Информация

Създадена CD8 Т-клетъчна терапия за HIV инфекция

Създадена CD8 Т-клетъчна терапия за HIV инфекция


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

CD8 Т-клетките са ефективни при контролиране на ХИВ по време на ранната фаза на инфекцията. По това време обаче вирусът мутира и развива механизъм за избягване срещу CD8 Т-клетките. Тъй като раковите клетки също развиват механизми за избягване на имунитета и учените използват няколко техники, за да блокират тези механизми, мисля, че също би било възможно да се контролира „вирусното бягство“. Направих някои изследвания относно имунотерапията срещу ХИВ, но единственото нещо, което открих, беше имунотерапията, базирана на антитела. Въпросът ми е дали би било технически възможно да се създадат персонализирани CD8 Т-клетки, които да са насочени към HIV инфектирани клетки?


Хората в коментарите предполагат, че това би „докарало пациента до СПИН по-рано“ или че това ще бъде неефективно поради спящ вирус. Нито едното не е правилно.

Въпросът е за конструиране на CD8 с конструирани Т клетъчни рецептори, специфични за ХИВ. Това е логичен подход и няколко групи са го изпробвали:

  • In vivo потискане на ХИВ от антиген-специфични Т-клетки, получени от инженерно създадени хематопоетични стволови клетки

  • Възстановяване на анти-HIV ефекторни функции на първични човешки CD8 Т лимфоцити чрез трансфер на HIV-специфични алфабета TCR гени

  • Развитие на CD8+ Т клетки, експресиращи два различни рецептора, специфични за MTB и HIV-1 пептиди

  • Т-клетъчно инженерство чрез химерен Т-клетъчен рецептор със специфичност за тип антитяло за HIV-1 gp120

Кратко търсене в Pubmed ще открие много други статии. Някои от тези подходи са влезли в клинични изпитвания; например:

Проблемът с този подход не е, че той "ще вкара пациента в СПИН по-рано". Силният CD8 T клетъчен отговор контролира ХИВ добре и въпреки че може да е един от факторите, допринасящи за загубата на CD4 T клетки, вече не се смята, че това е основна причина, особено в ранните етапи на HIV инфекцията.

Общият проблем с CD8 контрола на ХИВ е, че вирусът е способен да мутира, за да избегне контрол от CD8. По същество всеки случай на ХИВ се контролира ефективно от CD8 Т клетъчния отговор в ранния стадий на инфекцията, но след това вирусът мутира и избягва контрола, след това CD8 отговорът се адаптира и контролира вируса отново, а вирусът мутира и избягва... Това може и е било проследено при много пациенти, показвайки многократни отскоки на вируса в кръвта, свързани с промените в CD8.

По-добрият CD8 контрол на ХИВ е свързан с по-широк CD8 отговор - тоест атакуване на много вирусни протеини, така че вирусното бягство изисква множество едновременни мутации (експоненциално по-трудно за вируса). (Алтернативно, CD8 отговорът може да атакува малък брой протеини, които са много ограничени, така че вирусът да не може успешно да ги мутира. Въпреки това, поради причини, свързани с ограничението на MHC, това изглежда работи само при малка част от хората. )

Проектиран CD8 Т клетъчен отговор неизбежно ще бъде към един или малък брой вирусни протеини. Това е концептуално подобно на естествената ситуация след HIV инфекцията, което означава, че резултатът може да бъде същият - вирусна мутация и имунно бягство.

Тъй като проектирането на TcR означава, че можете да избирате целите си рационално, може да сте в състояние да се справите по-добре от естествената ситуация, но това не е очевидно. Като цяло, фактът, че групите са работили по този подход от десетилетия, без все още революционно лечение, предполага, че може да е полезен, но няма да бъде забиване.


Структура на CD8

CD8 съществува като дисулфидно-свързан димер на едното и другото α и β верига или две α вериги. Кристалната структура на N-терминалните 113 аминокиселини на човешки CD8 разкрива хомология с имуноглобулинови (Ig) променливи домени с девет β нишки, разделени на две β листа, единият от четири, а другият от пет нишки. Ig-подобен междулистов дисулфиден мост от B веригата към F веригата присъства в CD8α. Друга дисулфидна връзка може да се образува между цистеините във В веригата и С веригата. Шарнирната област, свързваща амино-терминалния Ig-подобен домен с трансмембранния сегмент, се състои от 50 остатъка в α верига и 30 остатъка в β верига, като и двете е вероятно да бъдат гликозилирани и сиалилирани. Нивото на сиалиране на β шарнирната област на веригата варира в зависимост от състоянието на активиране на Т клетката и може да има функционални последици за CD8 (Фигура 1).

Фигура 1 . Триизмерен молекулен модел на N-терминалната област на CD8 хомодимер, състоящ се от две α вериги (A) представяне на лентата, (B) представяне на пръчка. Структурните данни за N-терминалните 113 аминокиселини са базирани на кристалография (база данни за протеини: 1CD8). Триизмерният модел за всеки мономер беше генериран с RasMol версия 2.5 (Roger Sayle, Greenford, Middlesex, UK) и двата мономера бяха комбинирани, както е описано (Leahy и др(1992) клетка 68:1145). Цветовото кодиране представлява групи, синьото съответства на CDR1-подобния контур, светлосиньото на CDR2-подобния контур и варовото на CDR3-подобния контур. Мономерите се отличават по яркост на цвета. (Вижте също цветна табела 11.)


