معلومة

المعالجة الهندسية لخلايا CD8 T لعدوى فيروس العوز المناعي البشري

المعالجة الهندسية لخلايا CD8 T لعدوى فيروس العوز المناعي البشري


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تعد خلايا CD8 T فعالة في السيطرة على فيروس نقص المناعة البشرية خلال المرحلة المبكرة من الإصابة. ومع ذلك ، بحلول الوقت ، يتحور الفيروس ويطور آلية مراوغة ضد خلايا CD8 T. نظرًا لأن الخلايا السرطانية تطور أيضًا آليات التهرب المناعي ، ويستخدم العلماء العديد من التقنيات لمنع هذه الآلية ، أعتقد أنه سيكون من الممكن أيضًا التحكم في "الهروب الفيروسي". لقد أجريت بعض الأبحاث حول العلاج المناعي لفيروس نقص المناعة البشرية ، ولكن الشيء الوحيد الذي وجدته هو العلاج المناعي القائم على الأجسام المضادة. سؤالي هو ، هل سيكون من الممكن تقنيًا أن يتم تصنيع خلايا CD8 T المخصصة من engnieer والتي ستلوث الخلايا المصابة بفيروس نقص المناعة البشرية؟


يقترح الأشخاص في التعليقات أن هذا من شأنه أن "يدفع المريض إلى الإيدز عاجلاً" ، أو أن هذا لن يكون فعالاً بسبب فيروس كامن. كلاهما غير صحيح.

السؤال يطرح نفسه حول هندسة CD8 مع مستقبلات الخلايا التائية المصممة خصيصًا لفيروس نقص المناعة البشرية. هذا نهج منطقي ، وقد جربته عدة مجموعات:

  • قمع فيروس نقص المناعة البشرية في الجسم الحي بواسطة الخلايا التائية الخاصة بالمستضد المشتقة من الخلايا الجذعية المكونة للدم المهندسة

  • إعادة تكوين وظائف المستجيب المضاد لفيروس نقص المناعة البشرية للخلايا اللمفاوية التائية CD8 T البشرية الأولية عن طريق نقل جينات alphabeta TCR الخاصة بفيروس نقص المناعة البشرية

  • تطوير خلايا CD8 + T التي تعبر عن مستقبلين متميزين خاصين ببتيدات MTB و HIV-1

  • هندسة الخلايا التائية بواسطة مستقبلات الخلايا التائية الوهمية مع خصوصية نوع الجسم المضاد لـ HIV-1 gp120

سيؤدي البحث المختصر في Pubmed إلى ظهور العديد من المقالات الأخرى. دخلت بعض هذه الأساليب في التجارب السريرية ؛ على سبيل المثال:

المشكلة في هذا النهج ليست أنها "ستدفع المريض إلى الإيدز عاجلاً". تتحكم الاستجابة القوية لخلايا CD8 T في فيروس نقص المناعة البشرية جيدًا ، وعلى الرغم من أنه قد يكون أحد العوامل المساهمة في فقدان خلايا CD4 T ، إلا أنه لم يعد يُعتقد أنه سبب رئيسي ، خاصة في المراحل المبكرة من الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية.

المشكلة العامة في السيطرة على CD8 لفيروس نقص المناعة البشرية هي أن الفيروس قادر على التحور لتجنب السيطرة عن طريق CD8s. بشكل أساسي ، يتم التحكم في كل حالة من حالات فيروس نقص المناعة البشرية بشكل فعال عن طريق استجابة خلايا CD8 T في المرحلة المبكرة من العدوى ، ولكن الفيروس بعد ذلك يتحور ويهرب من السيطرة ، ثم تتكيف استجابة CD8 وتتحكم في الفيروس مرة أخرى ، ويتحول الفيروس ويهرب ... يمكن تتبع ذلك وقد تم تتبعه في العديد من المرضى ، مما يُظهر ارتدادات متكررة للفيروس في الدم مرتبطة بتغيرات CD8.

