAS)。

私たちが目にする結果は、固形腫瘍に対して有効な ACT と、さまざまな血液がんに対してより一貫して作用する ACT の開発に向けた大きな一歩を示唆しています。 私たちのアプローチは、CAR-T細胞を含む治療用T細胞の製造に現在使用されているプロセスと簡単に拡張および統合できるため、臨床応用への比較的短い道をたどることができます。」

David Mooney, Ph.D.、シニア オーサー、Wyss Institute の創設コア ファカルティ メンバー、ハーバード ジョン A. ポールソン スクール オブ エンジニアリング アンド アプライド サイエンスのロバート P. ピンカス ファミリー バイオエンジニアリング教授

Mooney’s は、バイオエンジニアリングの専門知識と癌免疫学者の Kai Wucherpfennig, MD, Ph.D. の専門知識を組み合わせました。 Wucherpfennig は、DFCI のがん免疫療法研究センターの所長であり、ブリガム アンド ハーバード メディカル スクールの神経生物学教授であり、MIT およびハーバードのブロード研究所の準会員でもあります。

砂糖とサイトカインは強化された T 細胞療法に等しい

リンパ節でより広範な免疫応答を調整する癌反応性樹状細胞を追跡できるようにするために、ムーニーのグループは以前に、生きた動物の 3D 足場に細胞を引き付けることができる生体材料ベースの方法を開発しました。合成された反応性糖分子であり、細胞表面の複雑な糖鎖の構成単位として使用されました。

「私たちの新しい研究では、同様に細胞の自然な糖代謝を利用しましたが、培養皿のナノ粒子を介して反応性アジド糖をT細胞に送達しました。細胞の糖代謝は糖を利用し、代謝的にT細胞上の複雑な糖鎖に統合します。細胞表面」と、ムーニーと一緒に研究している大学院生である筆頭著者の Yutong Liu は述べています。 「2 番目のステップでは、クリックケミストリーを使用して、糖分子のアジド基を利用して、適合性の高い化学基で修飾された特定のサイトカイン分子を結合させました。 [DBCO] 彼らへ。 糖含有ナノ粒子とその後のサイトカインを培地に追加するだけでよいため、この方法は非常にシンプルになり、養子細胞製造パイプラインと完全に互換性があります。」

培養 T 細胞内のサイトカインのコレクションを使用して結合プロセスを最適化し、細胞の生存率と一般的な機能が影響を受けていないことを確認した後、チームは固形黒色腫腫瘍を負ったマウスでそのアプローチをテストしました。 彼らは、抗腫瘍サイトカインであるインターロイキン-12 (IL-12) を運ぶメラノーマ特異的 T 細胞が、非治癒的な細胞用量で腫瘍の成長を著しく遅らせ、動物の寿命を 50% 延ばすことを発見した。 対照的に、IL-12の全身注射とともに養子移入された同数のメラノーマ特異的T細胞は、はるかに弱い効果をもたらしました。

養子移入されたT細胞はまた、動物の中で生き残り、腫瘍破壊細胞に分化する能力が向上し、腫瘍に対するより広範な免疫応答において役割を持つ他のT細胞型および免疫細胞を関与させた. 「解剖した腫瘍と、IL-12 を結合させたメラノーマ特異的代謝標識 T 細胞を投与した動物の脾臓の両方で、T ヘルパー細胞と細胞障害性 T 細胞が対照条件よりもはるかに増加し、これらが腫瘍を増加させたという明らかな兆候が見られました。具体的な活動」とLiu氏は語った。

研究者らは、より広範な腫瘍指向性免疫応答の重要なオーケストレーターである樹状細胞 (DC) が、IL-12 を結合させたメラノーマ特異的 T 細胞によって、IL を持たない T 細胞よりも強く刺激されたことが説明の一部である可能性があると考えています。 -12. 「私たちのアプローチは、腫瘍特異的な免疫サイクルを強化できると考えています。まず、養子移入された IL-12 結合 T 細胞が分化して腫瘍細胞のサブセットを殺し、その結果、取り込まれるさまざまな腫瘍特異的抗原が放出されます。 DCによって処理され、近くのリンパ節にある他の腫瘍特異的T細胞にそれらを提示し、さらに腫瘍に侵入し、腫瘍細胞の死滅とさらに多くの抗原の拡散に直接寄与します」とLiuは仮説を立てました. チームによって観察された抗原拡散効果は、固形腫瘍の治療に非常に関連している可能性があります。

研究の最後の部分で、研究者は、マウス異種移植リンパ腫モデルにおけるCAR-T細胞療法にT細胞アプローチを採用しました。 共役IL-12で代謝的に標識されたCAR-T細胞は、腫瘍の発生を制御し、以前にリンパ腫細胞を注射されたマウスの生存を延長することができました.IL-12を欠くCAR-T細胞では不可能でした。動物を治すために。

「がん免疫療法への新しいアプローチの単純でエレガントな性質は、がん患者に大きな可能性をもたらします。ウィス研究所の優先度の高い検証プロジェクトプログラムを通じて、この取り組みをサポートできることを嬉しく思います。これにより、クリニックへの進歩が促進されることが期待されます。」 Wyss の創設者であるドナルド・イングバー医学博士は次のように述べています。 また誰ですか ユダ・フォークマン血管生物学教授 ハーバード メディカル スクールとボストン小児病院で、 Hansjörg Wyss 生体工学教授 SEASで。