Дисфункционалните фенотипове на CD4+ и CD8+ Т клетки са сравними при пациенти, започващи ART по време на ранна или хронична HIV-1 инфекция

Ранното започване на антиретровирусна терапия (ART) се превръща в обичайна клинична практика в съответствие с настоящите насоки, препоръчващи лечение на всички пациенти, заразени с HIV-1. Въпреки това, не е известно дали ART, започнат по време на ранната фаза на инфекцията, предотвратява установяването на анормални фенотипни характеристики, докладвани преди това в CD4+ и CD8+T клетки по време на хронична HIV-1 инфекция. В това напречно проучване са получени кръвни проби от 17 пациенти, заразени с HIV-1, които са започнали ART лечение малко след инфекцията (ранна ART [EA]), 17 пациенти с HIV-1, инфектирани с HIV-1, които са започнали ART по време на хронична фаза на инфекция (късна ART [LA]) и 25 контроли, съответстващи на възрастта, които не са заразени с ХИВ-1. При събиране на проби пациентите в групите EA и LA са получавали ART за сравними периоди от време. Общата ДНК на HIV-1 се измерва в белите кръвни клетки чрез количествен PCR. В плазмата се измерва концентрацията на 9 възпалителни параметъра и 1 маркер за фиброза, включително sCD14 и β-2 микроглобулин. Освен това, експресията на маркери за анормална имунна активация (човешки левкоцитен антиген - антиген D, свързан [HLA-DR] и CD38), изтощение (програмирана смърт 1, CD28, CD57) и терминална диференциация (CD127) беше измерена върху CD4+ и CD8+T клетки. Т-клетъчната пролиферация се измерва чрез експресия на Ki67. Копията на общата HIV-1 ДНК в кръвта са значително по-ниски (P = 0,009) в EA в сравнение с тази в LA групата. Само експресията на HLA-DR върху наивни CD4+ Т клетки отличава EA от LA, докато експресията на 3 повърхностни маркера разграничава Т-клетъчните популации на HIV-1-инфектирани пациенти от контролите. Те включват HLA-DR разграничаващи CD4+ Т клетки от EA в сравнение с контролите, както и CD38 и CD127 върху CD4+ и CD8+ Т клетки, съответно, разграничавайки двете групи пациенти от контролите. Нивата на sCD14 са значително по-високи при пациенти с EA, а нивата на β-2 микроглобулин са по-високи в LA групата в сравнение с тези при контролите. Нашите резултати демонстрират еквивалентна анормална експресия на маркери за активиране (HLA-DR и CD38 върху CD4+ Т клетки) и терминална диференциация (CD127 върху CD8+ Т клетки) в Т клетки от пациенти с EA и LA. Размерът на общите копия на ДНК на HIV-1 в кръвта на EA е по-нисък в сравнение с пациентите от LA. Тези открития предполагат, че някои аномалии, възникващи в Т-клетъчното отделение по време на първична HIV-1 инфекция, може да не бъдат коригирани чрез ранна ART.

Изявление за конфликт на интереси

Авторите нямат конфликт на интереси за разкриване.

Фигури

Брой на CD4+ Т-клетките и CD4+/CD8+…

Брой на CD4+ Т-клетките и съотношение CD4+/CD8+ в кръвта на лица, лекувани по време на…

Честота на CD4+ и CD8+ Т клетки и техните подгрупи в PBMCs. В…

Честота на CD38++ CD4+, HLA-DR+…

Честота на CD38++ CD4+, HLA-DR+ CD4+ и CD127− CD8+ Т-клетъчни подгрупи. Честотата…

Честотата на Ki67, изразяваща...

Честотата на Ki67, експресиращи CD4+ и CD8+ Т клетки. Честотата на…

Размерът на общите копия на ДНК на HIV-1 и връзката му с Т-клетъчните субпопулации и...


Доказателство за терапевтична ефикасност и текущи ограничения на автоложната HSCT

Множество клинични изпитвания, насочени към развиване на резистентност към инфекции след генетична модификация на CD4 + или HSC, досега са проведени или в момента продължават по целия свят. В маса 1 . Показателно е, че са докладвани само незначителни усложнения след инфузията на генетично модифицирани клетки, което предполага, че този терапевтичен подход, макар и сложен по отношение на приложението, не е вреден по отношение на безопасността на пациентите. 8,9,10,11 Изследвания на Симонели et al. 10 показват, че вирусната репликация не се увеличава и резервоарите на ХИВ не се издигат над нивата преди трансплантацията. Освен това се съобщава, че имунното възстановяване след автоложна HSCT на пациенти, заразени с HIV-1–, е идентично в сравнение с пациенти с HIV-отрицателен лимфом. 10

Маса 1

Мицуясу et al. 12 са докладвали за констатации от клинично изпитване фаза 1/2, включващо автоложна трансплантация на CD34 + HSCs, генетично модифицирани да експресират OZ1 (рибозим срещу впр и тат припокриващи се рамки за четене на HIV-1), при които нивата на маркиране от 0,38% в периферната кръв са довели до терапевтично благоприятен резултат. При сравняване на експериментални и контролни групи, вирусният товар е намален с по-ниска скорост на отскок на плазмената виремия, което води до удължена продължителност преди повторното започване на лечението с HAART. Най-важното е, че CD4 + Т клетките се увеличават в експерименталната група, демонстрирайки терапевтичната стойност на трансплантацията на генетично модифицирани HSC. 12,13 Трудно е да се определи точна корелация между клиничните ползи след инфузията на генетично модифицирани HSC в сравнение с тази, която обикновено се наблюдава при всякакви условия за трансплантация след инфузия на немодифицирани HSC. Миелоблацията и възстановяването след присаждане на HSCs ще доведат до първоначално намаляване на периферните CD4 + Т клетки, съдържащи провирусна ДНК, но е показано, че съдържанието на провирусна ДНК в периферната кръв постепенно се увеличава въпреки продължаването на АРТ. 14,15

Както се наблюдава в гореспоменатото клинично изпитване и в допълнение към всички публикувани досега клинични проучвания, в които генно модифицирани клетки се вливат в пациенти с HIV-1, изключително нисък процент генетично модифицирани клетки остава откриваем при пациенти, инфузирани с генетично модифицирани HSC или CD4 + Т клетки. Клиничните проучвания все още не са преминали към етап на ефикасност и определянето на прага на генетично модифицираните HSC, които са необходими, за да доведат ефективно до клинично полезен резултат, ще бъде значителна пречка въз основа на нивата, които са постижими в момента. 12,13,14,15,16 Възможността за in vivo селекция чрез включване на селекционна касета в гамаретровирусни и лентивирусни вектори се оказа изключително ефективна в модела на нечовешки примати (NHP) след лечение с химиотерапевтични средства. 17,18 Тази възможност в момента се проучва в текущо клинично изпитване за пациенти, заразени с HIV-1– с лимфом (<"type":"clinical-trial","attrs":<"text":"NCT01769911","term_id ":"NCT01769911">> NCT01769911), въпреки че перспективата за използване на химиотерапевтични средства за пациенти с нелимфомен HIV-1 е по-малко от привлекателна опция.

