Newswise — (МЕМФИС, Теннесси — 12 февраля 2024 г.) ) Ученые Детской исследовательской больницы Св. Иуды усовершенствовали Т-клеточную иммунотерапию с использованием химерного антигенного рецептора (CAR) при остром миелоидном лейкозе (ОМЛ), продемонстрировав лучшую эффективность в лабораторных условиях. Чтобы преодолеть распространенные проблемы с CAR-Т-клетками, исследователи создали дополнительные средства терапии для поиска и уничтожения раковых клеток, используя небольшой пептид. Исследование также показало, как вычислительный подход, включающий предсказанные AlphaFold белковые модели, может помочь понять, как структура влияет на распознавание антигена и эффективность терапии. Результаты были опубликованы сегодня в Отчеты о клетках, медицина .

Иммунотерапия, которая перепрограммирует собственные иммунные клетки пациента на специфичный для рака белок, CAR Т-клеточная терапия, показала успех в лечении некоторых рецидивирующих лейкозов. Однако иногда лечение оказывается безуспешным, поскольку раковые клетки, не имеющие целевого белка, все равно могут расти, избегая терапии и вызывая рецидив. Частота рецидивов ОМЛ высока, что приводит к плохому прогнозу заболевания в целом.

Группа из Сент-Джуда полагала, что можно решить проблему ускользания иммунной системы в моделях ОМЛ, воздействуя на два разных белка, связанных с раком, а не только на один. Другие пытались использовать аналогичный подход, но столкнулись с проблемами со структурой биспецифического CAR. Ученые преодолели эти проблемы, добавив к CAR небольшой пептид, который служил связующим звеном для второго целевого белка, а затем подтвердили свои результаты с помощью компьютерного структурного анализа улучшенных конструкций.

«Одним из наиболее интересных аспектов исследования является то, что этот подход можно широко экстраполировать на другие опухоли», — сказала старший автор-корреспондент Паулина Веласкес, доктор медицинских наук, отделение трансплантации костного мозга и клеточной терапии Сент-Джуда. «Мы сосредоточились на лейкемии, но сочетание биспецифического дизайна CAR с вычислительными прогнозами можно широко экстраполировать на другие опухоли, такие как солидные опухоли и опухоли головного мозга».

Улучшение двойного таргетинга за счет добавления второго небольшого сканера штрих-кода.

АВТОМОБИЛЬ, созданный исследователями, имеет уникальную конструкцию. Это отдельная молекула, включающая в себя участок антитела, связывающий конкретную мишень (ее антиген), и один короткий пептид, связывающий отдельную мишень.

«Два разных связывающих домена CAR подобны двум сканерам штрих-кода вместо одного, которые ищут соответствующий штрих-код — целевые белки, связанные с раком», — сказал Веласкес. «Обычно в АВТОМОБИЛЕ имеется один сканер штрих-кода. Здесь мы разместили два немного разных сканера штрих-кода друг над другом, и если любой из них обнаружит соответствующий целевой штрих-код, активируется ответ противораковой иммунотерапии».

Два связывающих домена соединены линкером, что позволяет связывать два разных белка, связанных с раком. Это сильно отличается от предыдущих подходов с двойным нацеливанием в этой области, в которых обычно использовались два полных связывающих сегмента на основе антител.

«Мы продемонстрировали ценность поиска творческих способов нацеливания на два антигена», — сказала первый автор Жаклин Зойн, доктор философии из отделения трансплантации костного мозга и клеточной терапии Сент-Джуда. «Предыдущие подходы к биспецифическому CAR используют два одноцепочечных вариабельных фрагмента на основе антител, которые представляют собой физически большие молекулы и могут мешать друг другу, что иногда приводит к плохому или неэффективному связыванию. Вместо этого наш подход добавил небольшой пептид, позволяющий нашему CAR задействовать любую платформу, чтобы предотвратить ускользание иммунитета».

CAR с двойной целью показали лучшие результаты, чем CAR с одной целью в обоих случаях. in vitro и живой эксперименты, демонстрирующие перспективу улучшения функции CAR Т-клеток.

Распутывание производительности двухцелевых конструкций с помощью искусственного интеллекта

«Мы продемонстрировали доказательство принципа, объясняющего и потенциально расширяющего репертуар проектирования CAR», — сказал соавтор М. Мадан Бабу, доктор философии, FRS, директор Центра передового опыта в области исследований на основе данных в Сент-Джуде и Фонд Джорджа Дж. Педерсена. Кафедра биологических данных кафедры структурной биологии. «Но затем приходит вызов. Как нам узнать, какие линкеры выбрать? Откуда нам знать, насколько необходима физическая гибкость?»