يرتبط التحكم الأفضل في CD8 بفيروس نقص المناعة البشرية باستجابة CD8 أوسع - أي مهاجمة العديد من البروتينات الفيروسية ، لذلك يتطلب هروب الفيروس عدة طفرات متزامنة (أكثر صعوبة بشكل كبير بالنسبة للفيروس). (بدلاً من ذلك ، يمكن أن تهاجم استجابة CD8 عددًا صغيرًا من البروتينات المقيدة للغاية ، بحيث لا يتمكن الفيروس من تغييرها بنجاح. ومع ذلك ، لأسباب تتعلق بتقييد MHC ، يبدو أن هذا يعمل فقط في أقلية صغيرة من الناس. )

ستكون استجابة الخلايا التائية CD8 T المهندسة حتما إلى واحد أو عدد صغير من البروتينات الفيروسية. يشبه هذا من الناحية المفاهيمية الوضع الطبيعي بعد الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية ، مما يعني أن النتيجة يمكن أن تكون هي نفسها - الطفرة الفيروسية والهروب المناعي.

نظرًا لأن هندسة TcR تعني أنه يمكنك اختيار أهدافك بعقلانية ، فقد تكون قادرًا على القيام بعمل أفضل من الوضع الطبيعي ، لكن هذا ليس واضحًا. بشكل عام ، حقيقة أن المجموعات تعمل على هذا النهج منذ عقود ، دون علاج اختراق حتى الآن ، تشير إلى أنه قد يكون مفيدًا ولكنه لن يكون بمثابة ضربة قاسية.


هيكل CD8

يوجد CD8 على شكل ثنائي ثنائي الكبريتيد مرتبط بأي منهما α و β سلسلة أو اثنتين α السلاسل. كشف التركيب البلوري للأحماض الأمينية N-terminal 113 من CD8 البشري عن تماثل مع المجالات المتغيرة للغلوبولين المناعي (Ig) مع تسعة. β خيوط مقسمة إلى قسمين β أوراق ، واحدة من أربعة والأخرى من خمسة خيوط. يوجد جسر ثنائي كبريتيد يشبه Ig من الخيط B إلى الخيط F في CD8α. قد تتشكل رابطة ثاني كبريتيد أخرى بين السيستين في الخيط B والشريط C. تتكون منطقة المفصلة التي تربط المجال الشبيه بالمحطة الأمينية Ig بقطعة الغشاء من 50 وحدة بنائية في α سلسلة و 30 بقايا في β السلسلة ، وكلاهما من المحتمل أن يكون غليكوزيلاتي وسياليلات. مستوى السيالة على β تختلف منطقة مفصل السلسلة باختلاف حالة تنشيط الخلية T وقد يكون لها آثار وظيفية على CD8 (الشكل 1).

شكل 1 . نموذج جزيئي ثلاثي الأبعاد للمنطقة الطرفية N من جهاز homodimer CD8 يتكون من سلسلتين α (A) عرض الشريط ، (B) عرض العصا. تستند البيانات الهيكلية للأحماض الأمينية N-terminal 113 على علم البلورات (قاعدة بيانات البروتين: 1CD8). تم إنشاء النموذج ثلاثي الأبعاد لكل مونومر بإصدار 2.5 من RasMol (Roger Sayle ، Greenford ، Middlesex ، المملكة المتحدة) ، وتم دمج المونومرين كما هو موصوف (Leahy وآخرون(1992) الخلية 68: 1145). يمثل الترميز اللوني المجموعات الأزرق الذي يتوافق مع الحلقة الشبيهة بـ CDR1 والأزرق الفاتح إلى الحلقة الشبيهة بـ CDR2 والجير إلى الحلقة الشبيهة بـ CDR3. تتميز المونومرات في سطوع اللون. (انظر أيضًا لوحة الألوان 11.)


يمكن مقارنة الأنماط الظاهرية المختلة وظيفيًا لخلايا CD4 + و CD8 + T في المرضى الذين يبدأون العلاج بمضادات الفيروسات القهقرية أثناء الإصابة المبكرة أو المزمنة بفيروس HIV-1