Въпреки своите ограничения, положителна селекция на генетично модифицирани CD4 + Т клетки е наблюдавана в клинични проучвания след инфузия на генно модифицирани CD34 + клетки и след директна инфузия на генетично модифицирани CD4 + Т клетки. 11,18 В педиатрично клинично изпитване, Podsakoff et al. 11 съобщават, че след инфузия на CD34 + HSCs, генетично модифицирани с гена hum10, доминиращ отрицателен Rev протеин, генно модифицираните CD4 + Т клетки се увеличават от неоткриваеми до 1/10 000 след прекъсване на лечението. Въпреки това, увеличаването на генното маркиране не се поддържа дългосрочно и това проучване демонстрира селективното предимство на устойчивите на инфекции CD4 + Т клетки in vivo. 11 Директната генетична модификация и инфузия на CD4 + Т клетки също осигуряват подобни резултати при предоставянето на селективно предимство на CD4 + Т клетките, експресиращи анти-HIV гени. В сравнение с CD4 + Т клетки, експресиращи контролен ген, анти-HIV генът, съдържащ CD4 + Т клетки, показва увеличение както в дългосрочната, така и в краткосрочната положителна селекция. Подобно на резултатите, докладвани от групата на Podsakoff, по време на период на по-висока репликация на вируса, имаше пик на клетки, съдържащи анти-HIV ген. 18 За разлика от това, ван Лунцен et al. 8 не съобщават наблюдения на селективно предимство за генетично модифицирани CD4 + Т клетки, експресиращи инхибиращия сливането mC46 пептид. Причините, цитирани за този резултат, включват възможен имунен отговор, понижаване на експресията на mC46 и усложнения, произтичащи от ex vivo експанзия, която от своя страна би могла да създаде недостатък при оцеляването за пролиферация на генно модифицираната клетъчна популация. 8

Необходими са постоянни усилия за увеличаване на общия процент на генетично модифицирани клетки in vivo. Доказано е, че въпреки ниските нива, наблюдавани след първоначалната инфузия на HSCs, генетично модифицираните клетки остават откриваеми в продължение на няколко години след автоложна HSC трансплантация. 8,11,12,13 Самият ХИВ може да се използва като селективен агент in vivo след прекратяване на HAART обаче е важно да се отбележи в нашите проучвания на NHP, немодифицираните CD4 + Т клетки персистират въпреки ясното селективно предимство след острата фаза на инфекцията. 17 Възстановяването на немодифицирани клетки представлява значително предизвикателство за поддържане на намалени вирусни резервоари след прекратяване на HAART.

В следващия раздел предлагаме, за да успее автоложната трансплантация като алтернативна терапия за пациенти, заразени с HIV-1–, фенотип, сравним с елитни или естествени контролери, трябва да бъде постижим след вливането и присаждането на устойчиви на инфекции, генетично модифицирани HSCs. Както беше посочено по-горе, автоложната трансплантация сама по себе си не води до елиминиране на вирусни резервоари, а по-скоро води до значително намаляване на броя на клетките, съдържащи провирус. 15 Способността на присадените, устойчиви на инфекции имунни клетки да контролират репликацията на вируса в отсъствието на АРТ до голяма степен ще определи ефикасността на автоложната трансплантация като лечебна терапия за пациенти, заразени с HIV-1–.


CAR Т клетки за автоимунно заболяване

Много най-съвременни лечения за автоимунни заболявания не са лечебни, имат изразени странични ефекти и не лекуват всички усложнения, свързани с болестта. Следователно, разрушителни терапии, като терапии, базирани на CAR Т клетки, са отчаяно необходими. Например ефекторните CAR Т клетки могат да бъдат насочени да убиват патологичните имунни клетки на автоимунно заболяване. Като алтернатива, толкова много автоимунни заболявания могат да бъдат приписани на комбинация от неоптимална функция, трафик, стабилност и изобилие от Tобл клетки, CAR могат да се използват за насочване на Tобл клетки към автоимунната среда, където те могат да се активират, да се размножават и да упражняват своята потискаща функция. По-долу обсъждаме и двата подхода.

Химерни рецептори за автоантитела

В химерните рецептори за автоантитела (CAARs), извънклетъчната част на рецептора се състои от протеиновата цел на самореактивните антитела, което позволява на CAAR Т клетките да унищожават автоимунните В клетки по начин, аналогичен на начина, по който CD19CAR Т клетките се насочват и унищожават В-клетъчни левкемични клетки. По този начин, когато В клетъчният рецептор (BCR) на автоимунна В клетка от поликлоналния пул срещне ефекторна CAAR Т клетка, тя се унищожава и не може да произвежда автоантитела. Предклинично доказателство за концепцията е получено от хуманизиран миши модел на пемфигус вулгарис, при който автоимунните В клетки се насочват към десмоглеини, причинявайки образуване на мехури на кожата и други лигавици. Пациентите с това заболяване традиционно са лекувани с кортикостероиди и други широко имуносупресивни средства, които намаляват имунния надзор на цялото тяло. Ефекторни Т клетки, експресиращи CAAR, който се състои от десмоглеин 3, слят с сигнален домен от второ поколение 4-1BB–CD3ζ, взаимодейства с сродни BCRs и индуцира лизис на патогенни В клетки 86 . Тъй като ефекторните CAAR Т клетки функционират чрез убиване на техните сродни клетъчни мишени, уроците, извлечени от текущите клинични и лабораторни изследвания на ефекторни CAR T клетки за терапия на рак, вероятно ще се прилагат и за ефекторна CAAR T клетъчна терапия. Използването на ефекторни CAAR Т клетки може да бъде разширено за лечение на други В-клетъчно медиирани патологии, като системен лупус еритематозус или ревматоиден артрит. Освен това, CAAR Т клетките, насочени към CAR молекула, могат да бъдат използвани като превключвател за безопасност за елиминиране на автоимунитет, причинен от предишна инфузия на ефекторни CAR Т клетки 87 .

