A kiméra antigénreceptorok bővítik az antigén makromolekulák repertoárját a celluláris immunitás érdekében

Absztrakt:

A T-sejtes terápiák az elmúlt évtizedben jelentős javulást értek el a rákkezelésben. A T-sejteket használó sejtterápia egy kiméra MHC-független antigénfelismerő receptort foglal magában, amelyet tipikusan kiméra antigénreceptornak (CAR) neveznek. A CAR-molekulák, bár többnyire a tumorsejtek felszínén található antigének felismerésére korlátozódnak, felhasználhatók az antitestek által megcélozható makromolekulák változatos repertoárjának kiaknázására is, amelyek beépültek a CAR-tervezésbe. A célmakromolekulák ilyen bővítésére hajlva növelni fogja a T-sejtek által megcélozható antigének sokféleségét, és javíthatja a CAR T-sejtes terápia tumorspecifikusságát. Ez az áttekintés a T-sejtek által endogén és szintetikus antigén-specifikus receptorokon keresztül célozható makromolekulák típusait tárja fel.

A CART sejtterápia egy rákkezelési módszer. Alapelve a páciens T-sejtjeinek kinyerése, génmódosítás után CAR-T-sejtekké történő transzformálása, majd a rákos sejtek megtámadása érdekében visszajuttatva a páciens szervezetébe. A CAR-T sejtek nagy specificitással és erős citotoxicitással rendelkeznek, képesek felismerni és megtámadni a rákos sejteket, de terápiás hatásukat az immunitás befolyásolja.

A CART sejtterápiában a T-sejtek olyan sejtek, amelyek megtámadják a rákos sejteket, így az immunitás fontos hatással van annak terápiás hatására. Az immunitás befolyásolhatja a páciens CAR-T sejtszintetizáló képességét, a CAR-T sejtek túlélési idejét, valamint a célzott rákos sejtek megtámadásának képességét, így közvetlenül befolyásolhatja a CART sejtterápia hatékonyságát. Ha a beteg immunitása nagyon alacsony, az gyengítheti a CAR-T sejtek hatását, és akár azt is okozhatja, hogy a CAR-T sejtek elveszítik toxicitásukat a rákos sejtekkel szemben.

Ezért a CART sejtterápia során oda kell figyelni a betegek immunállapotára, és javítani kell a CAR-T sejtek támadóképességét és túlélési idejét a betegek immunitásának fokozásával a terápiás hatás javítása érdekében. Ugyanakkor a kezelés során az esetleges immunreakciókra, nemkívánatos eseményekre is oda kell figyelni és azokat időben kezelni a kezelés biztonsága és eredményessége érdekében. Úgy tűnik, hogy az immunitás javítására kell összpontosítanunk. A Cistanche jelentős mértékben javítja az immunitást, mivel a húsban lévő poliszacharidok szabályozhatják az emberi immunrendszer immunválaszát, javítják az immunsejtek stressz-képességét, és fokozzák az immunsejtek sterilizáló hatását.

Kattintson a cistanche deserticola kiegészítésre

Kulcsszavak:

CAR T-sejtek; immunitás; rák.

1. Bemutatkozás

A T-limfociták (vagy T-sejtek) az emberi immunrendszer fő effektorai, felelősek a hatásokért, a B-sejtek ellenanyag-termelési engedélyezésétől a közvetlen citolitikus aktivitásig. A T-sejtek fő funkciója a T-sejt-receptor (TCR) és egy rokon peptid közötti kölcsönhatásokon alapul, amelyek egy fő hisztokompatibilitási komplex (MHC) molekulán belül vannak, akár fertőzött/rosszindulatú sejteken, akár professzionális antigénprezentáló sejteken [1].

A közelmúltban a T-sejtek az új rákkezelések élvonalába kerültek, különösen a mesterséges sejtes immunterápiák megjelenésével, beleértve a kiméra antigénreceptor (CAR) T-sejt-terápiát [2]. A CAR T-sejtek egyik előnye, hogy képesek felismerni a sejtfelszínen expresszált antigéneket anélkül, hogy MHC-molekulák általi antigénprezentációra lenne szükség, ami csökkenti annak szükségességét, hogy figyelembe vegyék a hisztokompatibilitás és a peptid-MHC prezentáció variabilitásának korlátait. A CAR-alapú célzás általában a CAR T-sejtek felszínén megjelenő egyláncú variábilis fragmens (scFv) domén antigén-felismerő tulajdonságain keresztül irányul. Ez az scFv lehetővé teszi a CAR T-sejtek számára, hogy kötődjenek és megcélozzák az antitestkötés által meghatározott bármely sejtfelszíni makromolekulát.

Ennek a receptornak a teljessé tétele érdekében az scFv-t molekulárisan fuzionálják egy transzmembrán doménnel, amely összeköti az antigén-felismerő extracelluláris domént az intracelluláris jelátvitellel és a TCR komplexből származó CD3ζ aktivációs domén általi aktiválással. A CAR T-sejtek első generációja csak a CD3ζ domént használta. A CAR T-sejtek jövőbeli generációi azonban az intercelluláris jelátvitelre építettek kostimulációs domének, például CD28 vagy 4-1BB használatával, hogy fokozzák a CAR T-sejtek stimulációját. A második generációs CAR T-sejtek egyetlen kostimulációs domént építenek be a CAR molekulába, míg a harmadik generációs CAR T-sejtek több kostimulációs domént használnak párhuzamosan [3]. A technológia közelmúltbeli fejlődése a negyedik generációs CAR T-sejtek, a TRUCK-ok (az antigén-korlátozás nélküli citokin által kezdeményezett ölésre irányított T-sejtek) létrehozásához vezetett [4].

A negyedik generációs CAR T-sejtek képesek konstitutívan vagy indukálhatóan gyulladást elősegítő faktorokat, például citokineket kiválasztani, amelyek elősegíthetik a perzisztenciát vagy a működést. A CAR-molekulákat és további effektormolekulákat hagyományosan vírustranszdukcióval, lentivírust vagy retrovírust használó vírustranszdukcióval, Csipkerózsika vagy PiggyBac-transzpozázokkal, vagy mRNS-bejuttatáson keresztüli tranziens transzfekcióval juttattak be a T-sejtekbe. A CRISPR-rel [5–7] és más génszerkesztő eszközökkel végzett homológiára irányított rekombinációt alkalmazó közelmúltbeli fejlesztések azonban lehetővé teszik az új genetikai anyagok helyspecifikus integrációját [8]. Ez az előrelépés csökkenteni fogja a gyártott CAR T-sejtes termékek tételenkénti variabilitását, és megvilágíthatja a klinikai hatékonyságot javító egyes lókuszokat vagy biztonságos kikötőket az integrációhoz.