أصبح البدء المبكر في العلاج المضاد للفيروسات القهقرية (ART) ممارسة سريرية شائعة وفقًا للإرشادات الحالية التي توصي بالعلاج لجميع المرضى المصابين بفيروس نقص المناعة البشرية -1. ومع ذلك ، من غير المعروف ما إذا كانت المعالجة بمضادات الفيروسات القهقرية التي بدأت خلال المرحلة المبكرة من العدوى تمنع ظهور سمات نمطية غير طبيعية تم الإبلاغ عنها سابقًا في خلايا CD4 + و CD8 + T أثناء الإصابة المزمنة بفيروس HIV-1. في هذه الدراسة المقطعية ، تم الحصول على عينات الدم من 17 مريضًا مصابًا بفيروس العوز المناعي البشري -1 الذين بدأوا العلاج بمضادات الفيروسات القهقرية بعد فترة وجيزة من العدوى (العلاج المضاد للفيروسات القهقرية (ART [EA]) ، 17 مريضًا مصابًا بفيروس نقص المناعة البشرية من الفئة العمرية المتطابقة والذين بدأوا العلاج بمضادات الفيروسات القهقرية خلال المرحلة المزمنة من العدوى (ART المتأخر [LA]) ، و 25 ضوابط غير مصابة بفيروس HIV-1 المتطابق مع العمر. عند جمع العينات ، تلقى المرضى في مجموعات EA و LA العلاج المضاد للفيروسات القهقرية لفترات مماثلة من الوقت. تم قياس مجموع DNA HIV-1 في خلايا الدم البيضاء بواسطة PCR الكمي. تم قياس تركيز 9 عوامل التهابية وعلامة واحدة من التليف ، بما في ذلك sCD14 و β-2 ميكروغلوبولين ، في البلازما. علاوة على ذلك ، تم قياس التعبير عن علامات التنشيط المناعي غير الطبيعي (مستضد كريات الدم البيضاء البشرية - مستضد D المرتبط بـ [HLA-DR] و CD38) ، والإرهاق (الموت المبرمج 1 ، CD28 ، CD57) والتمايز الطرفي (CD127) على CD4 + و CD8 + T الخلايا. تم قياس تكاثر الخلايا التائية من خلال تعبير Ki67. كانت نسخ مجموع DNA HIV-1 في الدم أقل بشكل ملحوظ (P = 0.009) في EA مقارنة مع تلك الموجودة في مجموعة LA. فقط التعبير عن HLA-DR على خلايا CD4 + T ساذجة ميز EA عن LA ، في حين أن التعبير عن 3 علامات سطحية ميز مجموعات الخلايا التائية للمرضى المصابين بفيروس HIV-1 من الضوابط. تضمنت HLA-DR الذي يميز خلايا CD4 + T من EA مقارنةً بعناصر التحكم ، وكذلك CD38 و CD127 على خلايا CD4 + و CD8 + T ، على التوالي ، مما يميز كلا المجموعتين من المرضى عن مجموعة الضوابط. كانت مستويات sCD14 أعلى بشكل ملحوظ في مرضى EA ، وكانت مستويات β-2 مكروغلوبولين أعلى في مجموعة LA مقارنة بالمجموعة الضابطة. تُظهر نتائجنا تعبيرًا مكافئًا غير طبيعي للتنشيط (HLA-DR و CD38 على خلايا CD4 + T) والتمايز الطرفي (CD127 على خلايا CD8 + T) في الخلايا التائية من مرضى EA و LA. كان حجم إجمالي نسخ DNA HIV-1 في دم EA أقل مقارنة بمرضى LA. تشير هذه النتائج إلى أن بعض التشوهات التي تحدث في حجرة الخلايا التائية أثناء الإصابة الأولية بفيروس العوز المناعي البشري -1 قد لا يتم تصحيحها عن طريق العلاج المضاد للفيروسات القهقرية المبكرة.

بيان تضارب المصالح

الكتاب ليس لديهم تضارب المصالح في الكشف عنها.

الأرقام

تعداد خلايا CD4 + T و CD4 + / CD8 + ...

تعداد خلايا CD4 + T ونسبة CD4 + / CD8 + في دم الأفراد الذين عولجوا أثناء ...

تردد خلايا CD4 + و CD8 + T ومجموعاتها الفرعية في PBMCs. ال…

تردد CD38 ++ CD4 + ، HLA-DR + ...

تردد CD38 ++ CD4 + و HLA-DR + CD4 + و CD127− CD8 + T. التردد…

تردد Ki67 يعبر عن ...

تردد Ki67 معربًا عن خلايا CD4 + و CD8 + T. تردد ...

