體內(nèi)CAR-T來了!Science封面報道:注射mRNA直接生成CAR-T,有效修復(fù)心臟功能
賓夕法尼亞大學(xué)Perelman醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們在Science雜志以封面論文的形式發(fā)布了CAR-T治療心臟損傷的突破成果。研究顯示,通過注射包含mRNA的CD5靶向脂質(zhì)納米顆粒(LNP),能夠在體內(nèi)完整地產(chǎn)生治療性CAR-T細(xì)胞。對心臟疾病小鼠模型的分析表明,這種創(chuàng)新的治療方法能夠成功減少纖維化以及恢復(fù)心臟功能。
這項成果不僅代表了CAR-T適應(yīng)證拓展方面的重要突破,更是體內(nèi)CAR-T療法領(lǐng)域的一項里程碑進(jìn)展。研究者們認(rèn)為,利用修飾的mRNA在體內(nèi)直接產(chǎn)生CAR-T細(xì)胞可能有廣泛的治療應(yīng)用。
心力衰竭在一定程度上由活化的心臟成纖維細(xì)胞引起,這類細(xì)胞通過長期過量產(chǎn)生使心臟肌肉變硬,損害心臟功能的纖維物質(zhì)(這一過程即心臟纖維化),來響應(yīng)心臟損傷和炎癥。因此,科學(xué)家們設(shè)想,能否設(shè)計一種CAR-T細(xì)胞來攻擊活化的心臟成纖維細(xì)胞。
目前上市以及在研的CAR-T療法大多數(shù)是指從患者體內(nèi)分離出T細(xì)胞,然后在體外對T細(xì)胞進(jìn)行改造,使其表達(dá)能夠識別癌細(xì)胞表面抗原(如CD19、BCMA)的嵌合抗原受體(CAR),接著再將CAR-T細(xì)胞進(jìn)行擴增,終末回輸?shù)交颊唧w內(nèi),發(fā)揮消滅癌細(xì)胞的作用。
然而,與抗癌相比,利用這種傳統(tǒng)的CAR-T細(xì)胞療法來治療人類心臟衰竭或其他纖維化疾病面臨著獨特的挑戰(zhàn)。因為,成纖維細(xì)胞本身在體內(nèi)也具有正常而重要的功能,特別是在傷口愈合方面。由于傳統(tǒng)CAR-T細(xì)胞輸注到患者體內(nèi)后可以存活數(shù)月甚至數(shù)年,因此會持續(xù)抑制成纖維細(xì)胞的數(shù)量,損害傷口愈合(在癌癥治療中,CAR-T長期存在是一種優(yōu)勢,因為它們提供了持久的療效)。也就是說,如果患者在接受傳統(tǒng)CAR-T治療后受傷, CAR-T細(xì)胞的長期存在可能會帶來安全風(fēng)險。 LNP攜帶編碼FAP靶向CAR的mRNA,被注射到小鼠中后將mRNA遞送到T細(xì)胞中,導(dǎo)致瞬時FAP靶向 CAR表達(dá)。研究證實,F(xiàn)AP靶向CAR-T細(xì)胞能夠清除激活的成纖維細(xì)胞,改善高血壓心臟損傷小鼠模型心臟纖維化。
為了解決這一問題,在這項新研究中,科學(xué)家們設(shè)計了一種更暫時、更可控、程序更簡單的CAR-T細(xì)胞治療技術(shù)。具體來說,他們設(shè)計了一款mRNA,該mRNA編碼可與表達(dá)在成纖維細(xì)胞表面的成纖維細(xì)胞活化蛋白(FAP)結(jié)合的CAR;之后,他們將mRNA封裝在微小的氣泡樣脂質(zhì)納米顆粒(LNP)中,而LNP的表面又覆蓋著可以靶向T細(xì)胞的分子——靶向CD5的抗體(CD5天然地由T細(xì)胞和一小部分B細(xì)胞表達(dá),并不是T細(xì)胞效應(yīng)功能所必需的)。
將封裝后的mRNA分子注射到小鼠體內(nèi)后,mRNA分子被T細(xì)胞吸收,并作為成纖維細(xì)胞靶向受體的模板,有效地重編程了T細(xì)胞(產(chǎn)生了靶向FAP的CAR-T細(xì)胞),使其能夠攻擊激活的成纖維細(xì)胞。這種技術(shù)的一個關(guān)鍵進(jìn)步是,mRNA不能整合到T細(xì)胞DNA中,只能在T細(xì)胞內(nèi)存活幾天,之后T細(xì)胞恢復(fù)正常,不再攻擊成纖維細(xì)胞。
更重要的是,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),盡管mRNA存在時間很短,但在模擬心力衰竭的小鼠中注射這種mRNA成功地重編程了大量的小鼠T細(xì)胞,使得小鼠心臟纖維化顯著減少,大部分心臟功能恢復(fù)。此外,治療一周后,沒有證據(jù)表明小鼠體內(nèi)仍有抗成纖維細(xì)胞(anti-fibroblast)T細(xì)胞活性(LNP注射24小時后,小鼠體內(nèi)檢測到抗 FAP CAR-T;注射后7天內(nèi),這些CAR-T下降到無法檢測的水平)。
據(jù)悉,研究人員正在繼續(xù)測試這種基于mRNA的瞬時CAR-T細(xì)胞技術(shù),希望能開始臨床試驗。 “我們的這項研究顯著的進(jìn)步是,無需從患者體內(nèi)分離出T細(xì)胞,直接在體內(nèi)就能產(chǎn)生CAR-T細(xì)胞,這可能會帶來患者負(fù)擔(dān)得起的新型治療策略。同時,由于纖維化是許多嚴(yán)重疾病的基礎(chǔ),包括心力衰竭、肝臟疾病和腎衰竭,因此,這種體內(nèi)CAR-T療法可能具有可擴展的疾病治療用途?!惫餐I(lǐng)導(dǎo)該研究的Jonathan A. Epstein博士說道。
研究者們還表示,瞬時表達(dá)CAR的能力顯著提高了治療的安全性。Science雜志針對該成果配發(fā)的一篇觀點文章稱,這項工作代表了將個性化免疫療法轉(zhuǎn)化為易獲取、可負(fù)擔(dān)得起的“現(xiàn)貨型”免疫療法的令人興奮的一步。
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