A CAR T-sejtek fejlesztés alatt állnak a rák számos formája megcélzására, és a legjobb klinikai eredményeket a hematológiai rendellenességek, például a B-sejtes leukémia és a limfóma ellen mutatták ki, a CD19-es B-sejt-molekula és a myeloma multiplex megcélzása révén. a B-sejt érési antigén (BCMA) megcélzásával. Az 1. ábra három klinikai stádiumú CAR T-sejt terápiát és azok célantigénjeit mutatja be.

Ez az áttekintés az endogén T-sejtek által megcélozható makromolekulák típusaira összpontosít, és arra, hogy a CAR T-sejtek hogyan bővítik a celluláris immunitás antigének repertoárját.

2. Peptidek

A T-sejtek felismerik az aminosavak rövid láncait, amelyeket peptideknek neveznek, a TCR és a rokon peptid-MHC komplexek kapcsolódása révén. A TCR részben variábilis és láncokból álló heterodimerből áll, és képes megkötni az MHC-molekulákban, valamint a peptidben található aminosavakat. Ez a kölcsönhatás szinte kizárólag az MHC komplexben található aminosavakra korlátozza a T-sejtek antigénfelismerését [9]. Kétféle MHC van: I. osztály és II. osztály. Az MHC I. osztályú molekulákban található peptidek TCR-felismeréséhez CD8-koreceptorra van szükség, és CD8 plusz T-sejtek aktiválását idézi elő, befolyásolva a citotoxikus T-sejt válaszokat. Az MHC II. osztályú molekulákat antigénprezentáló sejtek (APC) expresszálják, és CD4-koreceptorra van szükségük a TCR-elköteleződéshez, és ezek a kölcsönhatások jellemzően a helper T-sejt válaszok aktiválásához vezetnek.

A TCR-komplex a TCR heterodimereken kívül tartalmazza a CD3 , δ, ε és ζ alegységeit is, amelyek a TCR és a rokon peptid-MHC kapcsolódása esetén jelátvitelt indukálnak [10]. A TCR-t génszegmensek nagy halmazán keresztül állítják össze a V (változó) D (diverzitás) J (csatlakozás) rekombináció néven ismert folyamat során [11]. A rekombinációs folyamat magában foglalja a kettős szálú DNS bevágását, a génszegmensek kivágását és a fennmaradó génszegmensek ligálását a működő TCR-ek kódoló szekvenciáiba. Ez az eljárás több mint 1015 lehetséges TCR-t képes előállítani, nagy variabilitású antigénfelismeréssel [12], ami lehetővé teszi a T-sejtek számára, hogy felismerjék a peptid-MHC rendkívül széles és változatos repertoárját.

Az MHC I. osztályú molekulák egy nehéz láncból, valamint egy 2-mikroglobulinból állnak. Az emberben három polimorf gén kódolja a HLA-A, HLA-B és HLA-C MHC I. osztályú nehézláncait, ami több mint 200 plusz HLA-A-variánshoz, 500 plusz HLA-B-változathoz és 100 plusz HLA-B-változathoz vezet. HLA-C gének [13]. Ezek az MHC nehézlánc polimorfizmusok felelősek az eltérő peptidkötő barázdák és az MHC-prezentált peptidek egyedi gyűjteményének létrehozásáért, ami megnehezíti a T-sejtek vagy specifikus TCR-gének egyedről egyedre történő átadását (például univerzális rákkezelésként). ) a nem teljes hisztokompatibilitás miatt [14]. Az MHC-vel kapcsolatos egyéb tényezők, amelyek korlátozhatják az antigén peptidek T-sejt-felismerését, az MHC I. osztályú downregulációja, az antigénbemutató gépezet károsodása és a mutált peptidek ritka vagy hiányzó MHC I. osztályú bemutatása. A papilláris pajzsmirigyrákban például kimutatták, hogy az I. osztályú MHC csökkent szabályozása befolyásolja a daganatban talált tumor-infiltráló limfociták (TIL-ek) számának csökkenését, és rosszabb klinikai eredményekkel jár [15].

A CAR-molekulák antigénfelismerésének fő korlátja a sejtfelszíni vagy extracelluláris prezentáció követelménye. Mint ilyen, a CAR-ok által megcélozható antigének száma sok nagyságrenddel lecsökken, összehasonlítva azon antigének számával, amelyet a T-sejtek a peptid-MHC-molekulákkal való TCR-kapcsolat révén felismernek. Azonban a "TCR-szerű antitestek" - az antitestek olyan osztálya, amely képes felismerni a kisebb hisztokompatibilitási antigéneket (mHAg-okat), amelyek affinitása 103-105-ször nagyobb, mint a természetes TCR-kötésé [16] - felruházhatja a CAR T-sejteket a képességgel. specifikus MHC-kötött antigének felismerésére, beleértve az intracelluláris célpontokat is. Walseng et al. kifejlesztett egy "TCR-CAR"-t a MART-1 (DMF5 scFv) és a TGF R2 (Radium-1) peptidfragmensei ellen [17]. Ezek a TCR-CAR molekulák a T-sejteket és a természetes gyilkos sejteket, amelyeket az NK-92 sejtvonal képvisel, a két gén célepitópja felé irányították. A CAR T-sejtek és NK-sejtek képesek voltak kiüríteni a MART-1 vagy TGFbR2 peptideket bemutató sejteket MHC-komplexeikben. TCR-CAR-okat is létrehoztak, hogy szelektíven megcélozzák a Wilm-tumor-1 (WT1) 235–243. aminosavaiból álló peptidet, egy olyan antigént, amely leukémiában, limfómában és szolid tumorokban is túlzottan expresszálódik, amikor az MHC bemutatja. HLA-A*2402 hasadása [18].