حجم إجمالي نسخ الحمض النووي لفيروس HIV-1 وعلاقته بالسكان الفرعيين للخلايا التائية و ...


دليل على الفعالية العلاجية والقيود الحالية لـ HSCT الذاتي

تم إجراء تجارب سريرية متعددة تهدف إلى تطوير مقاومة العدوى بعد التعديل الوراثي لـ CD4 + أو HSC أو أنها جارية حاليًا في جميع أنحاء العالم. 7 تم توضيح ملخص للتجارب السريرية لـ CD4 + T-cell و CD34 + HSCs المعدلة وراثيًا الحديثة في HIV-1 & # x02013 المرضى المصابين في الجدول 1 . بشكل ملحوظ ، تم الإبلاغ عن مضاعفات طفيفة فقط بعد تسريب الخلايا المعدلة وراثيًا مما يشير إلى أن هذا النهج العلاجي ، على الرغم من تعقيده فيما يتعلق بالإعطاء ، ليس ضارًا من حيث سلامة المرضى. 8،9،10،11 دراسات بواسطة Simonelli وآخرون. أظهر 10 أن تكاثر الفيروس لا يزداد ، وخزانات فيروس نقص المناعة البشرية لا ترتفع فوق مستويات ما قبل الزرع. بالإضافة إلى ذلك ، تم الإبلاغ عن أن الانتعاش المناعي بعد HSCT الذاتي للمرضى المصابين بفيروس HIV-1 & # x02013 متطابق مقارنة بمرضى سرطان الغدد الليمفاوية السلبي لفيروس نقص المناعة البشرية. 10

الجدول 1

ميتسوياسو وآخرون. أبلغ 12 عن نتائج من تجربة سريرية من المرحلة 1/2 تتضمن زرعًا ذاتيًا لـ CD34 + HSCs المعدلة وراثيًا للتعبير عن OZ1 (الريبوزيم ضد vpr و تات إطارات القراءة المتداخلة لـ HIV-1) ، حيث أدى تحديد مستويات 0.38 ٪ في الدم المحيطي إلى نتيجة مفيدة علاجية. عند مقارنة المجموعات التجريبية والضابطة ، انخفض الحمل الفيروسي مع انخفاض معدل انتعاش فيرييميا البلازما مما أدى إلى إطالة المدة قبل إعادة بدء العلاج HAART. الأهم من ذلك ، زادت خلايا CD4 + T في المجموعة التجريبية ، مما يدل على القيمة العلاجية لزرع الخلايا الجذعية السرطانية المعدلة وراثيًا. 12،13 من الصعب تحديد ارتباط دقيق بين الفوائد السريرية بعد تسريب الخلايا الجذعية السرطانية المعدلة وراثيًا مقابل تلك التي تظهر عادةً في أي مكان زرع بعد ضخ HSCs غير المعدلة. سيؤدي استئصال النخاع وإعادة التكوين بعد غرس الخلايا الجذعية السرطانية إلى انخفاض مبدئي في خلايا CD4 + T الطرفية التي تحتوي على الحمض النووي الأولي ، ومع ذلك ، فقد ثبت أن محتوى الحمض النووي الأولي في الدم المحيطي يزداد تدريجياً على الرغم من استمرار العلاج المضاد للفيروسات القهقرية. 14 ، 15

كما لوحظ في التجربة السريرية المذكورة أعلاه ، بالإضافة إلى جميع التجارب السريرية المنشورة حتى الآن والتي يتم فيها حقن الخلايا المعدلة الجينية في مرضى فيروس العوز المناعي البشري -1 ، تظل نسبة منخفضة للغاية من الخلايا المعدلة وراثيًا قابلة للاكتشاف في المرضى الذين تم حقنهم إما بـ HSCs المعدلة وراثيًا أو خلايا CD4 + T. لم تتقدم الدراسات السريرية حتى الآن إلى مرحلة الفعالية ، وسيكون تحديد عتبة HSCs المعدلة وراثيًا اللازمة لتحقيق نتيجة مفيدة سريريًا بشكل فعال عقبة كبيرة بناءً على المستويات التي يمكن تحقيقها حاليًا. 12،13،14،15،16 احتمالية في الجسم الحي لقد ثبت أن الاختيار من خلال تضمين شريط اختيار في ناقلات الفيروسات القهقرية والفيروسات البطيئة فعال للغاية في نموذج الرئيسيات غير البشرية (NHP) بعد العلاج بعوامل العلاج الكيميائي. 17،18 هذا الاحتمال قيد التحقيق حاليًا في تجربة سريرية جارية لمرضى HIV-1 & # x02013 المصابين بسرطان الغدد الليمفاوية (<"type": "Clinical-trial"، "attrs": <"text": "NCT01769911"، "term_id ":" NCT01769911 ">> NCT01769911) ، على الرغم من أن احتمال استخدام عوامل العلاج الكيميائي لمرضى nonlymphoma HIV-1 يعد خيارًا أقل جاذبية.

