روشی برای رشد انتخابی سلول های T هدفمند تومور برای درمان سرطان

یک مطالعه تحقیقاتی سرطان لودویگ روش بسیار کارآمدی را برای تولید تعداد زیادی سلول ایمنی طراحی کرده است که به طور خاص برای تشخیص نئوآنتی ژن‌ها – قطعات کوچک پروتئین‌های جهش‌یافته تصادفی که معمولاً منحصر به سرطان بیمار هستند – و از بین بردن تومورهایی که آنها را بیان می‌کنند، مهندسی شده است.

این روش که NeoScreen نامیده می شود، توسط تیمی از محققان لودویگ لوزان به رهبری محقق الکساندر هراری و جورج کوکوس، مدیر شعبه لوزان موسسه تحقیقات سرطان لودویگ، به طور قابل توجهی شناسایی نئوآنتی ژن های بیمار را بهبود می بخشد و در نتیجه نوید قابل توجهی برای آن دارد. توسعه ایمنی درمانی شخصی برای سرطان مقاله ای که NeoScreen را توصیف می کند و کاربرد و اثربخشی آن را در یک مطالعه پیش بالینی نشان می دهد، در شماره فعلی ظاهر می شود. بیوتکنولوژی طبیعت.

ما می‌خواستیم راه بهتری برای شناسایی نئوآنتی‌ژن‌هایی که به‌طور منحصربه‌فرد توسط تومورهای بیمار بیان می‌شوند و همچنین جداسازی و گسترش سلول‌های ایمنی -سلول‌های T نفوذگر تومور یا TILs- که به‌طور خودبه‌خودی علیه آن‌ها هدایت می‌شوند، ایجاد کنیم، زیرا این سلول‌های کمیاب هستند. هراری گفت که بهترین آنها در از بین بردن سلول های سرطانی هستند. NeoScreen به ما این امکان را می دهد که همه این کارها را انجام دهیم. بهتر از آن، این اجازه را می دهد که گیرنده های خاصی را که این سلول های T برای تشخیص نئوآنتی ژن ها استفاده می کنند، شناسایی کنیم تا بتوانیم سلول های T دیگر از خون بیمار را با آن ماشین تجهیز کنیم و از آن سلول ها نیز برای شخصی سازی استفاده کنیم. ایمونوتراپی.”

برای شناسایی نئوآنتی ژن ها و کشت سلول های T که آنها را شناسایی می کنند، محققان معمولا TIL ها را از تومور جدا می کنند و آنها را با سلول های تشکیل دهنده آن تومور در حضور فاکتورهای ایمنی که تکثیر سلول های T را تحریک می کنند، رشد می دهند. اما از آنجایی که TIL های خاص نئوآنتی ژن بسیار نادر هستند، تحریک عمده رشد سلول های T اغلب منجر به گسترش بسیار بیشتر سلول های T می شود که به طور خاص برای نئوآنتی ژن ها هدف قرار نمی گیرند. این امر می‌تواند مطلوب‌ترین سلول‌های T هدف‌دار نئوآنتی‌ژن را در چنین کشت‌هایی غرق کند.

برای رفع این محدودیت، هراری، کوکوس و همکارانشان ابتدا شرکتی را اصلاح کردند که در آن TIL های ایزوله کشت می شوند و سلول های ارائه دهنده آنتی ژن (APCs) را به مخلوط اضافه کردند. APC ها آنتی ژن های مرتبط با بیماری را به سلول های T نشان می دهند و به فعال شدن و تکثیر آن هایی که آنتی ژن ارائه شده را تشخیص می دهند کمک می کنند. اما به جای استفاده از APC های معمولی مانند سلول های دندریتیک، محققان نوع دیگری از سلول های ایمنی به نام سلول B را مهندسی کردند تا یک سلول ارائه دهنده آنتی ژن بسیار کارآمد باشد. سلول‌های B برای این نقش ایده‌آل در نظر گرفته شدند، زیرا در خون بسیار فراوان‌تر هستند و نسبت به سلول‌های دندریتیک در معرض دستکاری ژنتیکی هستند.

سپس محققان از روش‌های محاسباتی برای تجزیه و تحلیل ژنوم سلول‌های تومور و شناسایی بخش‌های جهش‌یافته پروتئین‌هایی که می‌توان به عنوان نئوآنتی‌ژن ارائه کرد، استفاده کردند. سپس، سلول‌های B مهندسی‌شده را با آن قطعات پروتئینی پالس کردند – یا DNA کدکننده قطعات را در سلول‌های B قرار دادند تا آنها را وادار به ارائه آنتی‌ژن کنند. در نهایت، آنها سلول های B را با سلول های تومور و TIL های جدا شده از آن تومور کشت دادند.

از آنجایی که شناسایی آنتی ژن تکثیر سلول های T را تحریک می کند، این کشت مشترک اثر گسترش انتخابی و نسبتاً چشمگیر TIL هایی را داشت که نئوآنتی ژن های بیان شده توسط تومور را تشخیص می دهند. محققان آن TIL ها را جدا کردند، شناسایی کردند که کدام یک از نئوآنتی ژن ها را می شناسند و ژن های کد کننده گیرنده های سلول T تشخیص دهنده نئوآنتی ژن (TCRs) را تعیین توالی کردند. این رویکرد منجر به شناسایی تنوع بسیار بیشتری از نئوآنتی ژن ها و TCR های بیان شده نسبت به روش معمولی شد.

محققان نشان دادند که TCR های اختصاصی نئوآنتی ژن را می توان شبیه سازی کرد و در سایر سلول های T گرفته شده از خون قرار داد تا مقادیر زیادی سلول T هدف گیری تومور تولید کند.

کوکوس گفت: “NeoScreen گسترش انتخابی TIL های هدف گیری نئوآنتی ژن را در برابر ملانوما و همچنین سرطان روده بزرگ، ریه و تخمدان فعال کرد.”

در نهایت، محققان آزمایش کردند که آیا NeoScreen ممکن است برای درمان سلولی T که در آن سلول‌های T گرفته‌شده از بیمار جدا می‌شوند، به طور انتخابی گسترش یافته و مجدداً به بیمار تزریق می‌شوند، مفید باشد. آن‌ها نشان می‌دهند که سلول‌های T مهندسی شده برای بیان TCR‌های شناسایی شده از طریق NeoScreen، نئوآنتی‌ژن‌های موجود در تومورها را شناسایی کرده و می‌توانند پس‌رفت همان تومورها را پس از تثبیت آن‌ها در یک مدل موش القا کنند.

کوکوس می‌گوید: «NeoScreen همچنین می‌تواند برای شناسایی نئوآنتی‌ژن‌ها برای طراحی واکسن‌های شخصی‌سازی شده سرطان برای درمان استفاده شود». ما این و دیگر کاربردهای NeoScreen را برای ایمونوتراپی سرطان در لودویگ لوزان آزمایش خواهیم کرد.