Пренасочване на регулаторни Т клетки

Наскоро бяха завършени няколко фаза I клинични изпитвания, тестващи безопасността и осъществимостта на използването на поликлонален Тобл клетки за забавяне на прогресията на диабет тип 1 и предотвратяване на заболяване присадка срещу гостоприемник (GVHD) след трансплантация на костен мозък 88,89,90,91. Тези пионерски проучвания показват, че генерирането на много голям брой Tобл клетки по съвместим с GMP начин е възможно 92,93 и този голям Tобл клетъчните инфузии се понасят добре от пациенти без данни за глобална имуносупресия. Важно е, че честотата на остра GVHD, наблюдавана при пациенти, лекувани с разширен Tобл клетките бяха намалени. Освен това, в проучването на пациенти с диабет тип 1, Tобл клетки са открити до една година след инфузията, което показва, че инфузираният Tобл клетките могат да персистират и по този начин могат да бъдат способни да стимулират дългосрочна толерантност.

Въвеждане на CARs в Tобл клетки е атрактивен начин за генериране на антиген-специфичен Tобл клетки. В допълнение към намаляването на броя на Tобл клетки, които са необходими за ефективен отговор 94 , антигенната специфичност трябва да ограничи трафика и потискането извън целта на инжектирания Тобл клетки. Въпреки това, има ключови разлики в биологията на Tобл клетки и ефекторни Т клетки, включително техните отговори на TCR стимулация 95, ко-рецепторно лигиране 96 и цитокини 97, които поставят под въпрос доколко приложими ще бъдат аксиомите, установени от използването на ефекторни CAR T клетки при пациенти с рак, за CAR Tобл клетки.

В сравнение с CAR-базирани терапии за HIV инфекция и рак, използването на CAR Tобл клетки за борба с автоимунитета е сравнително нова концепция. В забележително проучване CAR Tобл клетки, специфични за 2,4,6-тринитробензен сулфонова киселина (TNBS), бяха използвани в миши модел на TNBS-индуциран колит 98 . Авторите показаха, че CAR Tобл клетките могат да пролиферират по антиген-специфичен трафик и да се натрупват в целевия орган, предотвратяват или подобрят индуцирания от TNBS колит при неоптимални дози, при които поликлоналният Тобл клетките нямат ефект и насърчават потискането на друга форма на колит в присъствието на целеви антиген. По-късни проучвания се основават на тези открития, като показват способността на CAR Tобл клетки за предотвратяване и/или облекчаване на заболяването при други миши модели на колит 99 , рак, свързан с колит 100 и експериментален автоимунен енцефаломиелит 101 . Тези изследвания върху мишки дават силна обосновка за преместване на CAR Tобл клетъчна терапия в предклинични проучвания. В каре 1 обсъждаме защо MHC-несъответстващата трансплантация е привлекателна индикация за първи тест на CAR Tобл клетки в клиниката.

Каре 1 Към първото клинично изпитване на CAR-експресираща регулаторна Т-клетъчна терапия

Химерен антигенен рецептор (CAR)-експресиращ регулаторен Т (Tобл) клетки, които разпознават HLA молекули (алоспецифични Tобл клетки) могат да осигурят идеалния сценарий за тестване на CAR T клетъчните терапевтични средства за автоимунитет (вижте фигурата за идеализиран работен процес). Човешките HLA молекули в контекста на HLA-диспаратната трансплантация са идеални мишени за CARs, тъй като антигенът е в изобилие и се експресира единствено върху трансплантирания орган. Освен това, лигирането на HLA молекули от CAR Tобл клетките е малко вероятно да имат отрицателен ефект върху функцията на присадените клетки, тъй като тези молекули нямат сигнален потенциал 134 . HLA-A2-специфичен CAR Tобл клетките са използвани за защита срещу заболяване присадка срещу гостоприемник и отхвърляне на кожен трансплантант при имунодефицитни мишки 59,60,61. КОЛА Тобл клетъчни популации, които бяха трансдуцирани и разширени in vitro, имаха нормални нива на експресия на протеин P3 (FOXP3) и деметилиране на Tобл клетъчно-специфичен деметилиран регион и поддържа способността да се разширява в подходящ, терапевтичен брой клетки. Важно е, че активирането на CAR причинява минимална цитотоксичност на целевите клетки 121 . В допълнение, високите нива на консервация между маймунски и човешки MHC молекули 135 повишават възможността за директно оценяване на човешки HLA-специфични CAR конструкции при трансплантации на органи от примат към примат. Чернодробната трансплантация е привлекателна област, в която да се тестват алоспецифични Tобл клетки. Едногодишната преживяемост на присадката е висока, но дългосрочната имуносупресия може да намали периферния имунен надзор и да причини нефротоксичност при реципиентите на присадката. Последните клинични проучвания показват, че някои реципиенти на трансплантация могат безопасно да бъдат отбити от лекарства, създавайки сценарий, при който CAR Tобл клетъчната терапия може да бъде тествана за способността й да насърчава толерантността след отстраняване на имуносупресията 136,137,138. При тези пациенти, които изпитват остро отхвърляне по време на процеса на отбиване, имуносупресивните средства могат да бъдат възобновени, за да спрат отхвърлянето. Освен това, тестовете за чернодробна функция позволяват неинвазивно наблюдение на отхвърлянето на присадката, а биопсиите са рутинни, ако е необходимо.