على الرغم من قيودها ، فقد لوحظ الاختيار الإيجابي لخلايا CD4 + T المعدلة وراثيًا في التجارب السريرية بعد حقن خلايا CD34 + المعدلة وراثيًا وبعد التسريب المباشر لخلايا CD4 + T المعدلة وراثيًا. 11،18 في تجربة سريرية للأطفال ، بودساكوف وآخرون. ذكرت 11 أنه بعد تسريب CD34 + HSCs المعدلة وراثيًا مع جين hum10 ، وهو بروتين Rev سلبي سائد ، زادت خلايا CD4 + T المعدلة وراثيًا من غير قابلة للاكتشاف إلى 1/10000 بعد توقف العلاج. ومع ذلك ، فإن الزيادة في وسم الجينات لم تستمر على المدى الطويل ، وأظهرت هذه الدراسة الميزة الانتقائية لخلايا CD4 + T المقاومة للعدوى. في الجسم الحي. 11 كما قدم التعديل الجيني المباشر والتسريب لخلايا CD4 + T نتائج مماثلة في منح ميزة انتقائية لخلايا CD4 + T التي تعبر عن الجينات المضادة لفيروس نقص المناعة البشرية. عند مقارنتها بخلايا CD4 + T التي تعبر عن جين تحكم ، أظهر الجين المضاد لفيروس نقص المناعة البشرية الذي يحتوي على خلايا CD4 + T زيادة في الاختيار الإيجابي على المدى الطويل والقصير. على غرار النتائج التي أبلغت عنها مجموعة Podsakoff ، خلال فترة تكاثر أعلى للفيروس ، كانت هناك ذروة في الخلايا المحتوية على الجين المضاد لفيروس نقص المناعة البشرية. 18 في المقابل ، فان لونزين وآخرون. لم يبلغ رقم ​​8 عن ملاحظات حول ميزة انتقائية لخلايا CD4 + T المعدلة وراثيًا والتي تعبر عن الببتيد المانع للانصهار mC46. تشمل الأسباب المذكورة لهذه النتيجة استجابة مناعية محتملة ، وتقليل تنظيم تعبير mC46 ، والمضاعفات الناشئة عن خارج الجسم الحي هذا ، بدوره ، يمكن أن يخلق عيبًا في البقاء على قيد الحياة لتكاثر مجموعة الخلايا المعدلة الجينية. 8

هناك حاجة إلى جهود متواصلة لزيادة النسبة المئوية الإجمالية للخلايا المعدلة وراثيًا في الجسم الحي. لقد ثبت أنه على الرغم من المستويات المنخفضة التي لوحظت بعد التسريب الأولي لـ HSCs ، تظل الخلايا المعدلة وراثيًا قابلة للاكتشاف لعدة سنوات بعد زرع HSC ذاتيًا. 8،11،12،13 يمكن استخدام فيروس نقص المناعة البشرية نفسه كعامل انتقائي في الجسم الحي ومع ذلك ، بعد توقف HAART ، من المهم أن نلاحظ في دراسات NHP أن خلايا CD4 + T غير المعدلة تستمر على الرغم من ميزة انتقائية واضحة بعد المرحلة الحادة من العدوى. 17 يشكل استرداد الخلايا غير المعدلة تحديًا كبيرًا في الحفاظ على الخزانات الفيروسية المخفضة بعد توقف HAART.