Talán a legsikeresebb CAR molekula az anti-CD19 CAR, különösen a CAR által módosított T-sejtek (CART19) összefüggésében. A CD19 egy vonalra korlátozott B-sejtmolekula, amely egészséges és rosszindulatú B-sejteken egyaránt expresszálódik. A kutatások már 2011-ben kimutatták a CART19 sikerét B-sejtes rákos betegeknél. Egy kísérleti klinikai vizsgálatban három kemoterápia-rezisztens krónikus limfocitás leukémiában szenvedő beteget kezeltek CART19 sejtekkel; két beteg teljes, egy harmadik pedig részleges remissziót ért el [19]. A peptid-MHC felismeréssel ellentétben a CART19 sejtek kötődnek a B-sejtek felszínén expresszálódó CD19-hez, és az aktiválja őket, függetlenül az MHC felismeréstől, a coreceptor kapcsolódástól és az antigénbemutató gépezettől. A CART19 figyelemreméltó és megismételhető sikert mutatott a B-sejtes leukémiában és limfómában szenvedő betegek klinikai vizsgálataiban, és négy, az FDA által jóváhagyott CD{20}}célzott CAR T-sejtes terápiát hagytak jóvá a mai napig: (az első jóváhagyás sorrendjében) tisagenlecleucel, axicabtagene ciloleucel, brexucabtagene autoleucel és lisocabtagene maraleucel. Mind a négy jóváhagyott CD{22}}célzott CAR-terápia az FMC63 anti-CD19 antitestből származó scFv-t használ. Az idecabtagene erőszak egy másik CAR T-sejt-terápia, amely a BCMA-t célozza meg kiújult/refrakter myeloma multiplexben, és amelyet 2021-ben az FDA is jóváhagyott.

A CAR T-sejtek fejlődésének bimbózó területe a T-sejt-specifitást az extracelluláris környezetben lévő antigének felé irányítja, ellentétben a sejtfelszíni antigénekkel. Az oldható TGF-et célzó CAR T-sejtek, egy immunszuppresszív citokin, amelyet számos szolid tumor expresszál, a TGF-stimuláció hatására sokszorosára növekedett, míg a nem specifikus CAR T-sejtek nagyon alacsony perzisztenciát mutattak a szuppresszív citokin gátló hatása miatt [20 ]. Bár az anti-TGF-CAR T-sejtek nem voltak citolitikusak, ez a megközelítés bebizonyította, hogy a CAR-ok képesek a daganatok által termelt immunszuppresszív faktorokat immunstimuláló jelekké váltani. Míg ez a terápia egy immunszuppresszív faktort immunstimulátorrá alakít át, aggályok merülhetnek fel a T-sejtek fejlődési változásaival kapcsolatban, mivel a TGF- elősegíti a CD8 és a T-sejtek differenciálódásának fejlődési változásait [21]. További vizsgálatokra és kísérletekre van szükség annak megállapítására, hogy ez negatív hatással lesz-e az immunrendszerre.

A CAR T-sejtek célpontjainak egy másik egyedi osztálya létezhet az extracelluláris mátrix (ECM) szerkezeti komponenseiben. Wagner et al. CAR T-sejteket hoztak létre, amelyek megcélozhatják a fibronektin B extra doménjét (EDB), amely a fibronektin sokféle szolid tumor által termelt splice variánsa [22]. Több humán szolid tumor ECM-jének megcélzása anti-fibronektin CAR T-sejtekkel a tumornövekedés szabályozását és a túlélés növekedését eredményezte számos sejtvonalból származó xenograft modellben. Ezenkívül az egér fibronektin EDB doménjét az EIIB-re specifikus egydoménes antitesttel (VHH) konstruált CAR T-sejtek célozták meg [23]. Ebben a modellben a B16 melanoma növekedése lelassult a kontroll CAR T-sejtekhez képest, ami javította a T-sejt-infiltrációt, és valószínűleg az immunszuppresszív TME-t egy gyulladásos TME felé torzította.

3. Lipidek

Amint fentebb leírtuk, az MHC I. és II. osztályú molekulák peptideket mutatnak be a sejtek felszínén, amelyeket a T-sejtek TCR-ei felismernek. Egy harmadik molekulát, a CD1-et, hasonlóan használják a sejtek. Míg azonban az MHC komplexek peptideket, a CD1 lipideket, köztük, de nem kizárólagosan, glikolipideket [24–26]. Ez a különbség a CD1-kötő barázda hidrofóbságának köszönhető, amely lehetővé teszi az antigének hidrofil elemeinek bemutatását a CD1 fehérjéhez [27]. Az embernek öt különböző CD1 izoformája van, amelyek különböző módon mutatják be a lipideket. Ezek az izoformák a CD1a, CD1b, CD1c, CD1d és CD1e. A CD1 komplexek antigéneket mutatnak be az NKT-sejteknek, amelyek a CD1 doménre korlátozódnak, és nem képesek felismerni a peptid-MHC-t [28].

A CD1 komplexek szerkezetükben hasonlóak az MHC komplexekhez, amelyekben a nehéz lánc extracelluláris doménje 2 mikrogobulinhoz kötődik. Amikor azonban az egér CD1d fehérjék kristályosodtak, nagyobb kötési barázdát mutattak, amely nem poláris maradékokkal jött létre, amelyben a lipidek kötődni tudtak [27]. Egy másik jelentős különbség az MHC komplexek és a CD1 komplexek között a bemutatott molekulák sokfélesége. Az MHC komplexek, amint azt fentebb említettük, erősen polimorfak, ami lehetővé teszi a korlátozott megjelenésű változatos szerkezeteket. A CD1 komplexek azonban különféle lipidmolekulák széles skáláját képesek megkötni, mivel ez a folyamat nem igényli a lipidmolekulák tökéletes pozicionálását, ezáltal lehetővé teszi a CD1 komplexek számára, hogy több molekulához kötődjenek kisebb restrikcióval [29].

A CD1-korlátozott T-sejtek a és δ TCR-ek kombinációját tartalmazzák. Eltérnek az MHC-korlátozott T-sejtektől azáltal, hogy kevesebb V-gént használnak, amelyek átrendeződött TCR-láncokat eredményeznek az invariáns TCR-elrendezések mellett [30]. A sejteknek ezt az alcsoportját általában természetes gyilkos T-sejteknek (NKT-sejtek) nevezik a CD161 egyedi expressziója miatt, amely marker jellemzően csak az NK-sejteken található [31]. Az NKT-sejtek funkcionálisan nagyon eltérőek életszakaszuktól függően, és jellemzően az határozza meg, hogy a sejt expresszál-e CD4-et vagy sem, a CD4 plusz NKT-sejtek kevésbé differenciálódnak, mint a CD4-NKT-sejtek [32]. Ezeknek a sejteknek a CD4 pluszról CD4-re való érését a TH1 citokinek szekréciójának növekedése jelzi a TH2 citokinekhez képest. Ennek a változásnak köszönhetően a CD4− sejtek citolitikusabbak, mint CD4 plusz társaik.