Поскольку физическая структура молекулы-мишени и ее линкера, соединяющего два связывающих домена, может вызывать внутренние помехи, предотвращающие связывание с мишенями раковой клетки, определение того, какие типы линкеров чаще встречаются в эффективных методах лечения, может привести к улучшению в будущем. Вычислительные прогнозы структуры и сравнение структур с экспериментальными результатами подтвердили группе из Сент-Джуда, что более короткие и гибкие линкеры будут лучше работать в их моделях.

«Если у нас есть жесткий линкер, соединяющий сканеры штрих-кода, он сможет сканировать только ограниченный объем раковой клетки, что делает его менее эффективным в поиске целей», — сказал Бабу. «Мы обнаружили, что когда у вас есть линкер достаточной гибкости и более короткой длины, чтобы он не сворачивался сам в себя, он может сканировать гораздо больший объем и с большей вероятностью найдет целевые белки в раковой клетке. Тогда у вас будет более эффективная пара сканеров штрих-кодов, которые работают вместе».

«Мы — одна из немногих групп в мире, которые используют инструменты прогнозирования структуры на основе искусственного интеллекта для проектирования CAR», — сказал второй автор Калян Иммадисетти из отделения трансплантации костного мозга и клеточной терапии Сент-Джуда. Иммадизетти подтвердил связь между короткими гибкими линкерами и большей противораковой эффективностью путем сравнения структур, смоделированных в 3D. Эта информация подтвердила эффективность CAR в реальных экспериментальных результатах.

«Мы были воодушевлены тем, что структурные предсказания подтвердили наши эксперименты, которые сообщили нам, что короткий и гибкий линкер будет лучшей конфигурацией», — сказал Зойн. «Пока мы проводили эксперименты, Иммадизетти обнаружила, что структурные компоненты почти точно коррелируют с тем, что мы демонстрировали функционально, даже когда мы переключали один из связывающих доменов нацеливающегося антитела. Теперь мы представили идею о том, что эти инструменты прогнозирования ИИ можно распространить на другие конструкции CAR».

«Самое главное, теперь другие могут использовать наш вычислительный подход для проектирования своих CAR», — сказал Иммадисетти. «И, надеюсь, это поможет им понять эффективность их технологии CAR и приведет к общему улучшению лечения лейкемии и других злокачественных опухолей».

Авторы и финансирование

Другими авторами исследования являются Хорхе Ибанез-Вега, Сара Мур, Крис Невитт, Унмеша Танекар, Ликинг Тиан, Аббас Каруни, Питер Чокли, Брайт Артур, Хизер Шеппард, Джеффри Клко, Дина Лангфитт, Гидре Кренчюте и Стивен Готшалк из Сент-Джуда. .

Исследование было поддержано грантами Национальных институтов здравоохранения (P01CA096832 и R50CA211481), Национального института рака (P30CA021765), Фонда Ассизи в Мемфисе и ALSAC, организации по сбору средств и повышению осведомленности Святого Иуды.

Если вы заинтересованы в лицензировании Т-клетки GRP78 CAR от St. Jude (SJ-19-0050) для дальнейшего развития и/или коммерческого использования, узнать больше о лицензировании .

Контакты по связям со СМИ Сент-Джуда

Майкл Шеффилд Стол: (901) 595-0221 Мобильный: (901) 379-6072 [email protected] [email protected]

Рэй Лин Хартли

Моб.: (901) 686-2597.

[email protected]

[email protected]

Детская исследовательская больница Св. Иуды

Детская исследовательская больница Св. Иуды лидирует в мире в понимании, лечении и лечении детского рака, серповидно-клеточной анемии и других опасных для жизни заболеваний. Это единственный комплексный онкологический центр, назначенный Национальным институтом рака и предназначенный исключительно для детей. Методы лечения, разработанные в Сент-Джуде, помогли повысить общую выживаемость детей с раком с 20% до 80% с момента открытия больницы более 60 лет назад. Сент-Джуд рассказывает о достижениях, которые он совершает, чтобы помочь врачам и исследователям в местных больницах и онкологических центрах по всему миру улучшить качество лечения и ухода за еще большим количеством детей. Чтобы узнать больше, посетите stjude.org, прочитайте Святой Иуда Прогресс цифровой журнал и подписывайтесь на St. Jude в социальных сетях по адресу @stjuderesearch.