Избор на цел

Подобно на използването на CAR T клетки при пациенти с рак, идеалната антигенна цел за CAR Tобл клетките при автоимунно заболяване ще бъдат силно експресирани на клетъчната повърхност и експресията ще бъде ограничена до клетъчния тип или тъкан от интерес (вижте таблица 2 за сравнение между свойствата на ефекторните CAR T клетки и CAR Tобл клетки). За съжаление, трудността да се идентифицира идеалната цел за специфични за рак ефекторни CAR T клетки е споделена и за CAR Tобл клетки. Последствията от разпознаването извън целта обаче са много различни. Реактивността на ефекторните CAR Т клетки срещу насочена, извън туморна тъкан може да има сериозни ефекти. Например, рецептор 2 на човешкия епидермален растежен фактор (HER2 също известен като ERBB2)-специфични ефекторни CAR Т клетки причиняват фатален остър респираторен дистрес синдром при един пациент поради ниско ниво на експресия на целевия антиген в белия дроб 102 . Обратно, извънтъканната реактивност на CAR Tобл клетките вероятно ще имат по-малко тежки последици, тъй като е известно, че вливането на поликлонален Tобл клетки не причинява опортюнистична инфекция или рак 88,89,90,91. Въпреки това, тоничната сигнализация, която се наблюдава за някои CAR конструкции 54, може да даде CAR Tобл клетки конститутивна супресивна активност, така че профилът на безопасност на немодифициран Tобл клетките може да не предскажат профила на безопасност на CAR Tобл клетки. Един проблем с разпознаването на целта, извън тъканта от CAR Tобл клетки е, че тези клетки могат за предпочитане да се приютят в извънтъканното място за сметка на това, където са необходими, и по този начин тези извънтъканни мивки могат да ограничат ефективността на антиген-специфичния Тобл клетъчна терапия. Освен това натрупването на Tобл клетките в иначе здравата тъкан могат да създадат среда, която е благоприятна за образуване на тумори или оцеляване на патогени, но доколкото ни е известно, това все още не е експериментално разгледано.

Стабилност на клетките

Ако ефекторна CAR T клетка се преобразува или в изчерпана Т клетка, или в Tобл клетка, това е малко вероятно да предизвика опасения за безопасността. Това преобразуване може да намали ефикасността на терапията и на теория, ако повечето от ефекторните CAR T клетки се превърнат в Tобл клетки, то това би могло да ускори прогресията на заболяването, но това не е наблюдавано в проучванията за рак досега. Обратно, съществени опасения за безопасността биха били повдигнати, ако CAR Tобл клетките се превръщат в ефекторни Т клетки, тъй като това има потенциал да изостри прогресията на заболяването.

Доказателства от проучвания при мишки показват, че когато Tобл клетките са изложени на възпалителни състояния, някои клетки губят експресия на протеин P3 (FOXP3) и придобиват про-възпалителна функция 103 . По този начин, преобразуването на специфичен за β клетки CAR Tобл клетките в ефекторни Т-клетки вероятно ще потенцират убиването на β клетките на панкреатични островчета и ще ускорят, а не забавят прогресията на диабет тип 1. Друг начин, по който могат да възникнат ефекторни Т клетки, носещи CARs, е ако те замърсят изолацията на Tобл клетки, които се използват за изходен материал. Както беше посочено по-рано, Тобл клетките са рядка популация и постигането на 100% чистота ще бъде почти невъзможно с помощта на настоящите GMP реагенти в клиничен мащаб. Тъй като не разбираме напълно как ефекторните CAR T клетки и CAR Tобл клетките диференцирано пролиферират и трафикират in vivo, възможно е малка популация от ефекторни CAR T клетки да се разшири или да трафикира 104 много по-бързо от CAR Tобл клетки, с опустошителни последици. Обратното също предизвиква загриженост в това, че Тобл клетките могат да замърсят ефекторните CAR Т клетъчни инфузионни продукти. Въпреки това, Тобл клетките могат лесно да бъдат отстранени от инфузионния продукт чрез селекция върху анти-CD25 перли преди трансдукция и условията на култивиране, които се използват за пролиферация на ефекторни Т клетки in vitro, не благоприятстват Tобл клетъчна пролиферация 105 .

Безопасност

Предложени са няколко стратегии за минимизиране на възможността ефекторните Т клетки да експресират CAR, които са предназначени да бъдат експресирани от Tобл клетки. Първо, изборът на начален изходен материал ще бъде важен. Проектиран Тобл клетки, получени от кръв от пъпна връв, а не от мононуклеарни клетки на периферната кръв на възрастни (PBMCs), вероятно ще бъдат най-безопасни като изходен материал, тъй като нямат ефекторни Т клетки, които възникват по-късно в живота, лесно се изолират спрямо Т.обл клетки от периферна кръв и имат наивен фенотип, който е свързан с Tобл стабилност и функция на клетъчната линия 106,107,108. В повечето сценарии, при които пациентът няма криоконсервирана автоложна кръв от пъпна връв, кръв от връвна връв на трета страна Tобл клетките са жизнеспособна, безопасна алтернатива, която вече се използва в клинични изпитвания за лечение на GVHD 89,90,93,109. Въпреки това, за приложения, различни от GVHD, не е ясно как потенциалните MHC несъответствия могат да повлияят на дългосрочната устойчивост и функцията на инфузирания Tобл клетки. При липса на подходящ източник на кръвни клетки от пъпна връв, възрастни PBMCs могат да бъдат сортирани за наивни Tобл клетъчни маркери 106,110,111 при условие, че GMP-съвместим сортировчик стане търговски достъпен.

За да се тества стабилността на разширен Tобл клетъчен продукт, метилиране на Tобл клетъчно-специфичната деметилирана област може да функционира като маркер за потенциал за преобразуване на ефекторна Т-клетка 112 . Този тест може да се проведе за по-малко от 24 часа и е включен в критериите за освобождаване на продукта на разширения Tобл клетки за инфузия на пациента 113 . И накрая, ние показахме, че TCR с твърде нисък афинитет да функционира в ефекторни Т клетки е в състояние да придаде мощна, антиген-специфична супресия, когато се експресира в Tобл клетка 114, което предполага, че силата на сигнала, необходима за активиране на Tобл клетка е по-малко от необходимото за активиране на ефекторните Т клетки. По този начин, един от начините, по който безопасността на CAR Tобл клетъчната терапия може да се подобри би било да се проектира CAR така, че да има силата на сигнала да функционира в Tобл клетка, но не и ефекторна Т клетка.

След като клетъчната терапия е приложена на пациент, способността да се индуцира апоптоза на проектирани клетки може да смекчи неблагоприятните ефекти. Описани са няколко самоубийствени превключватели, при които прилагането на иначе инертно лекарство причинява контролирана апоптоза на инфузирания CAR Т клетъчен продукт 115 . В бъдеще могат да се предвидят по-сложни превключватели, като например такива, които индуцират клетъчна смърт автономно, когато експресията на FOXP3 се загуби от CAR Tобл клетки или когато експресията на IL-17 и/или друг провъзпалителен цитокин е включена.