Rák esetén a CD{0}}korlátozott NKT-sejtek nem mindig fejtenek ki pozitív hatást. Míg a CD1-korlátozott NKT-sejtek -galaktozilceramiddal (-GalCer) történő exogén kezelése és aktiválása kimutatta, hogy a CD1-korlátozott T-sejtek daganatellenes hatást fejtenek ki [33], ezek a sejtek gyakran nem. természetesen citotoxikus hatást mutatnak szilárd daganatokkal szemben exogén aktiválás nélkül. Az IL-13 NKT-termeléséről ismert, hogy immunszuppresszánsként hat a CD8 plusz T-sejtekre, ami ronthatja az immun tumorellenes aktivitását [34]. Más tanulmányok azonban kimutatták, hogy a keringő NKT-sejtek IFN-termelése fontos szerepet játszik a veleszületett daganatellenes válaszreakcióban [35], és az NKT-sejtek megnövekedett gyakorisága a vérben vagy a daganatokban kedvező klinikai eredményekhez vezethet rákos betegeknél [36]. Az NKT-sejtek aktivitásának látszólag ellentmondásos jellege az NKT-sejt fenotípusok fentebb említett különbségeinek tudható be.

A lipideket célzó CAR T-sejtek területe leginkább a GD2 gangliozidra összpontosult, amely erősen túlzottan expresszálódik neuroblasztómában és más szolid tumorokban [37]. A GD2-célzó CAR T-sejtek előnye, hogy képesek átjutni a vér-agy gáton, ami előrelépést jelent a kezelés más formáihoz, például a GD2 elleni monoklonális antitestekhez képest. Az első GD2-specifikus CAR T-sejteket 2009-ben állították elő a bőr melanoma megcélzására [38]. A GD{11}}célzó 14g2a antitestből származó scFv egy CAR-molekulába került, amelyet a CD28 és OX40 intracelluláris jelátviteli domének kostimulálnak. A GD2-specifikus CAR T-sejtek képesek voltak megölni a GD2 plusz mezenchimális őssejt (MSC) vonalat anélkül, hogy az izogén GD2- MSC-vonalat kitisztították volna, ami antigénspecifitást mutat. Neuroblasztómában az anti-GD2 CAR T-sejtek egereken végzett vizsgálatokban [39,40], és újabban klinikai vizsgálatokban kimutatták, hogy hatékonyan szabályozzák a tumor növekedését. A GD{25}}specifikus CAR T-sejtek első klinikai vizsgálata egy első generációs CAR biztonságosságát értékelte, amely a CD3ζ intracelluláris doménjét kostimulációs domén nélkül tartalmazza, ellentétben a fentebb tárgyalt CAR-tervekkel, Epstein- Barr-vírus-specifikus T-sejtek [41]. A GD2-specifikus CAR T-sejtek fennmaradását hat hétnél tovább figyelték meg, és összefüggés volt a CAR T-sejtek fennmaradása és a klinikai válasz között, beleértve a neuroblasztóma két teljes remisszióját. A GD2-specifikus CAR T-sejteken kívül CAR-okat is kifejlesztettek az O-acetil-GD2, Neu5Gc-GM3 és GD3 gangliozidok, valamint a GloboH és SSEA4 globozidok megcélzására [42].

A lipidváz megcélzásának másik megközelítése magának a CD1 komplexnek a megcélzása, szemben a molekulán belüli specifikus lipiddel [43]. Ezt a munkát T-sejtes akut limfoblasztos leukémiában végzik, egy olyan rendellenességet, amelyet nehéz megcélozni CAR T-sejtekkel, mivel mind az effektor CAR-sejteken, mind a rosszindulatú T-sejteken közös markerek találhatók. A kortikális T-ALL-t (coT-ALL) a CD1a felszíni expressziója jellemzi, amely egy olyan CD1 izoforma, amely csak a normál szövetekben van jelen a kortikális timociták fejlődése során és a Langerhans-sejtekben. Ezek a CAR T-sejtek képesek voltak specifikusan megkötni a coT-ALL-t anélkül, hogy nem rosszindulatú T-sejteket kötnének. A CD1a CAR T-sejtek a preklinikai vizsgálatok során in vitro és in vivo is képesek voltak eliminálni a T-ALL sejtvonalakat. A magzati timocitákat a CD1a CAR T-sejtekkel végzett kotenyészet során megőrizték, ami arra utal, hogy ez a CAR T-terápia nem jelentheti a csecsemőmirigy-abláció kockázatát.

4. Glikánok

A glükánok olyan komplex bioszintetikus utakon előállított mono- és poliszacharidok, amelyek poszttranszlációs úton módosítják a fehérjéket, lipideket és nukleinsavakat nukleotid cukrok donorként való részvételével, miközben biológiai funkciókat is közvetítenek, mint például a fehérje feltekeredése, energiatárolása és anyagcseréje. egyéb funkciókat. A glikánok egyik osztálya, az úgynevezett ikerionos poliszacharidok (ZPS), képes aktiválni az immunrendszert az MHC II. osztályú molekulák által megkötött peptidek bemutatásával [44]. Ezeket a molekulákat a CD4 plusz T-sejtek felismerhetik, ami memória-immunválasz kialakulásához vezet. A ZPS-nek váltakozó pozitív és negatív töltési központjai vannak az ismétlődő egységekben [45]. Ezek a struktúrák gyakran bakteriális fertőzések során alakulnak ki, mint például a B. fragilis kapszula, valamint az 1-es típusú S. pneumoniae poliszacharid kapszula. Ezeken kívül a kutató borotválkozás a poliszacharid A (PSA) néven ismert ZPS-t tanulmányozta, amelyet egy gram-negatív Bacteroides fragilis baktérium expresszál [46]. Ez a baktérium szimbiotikus az immunrendszerrel, és a vizsgálatok kimutatták, hogy a B. fragilis-en PSA-t expresszáló csíramentes egerek képesek voltak egészséges mennyiségű CD4 plusz T-sejteket fenntartani a lépben, összehasonlítva a WT egerekkel [47]. Cobb et al. [19] kimutatta, hogy bár minden típusú poliszacharid bejuthat az APC-kbe, például a dendritikus sejtekbe, csak azok, amelyek ikerionosak, képesek kolokalizálódni az MHC II-vel az APC-k felszínén.

