В 2021 году, в Год науки и технологий Российской Федерации, в Научно-исследовательском институте фундаментальной и клинической иммунологии (НИИФКИ) создана новая лаборатория - внебюджетная лаборатория клеточных технологий иммунотерапии как структурное подразделение для проведения научных исследований по Соглашению с Российским научным фондом №21-65-00004 от 20.04.2021г "Инновационная Т клеточная терапия солидных опухолей" (Конкурс РНФ 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по поручениям (указаниям) Президента Российской Федерации» (генетические исследования)).
Руководство исследованиями в новой лаборатории ведет Шику Хироши - японский ученый, доктор медицинских наук, профессор. С 2006 года Шику Х. работает в Университете Миэ (2006-2015гг профессор кафедры противораковой вакцины и иммуногенной терапии, медицинский факультет; 2015-2018гг профессор кафедры иммуногенной терапии, Высшая школа медицины; с 2018г - профессор кафедры иммуногенной терапии и персонализированной иммунотерапии рака, Высшая школа медицины, директор Центра комплексной иммунотерапии рака).
К работе в лаборатории привлечены сотрудники и аспиранты различных лабораторий института и студенты факультета естественных наук НГУ.
Информация о проекте
Технологии таргетной и клеточной иммунотерапии в последние годы занимают лидирующие позиции по эффективности, специфичности и наименьшей выраженности побочных эффектов среди современных методов лечения различных заболеваний человека, в том числе онкозаболеваний. В частности, клеточные иммунотерапевтические подходы, использующие потенциал Т-лимфоцитов для целенаправленного распознавания и уничтожения опухолевых клеток, открыли новую эру лечения рака и привели к появлению большого разнообразия методов иммунотерапии злокачественных новообразований. Настоящий проект направлен на создание новой современной лаборатории для развития и последующего внедрения в клиническую практику инновационных технологий клеточной адоптивной иммунотерапии онкологических заболеваний, основанных на генетической модификации клеток: TCR-T-клеток (клеток с генно-модифицированным Т-клеточным рецептором), CAR-T- и TCR-подобных CAR T-клеток, соответственно. В рамках проекта мы стремимся разработать и исследовать три различных подхода к генно-инженерной терапии Т-клетками. Первый подход включает в себя получение TCR-T-клеток, специфичных к NY-ESO-1 – широко изученному опухоль-ассоциированному антигену. В этом подходе мы планируем получить T-клетки, экспрессирующие TCR, распознающий пептид опухоль-ассоциированного антигена NY-ESO-1 в контексте HLA A02:01. NY-ESO-1 является типичным представителем семейства раково-тестикулярных антигенов, высоко и специфично экспрессируемых на клетках опухолей целого ряда локализаций. В дополнение к TCR, специфичному к NY-ESO-1, мы также планируем оптимизировать протокол для получения TCR-T-клеток, специфичных к другим распространенным опухоль-ассоциированным антигенам, экспрессируемым клетками рака молочной железы, колоректального рака, меланомы, рака пищевода и ряда других (HER- 2/neu, MAGE-A4, MART-1, MUC-1, MART-1). Альтернативный подход основан на получении и использовании CAR T-клеток, специфичных к GD2-ганглиозидному гликолипиду. Известно, что данная молекула экспрессируется в большом количестве при ряде опухолевых заболеваний, включая глиобластому, астроцитому, нейробластому, меланому и другие. Третий подход включает получение TCR-подобных CAR-T-клетки, специфичных к эпитопам опухоль-ассоциированного раково-тестикулярного антигена MAGE-A4. В TCR-подобных CAR-T-клетках рецептор CAR распознает пептид в контексте молекул главного комплекса гистосовместимости (HLA A02:01). Такой подход, в отличии от классической CAR-T-клеточной технологии, позволяет нацелить полученные клетки на внутриклеточные опухолевые антигены, что предоставляет широкий выбор новых опухоль-ассоциированных антигенов в качестве целей иммунотерапии. Также, функциональная противоопухолевая активность TCR-подобных CAR-T-клеток может быть простимулирована in vivo, путем вакцинации агентом, несущим пептид, к которому специфичных данные TCR-подобные CAR-T-клетки. Помимо in vitro получения описанных вариантов генно-модифицированных Т-клеток, планируется разработать новый протокол автоматической обработки Т-клеток с использованием автоматического клеточного процессора CliniMacs Prodigy®. Такой децентрализованный подход поможет сделать терапию CAR/TCR-T-клетками существенно более доступной и более широко применимой. В перспективе, на базе созданной лаборатории будут разрабатываться и внедряться в клиническую практику самые современные генетические технологии в области клеточной иммунотерапии онкозаболеваний.
Ожидаемые результаты
В ходе выполнения проекта планируется создание трех различных иммунотерапевтических подходов к адоптивной Т-клеточной терапии: с использованием TCR-T-клеток, CAR-T-клеток и TCR-подобных CAR T-клеток.
В рамках первого подхода будет оптимизирована технология получения TCR-T-клеток, специфичных к опухоль-ассоциированному антигену NY-ESO-1, с использованием имеющегося ретровирусного вектора, кодирующего TCR соответствующей специфичности. Получаемые NY-ESO-1-специфичные Т-клетки будут исследованы in vitro (анализ фенотипа и функций клеток, анализ транскриптома клеток) и in vivo на мышиных моделях ксенотрансплантата опухоли человека (исследование жизнеспособности, распределения, противоопухолевой активности и клеточной кинетики).
Помимо работы с NY-ESO-1-специфичными TCR-T клетками, планируется также оптимизация технологии для ряда других антигенов, ассоциированных с опухолями молочной железы, пищевода, колоректальным раком, меланомой и рядом других (кандидатные антигены: HER-2/neu, MAGE-A1, MUC-1, MART-1).
В рамках второго подхода будет разработана технология получения классических CAR-T-клеток, специфичных к опухоль-ассоциированному антигену GD2, что создаст научно-технический задел для производства CAR-T-клеток против других поверхностных антигенов злокачественных опухолей на базе создаваемой лаборатории. Также, будет изучена противоопухолевая активность полученных CAR-T-клеток в in vivo моделях ксенотрансплатированных солидных опухолей, что позволит сделать вывод о перспективах использования полученных клеток для лечения солидных опухолей человека. Полученные данные смогут способствовать дальнейшей трансляции CAR-T-клеточной технологии в клиническую практику.
В ходе реализации третьего подхода будут разработана технология получения TCR-подобных-CAR-T-клеток, специфичных к комплексам эпитопов внутриклеточных опухоль-ассоциированных антигенов и молекул главного комплекса гистосовместимости (HLA), что имеет ряд преимуществ (описанных далее) по сравнению с классическими TCR- и CAR-T- технологиями.
Таким образом, в результате выполнения проекта будут проведены доклинические исследования и созданы новые оригинальные клеточные протоколы получения TCR-T-клеток, CAR-T-клеток и TCR-подобных CAR T-клеток готовых для проведения ограниченных клинических испытаний адоптивной Т-клеточной терапии онкологических заболеваний.
Важно, что в результате работы будет разработан новый автоматический протокол получения генномодифицированных Т клеток с использованием автоматизированного клеточного процессора CliniMacs Prodigy. Такой децентрализованный подход позволит сделать CAR и TCR Т клеточную терапию значительно более доступной и широко применяемой в клинической практике.