Institutul Ludwig pentru Cercetarea Cancerului a conceput o metodă extrem de eficientă pentru a genera un număr mare de celule imune, special proiectate pentru a recunoaşte neo-antigenul - fragmente mici de proteine care dezvoltă mutaţii aleatoare şi care sunt de obicei unice pentru cancerul unui pacient - şi pentru a distruge tumorile care-l exprimă.
Metoda, numită NeoScreen, îmbunătăţeşte semnificativ identificarea de neo-antigen specific unui pacient şi, în consecinţă, deţine o promisiune considerabilă pentru dezvoltarea imunoterapiilor personalizate pentru cancer. Lucrarea care descrie NeoScreen şi ilustrează utilitatea şi eficacitatea acesteia într-un studiu preclinic, apare în numărul recent al Nature Biotechnology.
„Am vrut să dezvoltăm o metodă mai bună de a identifica neo-antigen exprimat în mod unic de tumorile unui pacient şi de a izola şi extinde eficient celulele imune T - limfocitele infiltrate tumoral (TILs) - direcţionate spontan împotriva lor, întrucât aceste celule rare sunt considerate a fi cele mai bune în distrugerea celulelor canceroase. NeoScreen ne permite să facem toate acestea. Ba mai mult, permite identificarea receptorilor specifici pe care aceste celule T îi folosesc pentru a recunoaşte neo-antigen, ceea ce ne permite să dotăm alte celule T din sângele pacientului cu acest mecanism şi să le folosim pentru imunoterapie personalizată", a declarat Alexandre Harari, care a condus echipa de cercetare.
În mod obişnuit, pentru a identifica neo-antigen şi a produce celule T care-l detectează, cercetătorii izolează TIL-urile dintr-o tumoră pe care le cresc apoi împreună cu alte celule din componenţa tumorii în prezenţa factorilor imuni care stimulează proliferarea celulelor T. Dar pentru că TIL-urile specifice neo-antigenului sunt foarte rare, stimularea angro a creşterii celulelor T duce adesea la o înmulţire excesivă a celulelor T care nu ţintesc în mod specific neo-antigenul. Aceste aglomerări care se întâmplă în culturile celulare nu sunt de dorit pentru că blochează acţiunea acelor celulele T care ţintesc neo-antigenul.
Pentru a aborda această limitare cercetătorii au modificat mai întâi mediul de cultivare a TIL-uri izolate, adăugând un amestec de celule prezentatoare de antigen (APC). APC-urile prezintă celulelor T antigen asociat cu boala şi ajută la activarea şi proliferarea acelor celule care recunosc antigenul prezentat. În loc să folosească APC-uri tipice, cum ar fi celulele dendritice, cercetătorii au proiectat un alt tip de celulă imună, celula B, o celulă de prezentare a antigenului extrem de eficientă. Celulele B au fost considerate ideale pentru acest rol, deoarece există din abundenţă în sânge şi sunt mai receptive la manipularea genetică decât celulele dendritice.
Cercetătorii au folosit apoi metode computaţionale pentru a face analiza genomului celulelor tumorale şi pentru a detecta porţiunile mutante ale proteinelor care puteau fi prezentate ca neo-antigen. Apoi, au impulsionat celulele B modificate genetic cu fragmentele proteice mutante - sau au introdus ADN care să codifice fragmentele mutante în celulele B - pentru a le determina să prezinte antigenul. În final, au cultivat celulele B şi TIL-urile cu celule tumorale izolate din tumoră.
Întrucât recunoaşterea antigenului stimulează proliferarea celulelor T, cultura de celule nou creată a avut ca efect extinderea selectivă şi destul de spectaculoasă a TIL-urilor care recunosc neo-antigenul exprimat de tumoră. Apoi, cercetătorii au izolat acele TIL-uri, au identificat neo-antigenul semnalizat şi au secvenţiat genele care codifică receptorii celulelor T (TCR) care detectează neo-antigenul.
Cercetătorii au arătat că TCR specifice neo-antigenului ar putea fi clonate şi introduse în alte celule T prelevate din sânge pentru a genera cantităţi mari de celule T care ţintesc tumorile.
„Metoda NeoScreen a permis creşterea selectivă a TIL-urilor care ţintesc neo-antigenul melanomului, a cancerelor de colon, pulmonare şi ovariene", a spus George Coukos, directorul filialei Lausanne a Institutului Ludwig pentru Cercetarea Cancerului.
Cercetătorii au testat metoda NeoScreen pentru a vedea dacă ar putea fi folosită şi în terapia cu celule T adoptive, în care celulele T prelevate de la un pacient sunt izolate, înmulţite selectiv şi reintroduse înapoi în pacient. Rezultatul a arătat că celulele T, proiectate pentru a exprima gene TCR identificate prin NeoScreen, au recunoscut neo-antigenul din tumori şi au putut induce regresia respectivelor tumori bine exprimate în modelele de şoareci.
„Metoda NeoScreen ar putea fi, de asemenea, utilizată pentru a identifica neo-antigen în proiectarea vaccinurilor personalizate împotriva cancerului. Vom testa şi acest lucru precum şi alte aplicaţii ale NeoScreen pentru imunoterapie împotriva cancerului la Ludwig Lausanne", a mai spus Coukos.