Annak ellenére, hogy egyetértés van abban, hogy a legtöbb TCR és peptid-MHC kölcsönhatás glikán-független, specifikus glikopeptidek szerepelnek a vakcinák célpontjaiként. A MUC1 egy membránhoz kötött mucin, amely sok különböző típusú szilárd daganaton megtalálható, és a MUC1 csonkolt O-glikoformája, a Tn-MUC1, számos immunterápiás stratégia célpontja volt [48], beleértve a humán MUC-ban használt vakcinát is. 1-transzgénikus egerekben [49], valamint rhesus makákókban és emberekben [50]. Egerekben azt találták, hogy a Tn-MUC1 aktiválja a glikopeptid-specifikus CD4 plusz T-sejteket a dendritikus sejtek vagy B-sejtek MHC II-n történő antigénprezentációja révén, bizonyítva, hogy az MHC-ben prezentált peptid glikoformái felismerhetők TCR-kölcsönhatáson keresztül. Emberben a Tn-MUC1-specifikus CD4 plusz és CD8 plusz T-sejtek a Tn-MUC1-töltött dendritikus sejtekkel beoltott 7 beteg közül 5-ben voltak jelen. Hasonlóképpen, O-GlcNAc-specifikus T-sejt-válaszokat figyeltek meg a leukémiák immunglikoproteomikájával azonosított közös O-GlcNAc peptidekkel szemben. Ezeket a peptideket MHC I. osztályú molekulák prezentálták, és egy O-GlcNAc-specifikus T-sejtvonal képes elpusztítani az O-GlcNAc peptiddel pulzált autológ sejteket, de a módosítatlan peptiddel pulzált sejteket nem. Összességében ezek a vizsgálatok azt mutatják, hogy a peptidek poszttranszlációs módosításai, különösen az O-kapcsolt módosítások, a neoantigének új osztályát képviselhetik a TCR-alapú immunterápia számára.

A rosszindulatú sejtek membránján a megváltozott glikoziláció a rák általános jellemzője [51]. Ez a változás a poszttranszlációs módosításokban megnöveli a CAR T-sejtekhez kötődő tumorspecifikus antigének számát. Az első CAR, amely kihasználta ezeket a glikozilációs különbségeket, a tumor-asszociált glikoprotein (TAG-72) ellen irányult, egy csonka szialil-Tn O-glikán, amely az O-glikoproteinek [52] sejtfelszínén található, és amelyről ismert, hogy túlzottan expresszálódik. epiteliális adenokarcinómák [53]. Az első generációs CAR-ként tervezett CC49 CAR T-sejtek képesek voltak hatékonyan megcélozni a TAG-t expresszáló gasztrointesztinális tumorvonalakat-72. A TAG-72 CAR T-sejtekkel végzett első humán kísérlet mind a szérum TAG-72-szintjének, mind a szérum CEA-szintjének jelentős csökkenéséhez vezetett. E változások ellenére nem sikerült klinikai választ elérni [54], valószínűleg a T-sejt-proliferáció hiánya, valamint a CC49 scFv elleni immunogenitás miatti kilökődés miatt. A TAG-72 célzására összpontosító újabb tanulmányok között szerepel egy második generációs CAR kifejlesztése, amely ugyanazt a CC49 scFv-t osztotta meg, és hozzáadott egy 4-1BB kostimulációs tartományt a fokozott T-sejtek túlélése érdekében. A második generációs TAG-72 CAR T-sejtek pozitív tumorpusztulást mutattak egérmodellekben [55]. Egy másik tanulmány egy olyan CAR-t értékelt, amely mind a TAG-72-t, mind a CD47 makrofág-szuppresszív tumormarkert célozta meg [56]. Ez a tanulmány kimutatta, hogy a mindkét markert megkötő képességgel rendelkező CAR T-sejtek képesek voltak in vitro megtisztítani a célsejteket, és képesek lehetnek csökkenteni az antigénvesztés visszaesésének esélyét humán betegekben.

Egy másik példa a differenciálisan glikozilált tumorantigénre a nagy mucin fehérje, a mucin 1 (MUC1), amely erősen O-glikozilált, és gyakran expresszál csonka O-glikánokat, például Tn-antigént a tumorsejtekben. Az 5E5 monoklonális antitest szelektíven megcélozhatja a MUC1 Tn-glikoformáját [48]. Az 5E5 antitest variábilis doménjeit scFv-ként használva egy második generációs, 4-1BB-kostimulált CAR erőteljes tumorellenes aktivitást generált humán T-sejtes leukémia és metasztatikus hasnyálmirigyrák sejtvonal-eredetű xenograft modelljeiben. 2019-ben kezdődött egy I. fázisú klinikai vizsgálat, amely a Tn-MUC1-et célzó CAR T-sejteket értékelte számos klinikai javallat esetén (NCT04025216).

A Lewis Y (LeY) egy másik klinikailag releváns oligoszacharid, amely ígéretes célpont a CAR T-sejtek számára. Míg a LeY funkciója nem ismert, számos fehérjén nagy kópiaszámmal jelen van meg, köztük néhány tumor-asszociált antigénen [57]. Egy CD28 kostimulációs doménnel rendelkező második generációs CAR preklinikai hatékonyságot mutatott a LeY antigén célba vételével szubkután OVCAR3 petefészekrákos daganatokat hordozó egerekben [58], és klinikai vizsgálatot indítottak az akut myeloid leukaemiában (AML) szenvedő betegek hatékonyságának meghatározására. Egy beteg tranziens CR-t, két beteg pedig PR-t ért el. A betegség azonban mind az öt betegnél előrehaladt, és a progresszióig tartó 23 hónapos legjobb válasz a megnövekedett CAR T-sejtek perzisztenciájával járt. 2019-ben egy másik vizsgálat indult Ausztráliában, amely a felülvizsgálat időpontjában folyamatban van.