في القسم التالي ، نقترح أنه لكي تنجح عملية الزرع الذاتي كعلاج بديل للمرضى المصابين بفيروس HIV-1 & # x02013 المصابين ، يجب تحقيق نمط ظاهري يمكن مقارنته بالنخبة أو وحدات التحكم الطبيعية بعد التسريب والتطعيم المقاوم للعدوى والمعدّل وراثيًا HSCs. كما أشرنا سابقًا ، لا يؤدي الزرع الذاتي في حد ذاته إلى القضاء على الخزانات الفيروسية ، بل يؤدي إلى انخفاض كبير في عدد الخلايا المحتوية على الفيروس. 15 إن قدرة مجموعات الخلايا المناعية المطعمة والمقاومة للعدوى على التحكم في تكاثر الفيروس في غياب العلاج بمضادات الفيروسات القهقرية ستحدد إلى حد كبير فعالية الزرع الذاتي كعلاج علاجي للمرضى المصابين بفيروس نقص المناعة البشرية -1 و 2013.


خلايا CAR T لأمراض المناعة الذاتية

العديد من العلاجات الحديثة لأمراض المناعة الذاتية ليست علاجية ، ولها آثار جانبية ملحوظة ولا تعالج جميع المضاعفات المرتبطة بالمرض. وبالتالي ، هناك حاجة ماسة إلى العلاجات التخريبية ، مثل العلاجات القائمة على خلايا CAR T. على سبيل المثال ، يمكن توجيه خلايا CAR T المستجيبة لقتل الخلايا المناعية المرضية لأمراض المناعة الذاتية. بدلاً من ذلك ، نظرًا لأن العديد من أمراض المناعة الذاتية يمكن أن تُعزى إلى مجموعة من الوظائف دون المستوى الأمثل ، والاتجار ، والاستقرار ، ووفرة Tريج الخلايا ، يمكن استخدام CARs لتوجيه T.ريج الخلايا إلى بيئة المناعة الذاتية حيث يمكن تنشيطها وتكاثرها وممارسة وظيفتها القمعية. نناقش كلا النهجين أدناه.

مستقبلات الأضداد الذاتية الخيمرية

في مستقبلات الأضداد الذاتية الكيميرية (CAARs) ، يتكون الجزء خارج الخلية من المستقبلات من هدف البروتين للأجسام المضادة ذاتية التفاعل ، والتي تمكن خلايا CAAR T من تدمير خلايا المناعة الذاتية B بطريقة مماثلة للطريقة التي تستهدف بها خلايا CD19CAR T وتدميرها. خلايا سرطان الدم من الخلايا البائية. وهكذا ، عندما يصادف مستقبل الخلية B (BCR) لخلية المناعة الذاتية B من البركة متعددة النسيلة خلية مستجيبة CAAR T ، يتم تدميرها ولا يمكنها إنتاج الأجسام المضادة الذاتية. تم الحصول على دليل ما قبل السريري للمفهوم من نموذج الماوس المتوافق مع البشر من الفقاع الشائع ، حيث تستهدف خلايا المناعة الذاتية ب desmogleins مما تسبب في ظهور الجلد والأغشية المخاطية الأخرى. يُعالج المرضى المصابون بهذا المرض تقليديًا بالكورتيكوستيرويدات وعوامل أخرى مثبطة للمناعة على نطاق واسع تقلل من الترصد المناعي لكامل الجسم. تتفاعل الخلايا T المستجيبة التي تعبر عن CAAR الذي يتكون من desmoglein 3 مندمجة في مجال إشارات الجيل الثاني 4-1BB-CD3ζ مع BCRs المشابه وتسبب في تحلل الخلايا البائية المسببة للأمراض 86. نظرًا لأن خلايا CAAR T تعمل عن طريق قتل أهدافها الخلوية المتشابهة ، فمن المحتمل أن تنطبق الدروس المستفادة من الدراسات السريرية والمخبرية الجارية للخلايا CAR T المستجيبة لعلاج السرطان على المستجيب للعلاج بالخلايا التائية CAAR أيضًا. يمكن تمديد استخدام خلايا CAAR T المستجيبة لعلاج أمراض أخرى تتوسطها الخلايا B ، مثل الذئبة الحمامية الجهازية أو التهاب المفاصل الروماتويدي. علاوة على ذلك ، يمكن استخدام خلايا CAAR T التي تستهدف جزيء CAR كمفتاح أمان للقضاء على المناعة الذاتية الناتجة عن التسريب السابق لخلايا CAR T المستجيبة 87.