Проучванията показват, че Тобл клетките могат да индуцират ефекторните Т-клетки също да станат супресивни клетки чрез процес, известен като инфекциозна толерантност 116 . По този начин CAR Tобл клетки може да не са необходими за целия терапевтичен ефект, при условие че индуцират генерирането на трайна олигоклонална популация от локални Тобл клетки. Последно, представяне на FOXP3 в CAR Tобл клетки под контрола на хетероложен промотор могат да помогнат за поддържане на експресията на FOXP3 и супресивната активност, дори ако естествено FOXP3 изразът се губи 117,118,119 . Като минимум, този подход би помогнал да се гарантира, че ако антиген-специфичен Tобл клетките губят супресивна активност, ектопично експресираният FOXP3 ще сведе до минимум активността на получените ефекторни Т клетки.

Сигнализация

Тъй като ефекторните Т клетки и Тобл клетките имат различни костимулаторни изисквания, възможно е костимулаторният домен, който дава Tобл клетки, най-супресивната активност ще се различава от костимулаторния домен, който дава най-мощната ефекторна Т-клетъчна активност. Освен това CAR Tобл клетките може да се наложи да бъдат уникално проектирани за всяко насочено автоимунно заболяване, тъй като изборът на костимулационен домейн може да повлияе на трафика, метаболизма и/или оцеляването на CAR Tобл клетки. Въпреки това, нарастващите доказателства показват, че CD28-медиирана костимулация ще бъде необходима за CAR Tобл клетки 120 . Досега всеки публикуван CAR включваше сигналния домейн CD28 98,99,100,101,121,122,123,124,125, тъй като е известно, че сигнализирането на CD28 е от съществено значение за правилния Tобл поддържане, пролиферация и функция на клетките 126,127 . Не е провеждано цялостно проучване, сравняващо CD28 с други ко-стимулационни домени, така че други ко-стимулационни домени самостоятелно или в комбинация с CD28 могат да бъдат от полза. Например, вътреклетъчните домени на цитотоксичен Т лимфоцитен антиген 4 (CTLA4) 128, CD27 (ref. 129) и индуцируем Т клетъчен костимулатор (ICOS) 130 могат да бъдат полезни като част от CAR въз основа на демонстрираните им роли в разпространението и развитието на Tобл клетки.

Дозиране и постоянство

Разбирането на оптималната доза на Т-клетките за вливане в пациент, специфична за всяко приложение на CAR T клетки, ще подобри безопасността, ефикасността и икономическата осъществимост на този подход 131,132. Въпреки това, CAR T клетките функционират като „живо“ лекарство, чийто полуживот е труден за установяване и тъй като повечето от нашите познания за персистентността на CAR T клетките идват от измерването на тяхното изобилие в периферната кръв, а не в тъканите, определяйки оптималната доза от Т-клетките в най-добрия случай ще бъдат сложни и зависими от заболяването. За първоначални проучвания, които са използвали разширен Tобл клетъчни популации за предотвратяване на остра GVHD, пациенти, които са получили по-голяма доза разширен Tобл клетките са се възползвали повече от пациентите, които са получили по-малка доза 43% от пациентите са развили нискостепенна GVHD в по-ранно проучване с ниски дози, докато само 9% от пациентите са развили GVHD в изпитването с по-високи дози (в сравнение с 63% за контролите) 90,133 . Както Тобл клетките са рядка популация от клетки, може да са необходими високоефективни системи за култура, за да се достигне целевата доза за CAR Tобл клетки 92,105. For transplant applications, in which there is an abundance of antigen, a relatively small dose of CAR Tобл cells may be sufficient if the therapeutic population can be expanded in the patient.

A successful effector CAR T cell therapy is designed to kill every cancer or virus-infected cell in the patient, thereby eliminating the persistence of its target antigen. When target antigen becomes limiting, the pool of infused CAR T cells may retract to a size where it cannot then respond to a recurrence of cancer cells. By contrast, properly functioning CAR Tобл cell therapy will protect its target cells from elimination, and these cells will function as a source of antigen to maintain CAR Tобл cell persistence. Thus, successful CAR Tобл cell therapy will positively support the maintenance of engineered T cells and thus may have an advantage over effector CAR T cells in terms of generating a durable cure.

Резюме

Ultimately, the adaptation of CAR technology to treat autoimmune diseases and to facilitate organ transplantation has shown promise in the laboratory and in small animal models, which sets the stage for organ transplant studies in MHC-mismatched non-human primates. Yet, we must determine the optimal extracellular binding domains, intracellular signalling domains and manufacturing protocols for these CARs before investigating cell dosage, timing and route of administration in the clinic to maximize the safety, efficacy and durability of a cure. Owing to inherent differences between the biology of Tобл cells and the biology of effector T cells, as well as disease-specific requirements, much work remains to be done in developing the prime therapeutic product of CAR Tобл клетки.


Immune Cells Genetically Engineered Into Potent Weapons For Battling HIV

By outfitting immune-system killer cells with a new pair of genes, scientists at the Albert Einstein College of Medicine of Yeshiva University transformed them into potent weapons that destroy cells infected with HIV, the virus that causes AIDS. Their novel strategy of genetically engineering immune cells to redirect their infection-fighting ability toward killing HIV-infected cells could lead to an entirely new approach for combating AIDS and other viral diseases.

After someone is infected with HIV, a subgroup of their immune cells known as CD8 cytotoxic T lymphocytes, or CTLs, recognize cells infected with HIV and kill them before they become HIV-producing factories. This CTL activity initially keeps the infection in check.

But then -- largely because these CTLs may not bind tightly enough to the infected cells or because HIV mutates so rapidly -- the virus typically evades and ultimately overpowers the immune system, leading to an increase in viral load that, in the absence of drug therapy, results in AIDS. However, a very small percentage of HIV-infected people known as elite controllers manage to suppress HIV infection for many years.

"Certain of the CTLs of elite controllers may be genetically equipped to bind tightly to HIV-infected cells and destroy them and thereby suppress the infection indefinitely," says Dr. Harris Goldstein, senior author of the study* and Director of the Einstein/Montefiore Center for AIDS Research. "Our idea," says Dr. Goldstein, "was first to identify the elite controllers' "super" CTLs and to isolate the genes that enable these cells to bind tightly to HIV-infected cells and kill them efficiently then we would transfer these genes into CTLs that do not recognize HIV-infected cells and convert them into potent killers of those cells."