Egy másik CAR-konstrukció, amely lehetővé teszi a glikánok megcélzását, természetes glikánkötő fehérjéket vagy lektineket használ extracelluláris antigén-specifikus doménként. Meril et al. CAR-okat fejlesztettek ki, amelyek a humán Siglec-7 és Siglec-9 exodoménjeit tartalmazták rokon szialoglikánok megkötésére [59]. A Siglec-alapú CAR T-sejtek tumorellenes aktivitást tudtak közvetíteni olyan rák hisztotípusokból származó sejtvonalakkal szemben, mint a leukémia és a petefészekrák in vitro, valamint egy pácienstől származó melanoma xenograft modell NSG egerekben. A humán receptorok vagy ligandumok CAR T-sejtek kötődoménjeként történő felhasználása csökkentheti a kiméra fehérjét expresszáló sejtterápiák immunogenitását, mint például a humán egér-egér-reaktivitást, amelyet néhány klinikai CAR T-sejt-vizsgálatban megfigyeltek az egéreredetű sejtek felismerése miatt. alapú scFvs.

5. Foszfo-antigének

A felszíni foszfo-antigének a keringő T-sejtekből is felismerhetők. Ez a felismerés a T-sejtek egy nagyon specifikus részhalmazára korlátozódik, amelyet a δ TCR-ek expressziója határoz meg, és amelyek specifikusan expresszálják a Vδ2-t, valamint a V9-et (V 9Vδ2 T-sejtek). Ezek a T-sejtek felismerik a butirofilin 3A (BTN3A) molekulák [60] vagy a butirofilin 2A (BTN2A) [61] által prezentált foszfoantigéneket.

A butriofilinmolekulák olyan gének, amelyek a V 9Vδ2 T-sejtek foszfoantigének általi stimulálásához szükségesek, és rokonok a B7 fehérjecsaláddal, amely kostimuláló és társgátló molekulákat tartalmaz [62]. A butirofilin molekuláknak három alcsaládja van (BTN1, BTN2 és BTN3), amelyek a legnagyobb homológiát a BTN2A és a BTN3A között mutatják. A BTN3A molekulák ellentmondásosak voltak azzal kapcsolatban, hogy antigéneket prezentálnak és stimulálják a V 9Vδ2 T-sejteket. A BTN3A egy alcsalád, amely három génből áll: BTN3A1, BTN3A2 és BTN3A3. Egy közelmúltban végzett tanulmány meghatározta egy intracelluláris B30.2 domén fontosságát, amely a BTN3A1 része. Ezt a B30.2 domént találták a V 9Vδ2 T-sejtek stimuláló doménjének, miután kiméra módon hozzáadták a BTN3A3-hoz, amely fehérjéhez jellemzően nem stimuláló fehérje [63]. A B30.2 domén BTN3A1-ből BTN3A3-ba történő beültetése után a domén képes volt stimulálni a V 9Vδ2 T-sejteket.

A δ T-sejtek a T-sejtek egy kisebb populációja, amelyet a TCR-beli különbségeik határoznak meg, amely elválasztja őket a T-sejtektől. Ezek a sejtek megfelelő módon TCR-ekből készülnek, amelyek egy láncot és egy δ láncot tartalmaznak, szemben a hagyományos és láncokkal. A V 9Vδ2 T-sejtek, ha aktiválódnak, számos különböző effektor funkciót fejthetnek ki, beleértve a fertőzött sejtek elpusztítását [64]. A sejteknek ez a részhalmaza az összes keringő T-sejt 1-5 százalékát teszi ki. A fertőzések során azonban az alcsoport gyakorisága 50 százalék fölé nő [65]. A sejtek ezen alcsoportja gyakran magas frekvencián expresszálja a CD45RO-t, ami egy memóriaszerűbb fenotípushoz vezet. Ez egy veleszületettebb T-sejtes válaszhoz vezet, szemben a szerzett effektor-szerű válasszal. Míg az összes T-sejtnek csak 1-5 százaléka V 9Vδ2 T-sejt, az összes memória T-sejtből 40-ből több mint 1 V 9Vδ2 T-sejt [66]. Ez a fenotípus lehetővé teszi a V 9Vδ2 T-sejtek számára, hogy nagyszámú foszfoantigént célozzanak meg, ahelyett, hogy csak egyhez kötődnének. Foszfoantigénnel történő aktiváláskor a V 9Vδ2 T-sejtek előnyösen Th1-szerű fenotípussá differenciálódnak, amelyet magas IFN- és TGF-termelés jellemez [67]. Azonban Th2, Th17 és Treg populációkba is indukálhatók a számukra bemutatott citokinprofilnak megfelelően. Például a Th2 differenciálódás IL-4 stimulációval, a Th17 differenciálódás pedig IL-1, IL-23 és TGF stimulációval történik [68].

A V 9Vδ2 T-sejtekről ismert, hogy mind pro-, mind anti-immunogén hatást fejtenek ki a daganatokra. In vitro és egérmodellek szerint számos különböző típusú tumorvonallal szemben citotoxikusak [69]. A daganatok elleni citotoxikus aktivitást az IFN- és TNF-felszabadulás, valamint a granzim- és perforintermelés fokozódása jellemzi [68]. Azonban a protumor aktivitás a V 9Vδ2 T-sejteknél is megtalálható. A V 9Vδ2 T-sejtekről ismert, hogy elnyomják a CD4 plusz T-sejtek proliferációját, valamint gyulladásgátló citokineket termelnek, mint például az IL-10, ami arra utal, hogy ezen sejtek populációja szabályozó vagy szuppresszív fenotípusú [70].