إعادة توجيه الخلايا التائية التنظيمية

في الآونة الأخيرة ، تم الانتهاء من العديد من التجارب السريرية للمرحلة الأولى لاختبار سلامة وجدوى استخدام T polyclonalريج الخلايا لتأخير تطور مرض السكري من النوع 1 ومنع مرض الكسب غير المشروع مقابل المضيف (GVHD) بعد زرع نخاع العظم 88،89،90،91. أظهرت هذه الدراسات الرائدة أن توليد أعداد كبيرة جدًا من T.ريج الخلايا بطريقة متوافقة مع GMP ممكنة 92،93 وتلك الكبيرةريج يتم تسريب الخلايا بشكل جيد من قبل المرضى الذين ليس لديهم دليل على كبت المناعة العالمي. الأهم من ذلك ، لوحظ حدوث GVHD الحاد في المرضى الذين عولجوا مع T الموسعريج تم تقليل الخلايا. علاوة على ذلك ، في دراسة المرضى الذين يعانون من مرض السكري من النوع 1 ، وجد أن T.ريج تم العثور على الخلايا لمدة تصل إلى عام بعد التسريب ، مما يشير إلى أن الحقن T.ريج يمكن أن تستمر الخلايا وبالتالي قد تكون قادرة على تعزيز التسامح على المدى الطويل.

إدخال السيارات في تيريج الخلايا هي طريقة جذابة لتوليد T الخاصة بالمستضدريج الخلايا. بالإضافة إلى تقليل عدد T.ريج الخلايا المطلوبة لاستجابة فعالة 94 ، يجب أن تحد خصوصية المستضد من الاتجار والقمع بعيدًا عن الهدف لـ T المحقونريج الخلايا. ومع ذلك ، هناك اختلافات رئيسية في بيولوجيا T.ريج الخلايا والخلايا التائية المستجيبة ، بما في ذلك استجاباتها لتحفيز TCR 95 ، وربط المستقبل المشترك 96 والسيتوكينات 97 ، التي تثير التساؤل حول مدى قابلية تطبيق البديهيات التي تم إنشاؤها من استخدام خلايا CAR T المستجيبة في مرضى السرطان على CAR Tريج الخلايا.

بالمقارنة مع العلاجات القائمة على CAR لعلاج عدوى فيروس نقص المناعة البشرية والسرطان ، فإن استخدام CAR T.ريج الخلايا لمحاربة المناعة الذاتية هو مفهوم جديد نسبيًا. في دراسة تاريخية ، CAR Tريج تم استخدام خلايا خاصة بحمض السلفونيك 2،4،6-trinitrobenzene (TNBS) في نموذج فأر من التهاب القولون الناجم عن TNBS 98. أظهر المؤلفون أن CAR T.ريج يمكن أن تتكاثر الخلايا بطريقة خاصة بالمستضد وتتراكم في العضو المستهدف لمنع أو تحسين التهاب القولون الناجم عن TNBS عند الجرعات دون المثلى التي يكون عندها T polyclonalريج لم يكن للخلايا أي تأثير وتعزز قمع المتفرج لشكل مختلف من التهاب القولون في وجود مستضد مستهدف. بنيت الدراسات اللاحقة على هذه النتائج من خلال إظهار قدرة CAR T.ريج الخلايا للوقاية و / أو تحسين المرض في نماذج الفئران الأخرى من التهاب القولون 99 ، والسرطان المرتبط بالتهاب القولون 100 والتهاب الدماغ والنخاع التجريبي المناعي الذاتي 101. توفر دراسات الفئران هذه أساسًا منطقيًا قويًا لتحريك CAR T.ريج العلاج بالخلايا في الدراسات قبل السريرية. في المربع 1 ، نناقش سبب اعتبار الزراعة غير المتطابقة مع MHC مؤشرًا جذابًا لاختبار CAR T لأول مرة.ريج الخلايا في العيادة.