After infecting a cell, HIV instructs it to make viral proteins. Tiny bits of these proteins, known as peptides, are displayed on the surface of the infected cell--the cell's way of signaling the immune system that it is infected. Detecting virus-infected cells so they can then be eliminated is the job of CTLs and the protein molecules, known as T-cell receptors, that jut from their surface.

If a CTL's T-cell receptor has the right amino acid sequence, it will recognize the HIV peptide on the infected cell as foreign--prompting the CTL to multiply and attack the infected cell. But all too often, this battle between activated CTLs and HIV-infected cells ends badly. Why, then, are super CTLs of elite controllers so effective in killing HIV-infected cells"

The explanation, the Einstein researchers postulated, is that these CTLs express T-cell receptors that either have a knack for recognizing viral peptides that tend not to mutate, or they bind extremely tightly to HIV-infected cells, enabling the elite controllers to keep their HIV infections under control.

A CTL's T-cell receptor, which is as unique for each CTL as a person's fingerprint, consists of two "chains," alpha and beta. To obtain the blueprint for making exceptionally potent HIV-specific T-cell receptors, the researchers isolated the genes that code for each of the two "chains" from the potent HIV-specific CTL. Then, as a way to efficiently insert both genes into "naïve" CTLs (from people not infected with HIV), they developed an efficient delivery system in which the genes were combined and packaged inside a special type of virus, called a lentivirus. The lentiviruses then inserted these genes into the chromosomes of naïve CTLs obtained from a naïve donor's blood and reprogrammed them into potent HIV-specific CTLs.

"We demonstrated that these genetically reprogrammed CTLs have very strong activity in terms of killing HIV-infected cells in both test tubes and an animal model," says Dr. Goldstein. In some of the animal studies, for example, the researchers injected mice with both HIV-infected human cells and with reprogrammed naïve CTLs into which the HIV-recognizing T-cell receptor genes had been inserted using the lentiviral delivery system. One week later, when the researchers looked for HIV-infected human cells in the animals, they found that the infected cells had virtually been eliminated.

Dr. Goldstein notes that this study was done using genes for just a single CTL T-cell receptor. "To make this strategy even more effective, we're now in the process of isolating a "cocktail" of CTL receptor genes that are specific for many different HIV peptides--an approach analogous to today's combination drug therapy for treating HIV infection," says Dr. Goldstein. "Ultimately, we'd like to remove CTLs from patients, convert them into potent HIV-specific CTLs by inserting a variety of HIV-specific CTL receptor genes, and then re-infuse these fresh, genetically reprogrammed CTLs back into patients. By reinforcing the immune system in this way, we hope to turn the tide of battle against HIV in favor of people infected with the virus."

*The findings appear in the March issue of the Journal of Virology. Besides Dr. Goldstein, other Einstein researchers involved in the study were Aviva Joseph, Jian Hua Zheng, Antonia Follenzi, Teresa DiLorenzo, Kaori Sango, Jaime Hyman, and Ken Cheng. Other researchers were Bruce Walker, Alicja Piechocka-Trocha and Christian Brander of Harvard Medical School and the Howard Hughes Medical Institute Erik Hooijberg of VU University Medical Center of Amsterdam, The Netherlands and Dario Vignali of St. Jude Children's Hospital, Memphis, Tennessee. The research was supported by the National Institutes of Health.


Human memory CD8+ T cells

We conduct innovative studies of human circulating and resident memory CD8+ T cells in health and disease.

CD8+ T cells are absolutely critical for immune control of multiple chronic viral infections, such as HIV, and also represent a major cellular target of immune checkpoint therapies that have entirely revolutionized the treatment outcome in cancer care. However, many still view CD8+ T cells solely as killer T cells eliminating HIV-infected or tumor cells based on concepts from studies of peripheral blood. Emerging data from us and others are demonstrating that most memory CD8+ T cells in human tissues are resident cells with limited recirculation capacity back to peripheral blood. These CD8+ T cells in tissues show differential transcriptional, epigenetic, and functional programming from circulating CD8+ T cells. This is important, as these data indicate that previous studies in blood have largely failed to capture how memory CD8+ T cells function and potentially control human diseases in tissues.

Our group use cutting-edge bulk- and single-cell technologies including 30-parameter flow cytometry, gene-expression, RNA-seq, ATAC-seq, TCR-seq and proteomics analysis to dissect the heterogeneity and function of memory CD8+ T cells. Our lab is located in a vibrant research environment at the Center for Infectious Medicine (CIM) in the top modern ANA Futura laboratories. Here, we function in close conjunction with other research groups at CIM, and also collaborate with clinicians and surgeons at the Karolinska University Hospital Huddinge to receive valuable samples. We also collaborate with other researchers at Karolinska Institutet and Science for Life laboratories in Sweden as well with leading researchers in our field from universities in Denmark, Germany, Great Britain, Spain, and USA.

Through these platforms, we study different aspects of human memory CD8+ T cell biology, with an overall aim to i) identify alternative functions of memory CD8+ T cells in human tissues, ii) delineate the heterogeneity of circulating and resident memory CD8+ T cells in human organ donors and iii) understand how memory CD8+ T cells maintain tumor and HIV control. These different aims are illustrated in the picture.


Engineered, Species-Matched Antibody Allowed for Long-Term CD8+ T-Cell Depletion in Mice

Persistent infection with pathogens such as human immunodeficiency virus (HIV), hepatitis B (HBV) and hepatitis C virus (HCV) affect close to half a billion people worldwide. Despite important progress in treating HIV and the possibility to cure HCV, prophylactic vaccines against HIV or HCV remain out of reach, and the available options to prevent HBV disease progression are unsatisfactory.