Míg egyes T-sejtek a TCR-en keresztül is képesek megcélozni a foszfoantigéneket, a celluláris foszforiláció nagy része intracellulárisan megy végbe, ami valószínűleg korlátozta a CAR-fejlesztés ezen célcsoportjainak elérését. A sejtmembrán foszforilációjának témája vita tárgyát képezi. A vizsgálatok azonban kimutatták, hogy létezik a szekretált kinázok általi extracelluláris foszforiláció [71]. Ez a foszforiláció biológiai hatásokhoz vezethet, például az EphB2 tirozin kináz receptor foszforilációjához, ami az EphB2 és az N-metil-D-aszparat receptorok (NMDAR) közötti kölcsönhatásokhoz vezethet, ami viszont fájdalomhoz vezet [72]. A rák bizonyos típusai az extracelluláris foszforiláció növekedését is kimutatták. A laktoprotein kináz (ecto-PKA) jelentős növekedését mutatták ki az emlőrákos betegek szérumában, valamint a PKA, PKC és CK2 növekedését a prosztaszómákban prosztatarákban, ami az extracelluláris foszforiláció növekedéséhez vezethet [73]. . Ha ezek a módosítások gyakoriak, akkor az extracelluláris foszfátokat kell tanulmányozni, mint a CAR T-sejtek lehetséges új célcsoportját. Jelenleg nincs olyan tanulmány, amely értékelné a foszfoantigén-specifikus CAR-okat.

6. A CAR T-sejtek lehetséges célpontjai: GlycoRNS

Flynn et al. leírta a különböző típusú sejtek membránján jelen lévő glikozilált RNS-t [74]. A glikoRNS-ek a sejtmembránba jutnak, és szialoglikánokat tartalmazhatnak, amelyek a sziálsavkötő immunglobulin-lektin típusú (Siglec) receptorok Siglec-11 és Siglec-14 alapján ismerhetők fel. A siglecek szarkoglikánkötő immunreceptorok, amelyek szerepet játszanak az immunaktiváció gátlásában, hasonlóan a PD1 T-sejtekben betöltött szerepéhez. Bár a glikoRNS azonosítása a közelmúltban történt, ez a felfedezés ösztönözheti annak vizsgálatát, hogy a glikoRNS-t szelektíven vagy nagyobb mennyiségben expresszálják-e a tumorsejtek. Ezenkívül CAR molekulák fejleszthetők a sejtfelszíni RNS és a glikogén megcélzására, ami egy újabb példa a célozható antigének terjeszkedésére, amelyet a CAR molekulák hozzáadtak a celluláris immunitás eszköztárához.

A CAR T-sejt-terápiák egyéb lehetséges célpontjait a múltban áttekintették [75,76].

7. Következtetések

A különböző típusú biomolekulák T-sejt felismerése továbbra is fontos szempont az immunológiai kutatásokban. Míg a természetben előforduló T-sejtek sokféle antigént képesek felismerni, célzásuk az olyan doméneken történő antigénprezentációra korlátozódik, mint az MHC, CD1 és BTN. Kiméra receptor hozzáadása a T-sejtekhez lehetővé teszi a membránhoz kötött antigének célba vételét, amelyeket korábban a T-sejtek nem tudtak megcélozni. A CAR T-sejtek hatékony eszköznek bizonyultak a rák elleni küzdelemben, mivel lehetővé teszik a tumorspecifikus felszíni molekulák MHC-független célba juttatását. A további kutatások folyamatosan javítják a CAR T-sejtek célpontjainak típusait, valamint javítják a CAR-terveket.

A szerző hozzájárulásai:

A JTK és az ADPJ alkotta meg a koncepciót, írták és szerkesztették a recenziót. Minden szerző elolvasta és elfogadta a kézirat közzétett változatát.

Finanszírozás:

Az ADPJ-t a Veteránügyek Minisztériuma (IK2 BX00483), a Tmunity Therapeutics, a Parker Institute for Cancer Immunotherapy, az AACR-Lustgarten Alapítvány, a V Alapítvány és a Penn-Hopkins Ovarian Cancer SPORE DRP (NCI P50CA228991) kutatási finanszírozása támogatja.

Az intézményi felülvizsgálati bizottság nyilatkozata:

Nem alkalmazható.

Tájékozott beleegyező nyilatkozat:

Nem alkalmazható.

Adatelérhetőségi nyilatkozat:

Nem alkalmazható.

Összeférhetetlenség:

A szerzők nem nyilatkoznak összeférhetetlenségről.

Hivatkozások

1. Hennecke, J.; Wiley, DC T-sejt receptor-MHC kölcsönhatások közelről. Cell 2001, 104, 1–4. [CrossRef]

2. június, CH; Sadelain, M. Kiméra antigénreceptor terápia. N. Engl. J. Med. 2018, 379, 64–73. [CrossRef]

3. Tokarew, N.; Ogonek, J.; Endres, S.; von Bergwelt-Baildon, M.; Kobold, S. Új trükkök tanítása egy régi kutyának: Következő generációs CAR T-sejtek. Br. J. Cancer 2019, 120, 26–37. [CrossRef] [PubMed]

4. Huang, R.; Li, X.; Hé.; Zhu, W.; Gao, L.; Liu, Y.; Wen, Q.; Zhong, JF; Zhang, C.; Zhang, X. A CAR-T cell engineering legújabb eredményei. J. Hematol. Oncol. 2020, 13, 86. [CrossRef]

5. Eyquem, J.; Mansilla-Soto, J.; Giavridis, T.; van der Stegen, SJ; Hamieh, M.; Cunanan, KM; Odak, A.; Gonen, M.; Sadelain, M. A CAR célzása a TRAC lókuszra CRISPR/Cas9 segítségével fokozza a tumor kilökődését. Természet 2017, 543, 113–117. [CrossRef]

6. Hale, M.; Mesojednik, T.; Romano Ibarra, GS; Sahni, J.; Bernard, A.; Sommer, K.; Scharenberg, AM; Rawlings, DJ; Wagner, TA Engineering HIV-rezisztens, anti-HIV kiméra antigénreceptor T-sejtek. Mol. Ott. 2017, 25, 570–579. [CrossRef]

7. Hamilton, JR; Tsuchida, CA; Nguyen, DN; Félénk, BR; McGarrigle, ER; Sandoval Espinoza, CR; Carr, D.; Blaeschke, F.; Marson, A.; Doudna, JA A CRISPR-Cas9 és a transzgének célzott bejuttatása komplex immunsejt-szerkesztést tesz lehetővé. Cell Rep. 2021, 35, 109207. [CrossRef] [PubMed]

8. Irving, M.; Lanitis, E.; Migliorini, D.; Ivics, Z.; Guedan, S. A megfelelő eszköz kiválasztása a géntechnológiához: Klinikai tanulságok a kiméra antigénreceptor-T-sejtekből. Zümmögés. Gene Ther. 2021, 32, 1044–1058. [CrossRef] [PubMed]

