Учёные Capstan Therapeutics демонстрируют, что липидные nanoparticles могут создавать CAR T-клетки в организме без лабораторного изготовления клеток и их расширения ex vivo.
Метод использует целевые липидные nanoparticles (tLNPs) для доставки матричной РНК непосредственно в CD8+ T-клетки.
Терапия CAR T произвела революцию в лечении В-клеточных раков, обеспечив стойкую ремиссию при волчанке, миозите, лейкозе и других аутоиммунных заболеваниях, вызванных В-клетками. Метод требует использования собственных Т-клеток пациента, их перепрограммирования в лаборатории, выращивания популяции модифицированных клеток и возвращения их пациенту.
Более 20 миллионов пациентов в США, страдающих аутоиммунными заболеваниями, остаются без доступа к лечению, поскольку оно зависит от дорогостоящих персонализированных лабораторных процессов, доступных лишь в нескольких специализированных центрах.
Препарат Capstan в форме липидных наночастиц разрабатывается однократно, а затем назначается многим пациентам без адаптации генетической нагрузки для каждого получателя, что делает его универсальным вариантом без ценника специализированного центра и без препятствий для доступа.
В исследовании «In vivo CAR T cell generation to treat cancer and autoimmune disease», опубликованном в журнале Science, учёные разработали систему доставки липидных наночастиц для преобразования CD8+ T-клеток в организме в транзиторные анти-В-клеточные CAR T-клетки.
Эксперименты проводились на гуманизированных мышах, первичных иммунных клетках человека и 22 макаках-циномолгусах, которым вводили три дозы терапевтической наночастицы L829 (0,1–2,0 мг/кг).
Вторая группа из 15 обезьян тестировала схему с двумя дозами, а ещё четыре животных исследовали предварительное введение стероидов и антигистаминов. Фармакокинетика, проточная цитометрия, визуализация и гистология отслеживали экспрессию CAR, количество В-клеток, цитокины и распределение в органах.
Биолюминесцентные и флуоресцентные репортёры подтвердили снижение нецелевой экспрессии в печени и усиление накопления в селезёнке и лимфоидных тканях по сравнению с эталонными липидами, используемыми в мРНК-вакцинах. CD8-L829-tLNPs преимущественно модифицировали CD8+ T-клетки по сравнению с CD4+ T-клетками, моноцитами и В-клетками.
Экспрессия CAR была обнаружена в течение шести часов, снижаясь к 72 часам. CAR T-клетки, созданные in vivo, демонстрировали антиген-специфическую цитотоксичность, продукцию цитокинов, пролиферацию и способность к серийному уничтожению. Трансфицированные Т-клетки продемонстрировали эффективное уничтожение CD19+ клеток-мишеней in vitro.
У гуманизированных мышей одна внутривенная доза в 10 или 30 мкг CD8-L829-tLNP-CD19 вызывала почти полное истощение В-клеток в течение трёх часов, с измеримой экспрессией CAR на CD8+ T-клетках, сохраняющейся через 24 часа.
У мышей, несущих лейкоз Nalm6, получавших дозу в 30 мкг, наблюдалось почти полное очищение от опухоли у четырёх из пяти животных в течение двух дней после первой дозы и полное очищение к третьему дню после введения второй дозы.
У макак-циномолгусов две или три инфузии CD8-L829-tLNP, кодирующих анти-CD20 CAR в дозе от 0,1 до 2,0 мг/кг, приводили к быстрому и значительному истощению В-клеток в крови, селезёнке и лимфатических узлах. Экспрессия CAR наблюдалась у 85% CD8+ T-клеток и 95% CD8+ NK-клеток, с минимальной экспрессией в популяциях CD4+. Репопуляция В-клеток начиналась к 21 дню и характеризовалась преимущественно наивным фенотипом.
При более высоких дозах были зафиксированы лёгкие и временные повышения уровня печёночных ферментов и провоспалительных цитокинов, включая интерлейкин-6 и интерферон-гамма. Одно животное в группе, получавшей дозу 1,5 мг/кг, было усыплено из-за клинических признаков, соответствующих гемофагоцитарному лимфогистиоцитозу, связанному с иммунными эффекторными клетками. Компактная схема с двумя дозами воспроизводила эффективность истощения при снижении высвобождения цитокинов.
Целевые липидные nanoparticles позволяют создавать функциональные CAR T-клетки in vivo без необходимости манипуляций с клетками ex vivo или интеграции вирусных векторов.
Исследователи из Capstan Therapeutics продемонстрировали, что составы липидных наночастиц, несущие мРНК и конъюгированные с антителами, нацеленными на CD8, могут программировать Т-клетки непосредственно в организме, предлагая платформу, которая обходит традиционное производство, лимфодеплетирование и дорогостоящую инфраструктуру, необходимую для существующих CAR T-терапий.
Поскольку препараты на основе липидных наночастиц коммерчески масштабируемы и уже проверены на мРНК-вакцинах, эта технология может стать основой для более широкого клинического использования инженерной иммунотерапии из организма пациента.