_ Inginerii dezvoltă o metodă nouă pentru fabricarea celulelor CAR T folosind nanoparticule lipidice

Pentru pacienții cu anumite tipuri de cancer, terapia cu celule CAR T a fost nimic mai puțin decât schimbarea vieții. Dezvoltată parțial de Carl June, profesor Richard W. Vague la Perelman School of Medicine, și aprobată de Food and Drug Administration (FDA) în 2017, terapia cu celule CAR T mobilizează propriul sistem imunitar al pacienților pentru a combate limfomul și leucemia, printre alte tipuri de cancer.

Cu toate acestea, procesul de fabricare a celulelor CAR T în sine necesită timp și costisitor, necesitând mai mulți pași pe parcursul zilelor. Procesul implică extragerea celulelor T ale pacienților, apoi activarea lor cu mărgele magnetice minuscule, înainte de a da celulelor T instrucțiuni genetice pentru a produce receptori himeric de antigen (CAR), receptorii specializați care ajută celulele T să elimine celulele canceroase.

Acum, inginerii Penn au dezvoltat o metodă nouă pentru fabricarea celulelor CAR T, una care durează doar 24 de ore și necesită doar un pas, datorită utilizării nanoparticulelor lipidice (LNP), vehiculele puternice de livrare care au jucat un rol critic în Moderna și vaccinurile Pfizer-BioNTech COVID-19.

Într-o nouă lucrare publicată în Advanced Materials, Michael J. Mitchell, profesor asociat în bioinginerie, descrie crearea de „nanoparticule lipidice activatoare” (aLNP), care poate activa celulele T și furniza instrucțiunile genetice pentru CAR într-un singur pas, simplificând foarte mult procesul de fabricare a celulelor T CAR.

„Am vrut să combinăm aceste două domenii de cercetare extrem de promițătoare”, spune Ann Metzloff, un doctorand și cercetător absolvent în laboratorul Mitchell și autorul principal al lucrării. „Cum am putea aplica nanoparticule de lipide în terapia cu celule CAR T?”

În unele moduri, celulele T funcționează ca o unitate militară de rezervă: în vremuri de sănătate, rămân inactive, dar când detectează agenți patogeni, ei mobilizați, extinzându-și rapid numărul înainte de a se întoarce pentru a face față amenințării. Cancerul reprezintă o provocare unică pentru această strategie de apărare. Deoarece celulele canceroase sunt proprii organismului, celulele T nu tratează automat cancerul ca fiind periculos, de unde trebuie mai întâi „activarea” celulelor T și furnizarea de CAR-uri care detectează cancerul în terapia cu celule T CAR.

Până acum. , cel mai eficient mijloc de activare a celulelor T a fost extragerea acestora din fluxul sanguin al pacientului și apoi amestecarea acestor celule cu margele magnetice atașate la anticorpi specifici - molecule care provoacă un răspuns imun. „Margele sunt scumpe”, spune Metzloff. „De asemenea, trebuie să fie îndepărtate cu un magnet înainte de a putea administra clinic celulele T. Cu toate acestea, făcând acest lucru, pierzi și o mulțime de celule T.”

Făcut în principal din lipide, aceleași molecule hidrofuge care constituie grăsimile de gătit de uz casnic, cum ar fi untul și uleiul de măsline, nanoparticulele lipidice s-au dovedit extraordinar de eficiente în furnizarea de sarcini moleculare delicate. Forma lor asemănătoare capsulei poate închide și proteja ARNm, care oferă instrucțiuni celulelor pentru a produce proteine. Datorită utilizării pe scară largă a vaccinurilor COVID-19, spune Metzloff, „Siguranța și eficacitatea nanoparticulelor de lipide au fost demonstrate la miliarde de oameni din întreaga lume.”

Pentru a încorpora LNP-uri în producția de CAR. Celulele T, Metzloff și Mitchell s-au întrebat dacă ar fi posibil să se atașeze anticorpii activatori utilizați pe margele magnetice direct la suprafața LNP-urilor. Utilizarea LNP-urilor în acest fel, au crezut ei, ar putea face posibilă eliminarea completă a necesității de activare a mărgelelor în procesul de producție. „Acesta este nou”, spune Metzloff, „pentru că folosim nanoparticule de lipide nu doar pentru a furniza ARNm care codifică CAR-uri, ci și pentru a iniția o stare de activare avantajoasă”.

Pe parcursul a doi ani, Metzloff a optimizat cu atenție designul aLNP-urilor. Una dintre provocările principale a fost găsirea raportului corect dintre un anticorp și altul. „Au fost o mulțime de alegeri de făcut”, își amintește Metzloff, „deoarece acest lucru nu se făcuse înainte.”

Prin atașarea anticorpilor direct la LNP, cercetătorii au reușit să reducă numărul de pași. implicate în procesul de fabricare a celulelor CAR T de la trei la unu și să reducă la jumătate timpul necesar, de la 48 de ore la doar 24 de ore. „Sperăm că acest lucru va avea un efect transformator asupra procesului de fabricare a celulelor CAR T”, spune Mitchell. „În prezent, este nevoie de atât de mult timp pentru a le realiza și, prin urmare, nu sunt accesibile pentru mulți pacienți din întreaga lume care au nevoie de ele.”

Celulele T CAR produse cu ajutorul aLNP-urilor nu au fost încă testate la oameni, dar la modelele de șoarece, celulele CAR T create folosind procesul descris în lucrare au avut un efect semnificativ asupra leucemiei, reducând dimensiunea tumorilor, demonstrând astfel fezabilitatea tehnologiei.

Metzloff vede, de asemenea, un potențial suplimentar pentru aLNP-uri. . „Cred că aLNP-urile ar putea fi explorate mai larg ca o platformă pentru a livra alte încărcături celulelor T”, spune ea. „Am demonstrat în această lucrare o aplicație clinică specifică, dar nanoparticulele lipidice pot fi folosite pentru a încapsula o mulțime de lucruri diferite: proteine, diferite tipuri de ARNm. Aplicația de celule CAR T pe care am arătat-o ​​aici."

(Fluierul)