9. Rangarajan, S.; Mariuzza, RA T-sejt-receptor torzítás az MHC-re: koevolúció vagy társreceptorok? Cell Mol. Life Sci. 2014, 71, 3059–3068. [CrossRef]

10. Brazin, KN; Mallis, RJ; Das, DK; Feng, Y.; Hwang, W.; Wang, JH; Wagner, G.; Lang, MJ; Reinherz, EL A TCR mechanotranszdukciós berendezés szerkezeti jellemzői, amelyek elősegítik a pMHC diszkriminációt. Elülső. Immunol. 2015, 6, 441. [CrossRef]

11. Roth, DB V(D)J Rekombináció: Mechanizmus, hibák és hűség. Microbiol. Spectr. 2014, 2, MDNA3–MDNA0041. [CrossRef]

12. Nikolich-Zugich, J.; Slifka, MK; Messaoudi, I. A T-sejt repertoár diverzitásának számos fontos aspektusa. Nat. Rev. Immunol. 2004, 4, 123–132. [CrossRef]

13. Middleton, D.; Menchaca, L.; Rood, H.; Komerofsky, R. New Allele Frequency Database. Tissue Antigens 2003, 61, 403–407. [CrossRef]

14. Schmid, BV; Schmid, B.; Ke¸smir, C.; de Boer, RJ Az MHC I. osztály specifitása és polimorfizmusa megakadályozza a HIV globális adaptációját-1 a monomorf proteaszómához és a TAP-hoz. PLoS ONE 2008, 3, e3525. [CrossRef]

15. Angell, TE; Lechner, MG; Jang, JK; LoPresti, JS; Epstein, AL MHC I. osztályú veszteség az immunszökés gyakori mechanizmusa papilláris pajzsmirigyrákban, amelyet in vitro interferon- és szelumetinib-kezelés megfordít. Clin. Cancer Res. 2014, 20, 6034–6044. [CrossRef]

16. Akatsuka, Y. MHC-kötött kisebb hisztokompatibilitási antigéneket célzó TCR-szerű CAR-T sejtek. Elülső. Immunol. 2020, 11, 257. [CrossRef] [PubMed]

17. Walseng, E.; Köksal, H.; Sektioglu, IM; Fåne, A.; Skorstad, G.; Kvalheim, G.; Gaudernack, G.; Inderberg, EM; Wälchli, S. Egy TCR-alapú kiméra antigénreceptor. Sci. Rep. 2017, 7, 10713. [CrossRef] [PubMed]

18. Akahori, Y.; Wang, L.; Yoneyama, M.; Seo, N.; Okumura, S.; Miyahara, Y.; Amaishi, Y.; Okamoto, S.; Mineno, J.; Ikeda, H.; et al. A WT1 intracelluláris onkoproteint megcélzó CAR-T sejtek daganatellenes aktivitása vakcinázással fokozható. Blood 2018, 132, 1134–1145. [CrossRef]

19. Cobb, BA; Wang, Q.; Tzianabosz, AO; Kasper, DL Poliszacharid feldolgozás és bemutatás MHCII útvonalon. Cell 2004, 117, 677–687. [CrossRef] [PubMed] 20. Chang, ZL; Lorenzini, MH; Chen, X.; Tran, U.; Bangayan, NJ; Chen, YY T-sejtes válaszok újrahuzalozása oldható faktorokra kiméra antigénreceptorokkal. Nat. Chem. Biol. 2018, 14, 317–324. [CrossRef]

21. Sanjabi, S.; Ó, SA; Li, MO Az immunválasz szabályozása TGF- által: a fogantatástól az autoimmunitásig és a fertőzésig. Cold Spring Harb. Perspektíva. Biol. 2017, 9, a022236. [CrossRef] [PubMed]

22. Wagner, J.; Wickman, E.; Shaw, TI; Anido, AA; Langfitt, D.; Zhang, J.; Porter, SN; Pruett-Miller, SM; Tillman, H.; Krenciute, G.; et al. A CAR T-sejtek daganatellenes hatásai átirányítva a Fibronektin EDB Splice Variantjába. Cancer Immunol. Res. 2021, 9, 279–290. [CrossRef]

23. Xie, YJ; Dougan, M.; Jailkhani, N.; Ingram, J.; Fang, T.; Kummer, L.; Momin, N.; Pishesha, N.; Rickelt, S.; Hynes, RO; et al. A nanotest alapú CAR T-sejtek, amelyek a tumor mikrokörnyezetét célozzák, gátolják a szilárd daganatok növekedését immunkompetens egerekben. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2019, 116, 7624–7631. [CrossRef]

24. Moody, DB; Besra, GS A CD1-közvetített T-sejtes válaszok glikolipid célpontjai. Immunology 2001, 104, 243–251. [CrossRef]

25. Sieling, PA; Chatterjee, D.; Porcelli, SA; Prigozy, TI; Mazzaccaro, RJ; Soriano, T.; Bloom, BR; Brenner, MB; Kronenberg, M.; Brennan, PJ CD{1}}korlátozta a mikrobiális lipoglikán antigének T-sejt-felismerését. Science 1995, 269, 227–230. [CrossRef]

26. Zajonc, DM; Kronenberg, M. A glikolipidek CD1 által közvetített T-sejt-felismerése. Curr. Opin. Struktúra. Biol. 2007, 17, 521–529. [CrossRef] [PubMed]

27. Zeng, Z.; Castaño, AR; Segelke, BW; Stura, EA; Peterson, PA; Wilson, IA Az egér CD1 kristályszerkezete: MHC-szerű redő nagy hidrofób kötőhoronnyal. Science 1997, 277, 339–345. [CrossRef]

28. Schönrich, G.; Raftery, MJ CD1-Korlátozott T-sejtek a tartós vírusfertőzések során: „Szimpátia az ördögnek”. Elülső. Immunol. 2018, 9, 545. [CrossRef]

29. Sacchettini, JC; Gordon, JI Rat intestinalis zsírsavkötő fehérje. Modellrendszer a zsírsavakat fehérjékhez kötni képes erők elemzésére. J. Biol. Chem. 1993, 268, 18399–18402. [CrossRef]

30. Vincent, MS; Gumperz, JE; Brenner, MB A CD1-korlátozott T-sejtek funkciójának megértése. Nat. Immunol. 2003, 4, 517–523. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com