In the lab of Prof. Daniel Pinschewer at the University of Basel, Switzerland, researchers are studying mechanisms of effective immune defense in the context of chronic viral infection. Additionally, they work on new viral vector-based vaccine and immunotherapy delivery technology, aimed at preventing or helping to cure persistent viral diseases. As a model of persistent viral infection they study lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV), a natural mouse pathogen, which has been widely exploited by immunologists for almost a century. Over decades LCMV research has contributed to several milestone discoveries in the field such as neonatal tolerance, MHC-linkage of disease, MHC restriction of T cell antigen recognition, viral mutational escape from CD8+ T-cells, CD8+ T-cell exhaustion and most recently the ability to reinvigorate exhausted CD8+ T-cells by anti-PD-1 checkpoint blockade.

Team work to combat persistent viral infection

For several years already, a focus of research in the Pinschewer laboratory has been the contribution of antiviral antibody-producing B cells to CD8-mediated virus control. Detailed studies on the B cell biology of persistent infection were sparked by the initial observation that CD8+ T-cell control of protracted infection failed if not seconded by a potent virus-specific antibody response. This originally unintended journey into new territories of LCMV immunobiology led, amongst other findings, to a better understanding how persisting viruses suppress and evade antiviral B cell responses.

Inability to deplete CD8+ T-cells long-term

Studies on the interdependence of CD8+ T-cells and antibody responses in the control of chronic virus infection necessitate experimental models and approaches to selectively deplete CD8+ T-cells. Clearly, short-term transient depletion of CD8+ T-cells is insufficient to comprehensively address this question. However, the efficacy of the widely used anti-CD8 depletion antibodies is of fairly transient nature. In concert with observations by others, the scientists in Pinschewer’s team found that CD8+ T-cells reemerged after about two weeks, even when the depletion antibody was re-administered throughout. The obvious explanation was that the commonly used CD8 depletion antibodies are of rat origin, thus triggering in mice an anti-rat antibody response that critically shortens the depletion antibody’s bioavailability. In line with this, the same problem was not encountered with CD4 depletion antibodies, which remained effective for several weeks. The interpretation was that anti-rat antibody responses of mice were apparently dependent upon CD4+ T-helper cells, thus the very cells depleted by the anti-CD4 antibody.

A novel tool for CD8+ T-cell research in chronic infection

Recently, however, Pinschewer’s lab has been able to successfully deplete CD8+ T-cells long-term. Surfing the web, Daniel found Absolute Antibody’s recombinant anti-CD8 depletion antibody, which was engineered to have Mouse IgG2a constant domains especially to suit in vivo работа. After contacting Absolute Antibody and receiving the antibody within a few days, Daniel’s team established in mouse experiments that the chimeric antibody, administered at standard doses, depleted CD8+ T-cells to below detection limits in blood for at least two months, thus for much longer periods of time than ever previously observed with the standard rat anti-CD8 antibody.

CD8+ T-cell population in mice treated with anti-CD8 antibody clone YTS 169.4 for depletion and isotype controls.
Mouse IgG2a format (Ab00166-2.0) is shown in purple and Rat IgG2b (Ab00166-8.1) is shown in blue. Unpublished data, courtesy and property of the University of Basel, Switzerland.

The resulting data show that the species-matched engineered antibody was able to deplete CD8+ T-cells in mice more completely and for longer than the traditional rat monoclonal. With companies like Absolute Antibody making recombinant engineered antibody options widely available, all researchers planning an in vivo antibody study should consider the impact of antibody species and isotype on their research.


Подкрепяща информация

S1 Text. Supporting information.

Table A. Summary of log rank test results from Fig D in S1 Text. Table B. Demographic and clinical characteristics of participants in the HEATHER trial included in the analyses. Table C. Correlations of PD-1, Tim-3, Lag-3, PD1/Tim-3, PD1/Lag-3 and Tim-3/Lag-3. Table D. Cox Model adjusted for Tim-3, PD-1, Lag-3, baseline CD4 and ART. Fig A. Gating strategy: proportion of the total CD8 T cell population that express PD-1, Tim-3, Lag-3 or CD38. Fig B. Expression of PD-1, Tim-3 and Lag-3 on CD8 T cells in healthy controls and Primary HIV Infection. Fig C. Impact of Tim-3 and Lag-3 expression on CD38 CD8 T cells on clinical outcome. Fig D. Impact of co-expression at baseline on CD8 T cells of PD-1, Tim-3 and Lag-3 on clinical outcome. Fig E. Gating strategy used for the characterisation of PD-1, Tim-3 and Lag-3 on memory subsets. Fig F. Correlation of CD39 expression with PD-1, Lag-3 and Tim-3.


The authors have no conflicts of interest.

This work was supported by the DC-THERA network, by the Cancer Immunology and Immunotherapy Research Project (EU254), by the Institute for Science and Technology (IWT, IWT-TBM 60511 project), and by the University Research Fund (OZR1801). S.D.A. is a Ph.D. student and J.L.A. a postdoctoral fellow of the Fund for Scientific Research Flanders (FWO). The authors thank Dr. Peter Searle (Cancer Research UK Institute for Cancer Studies, University of Birmingham, UK) for providing the 4-1BBL construct and Elsy Vaeremans, Xavier Debaere, Gwenny De Metter, Inge Betz, Abderahim Hbeddou, and Mattias Van den Abeele for excellent technical support. The authors acknowledge Sarah Maenhout for help with Western blot assays and Jean-Marc Lazou (Department of Cell Biology, Vrije Universiteit Brussel) for help with FACS sorting. The authors thank the staff of the Department of Radiotherapy (UZ Brussel) for irradiating cells. The authors are very grateful to the staff of the Department of Internal Medicine (UZ Brussel) and the Department of Internal Medicine II (Erasmus Medical Center, Rotterdam, The Netherlands) for the recruitment of patients and to all patients who willingly participated in this study.

Моля, обърнете внимание: Издателят не носи отговорност за съдържанието или функционалността на каквато и да е подкрепяща информация, предоставена от авторите. Всички запитвания (освен липсващо съдържание) трябва да бъдат насочени към съответния автор за статията.


Гледай видеото: Лечение ВИЧ инфекции (Юни 2022).


Коментари:

  1. Braramar

    Прави грешки. Предлагам да го обсъдя. Пишете ми в PM.

  2. Tagrel

    Може би ще се съглася с изречението ти

  3. Tayyib

    I must tell you.



Напишете съобщение