الإطار 1 نحو أول تجربة سريرية للعلاج بالخلايا التائية التنظيمية التي تعبر عن CAR

مستقبلات المستضد الكيمري (CAR) - التعبير التنظيمي T (Tريج) الخلايا التي تتعرف على جزيئات HLA (النوع Tريج الخلايا) السيناريو المثالي لاختبار علاجات الخلايا التائية CAR للمناعة الذاتية (انظر الشكل للحصول على سير عمل مثالي). تعد جزيئات HLA البشرية في سياق الزراعة المتباينة لـ HLA أهدافًا مثالية لـ CARs ، حيث أن المستضد وفير ويتم التعبير عنه فقط على العضو المزروع. علاوة على ذلك ، فإن ربط جزيئات HLA بواسطة CAR T.ريج من غير المحتمل أن يكون للخلايا أي تأثير سلبي على وظيفة خلية الكسب غير المشروع ، لأن هذه الجزيئات ليس لها إمكانية الإشارة 134. سيارة خاصة بـ HLA-A2 Tريج تم استخدام الخلايا للحماية من مرض الكسب غير المشروع مقابل المضيف ورفض زرع الجلد في الفئران التي تعاني من نقص المناعة 59،60،61. عربة التسوقريج كان لمجموعات الخلايا التي تم نقلها وتوسيعها في المختبر مستويات طبيعية من تعبير بروتين صندوق الشوكة P3 (FOXP3) وإزالة الميثيل من Tريج منطقة منزوعة الميثيل خاصة بالخلايا والحفاظ على القدرة على التوسع إلى عدد مناسب وعلاجي من الخلايا. الأهم من ذلك ، أن تنشيط CAR تسبب في الحد الأدنى من السمية الخلوية للخلايا المستهدفة 121. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المستويات العالية من الحفظ بين جزيئات معقد التوافق النسيجي الكبير (MHC) والقرد (135) تزيد من إمكانية التقييم المباشر لتركيبات CAR الخاصة بـ HLA البشرية في عمليات زرع الأعضاء من الرئيسيات إلى الرئيسيات. زرع الكبد هو منطقة جذابة لاختبار جميع الأنواع التائيةريج الخلايا. معدلات البقاء على قيد الحياة لمدة عام واحد مرتفعة ، ولكن كبت المناعة على المدى الطويل يمكن أن يقلل من ترصد المناعة المحيطي ويسبب السمية الكلوية في متلقي الكسب غير المشروع. أظهرت الدراسات السريرية الحديثة أنه يمكن فطم بعض متلقي الزراعة بأمان من الأدوية ، مما يخلق سيناريو يكون فيه CAR Tريج يمكن اختبار العلاج الخلوي لقدرته على تعزيز التسامح بعد إزالة كبت المناعة 136137138. بالنسبة لأولئك المرضى الذين يعانون من رفض حاد أثناء عملية الفطام ، يمكن إعادة بدء العوامل المثبطة للمناعة لوقف الرفض. علاوة على ذلك ، تتيح اختبارات وظائف الكبد المراقبة غير الغازية لرفض الكسب غير المشروع ، وتكون الخزعات روتينية إذا لزم الأمر.

اختيار الهدف

على غرار استخدام خلايا CAR T في مرضى السرطان ، الهدف المثالي للمستضد CAR T.ريج سيتم التعبير عن الخلايا في أمراض المناعة الذاتية بشكل كبير على سطح الخلية ، وسيقتصر التعبير على نوع الخلية أو الأنسجة محل الاهتمام (انظر الجدول 2 للمقارنة بين خصائص خلايا المستجيب CAR T و CAR T.ريج الخلايا). لسوء الحظ ، فإن صعوبة تحديد الهدف المثالي لخلايا CAR T الخاصة بالسرطان يتم مشاركتها أيضًا مع CAR T.ريج الخلايا. ومع ذلك ، فإن عواقب التعرف خارج الهدف مختلفة للغاية. يمكن أن يكون لتفاعل خلايا CAR T المستجيبة ضد الأنسجة المستهدفة خارج الورم تأثيرات خطيرة. على سبيل المثال ، تسبب مستقبل عامل نمو البشرة البشري 2 (HER2 المعروف أيضًا باسم ERBB2) - المستجيب المحدد لخلايا CAR T في متلازمة الضائقة التنفسية الحادة القاتلة في مريض واحد بسبب انخفاض مستوى التعبير عن المستضد المستهدف في الرئة 102. على النقيض من ذلك ، فإن تفاعل CAR T.ريج من المحتمل أن يكون للخلايا عواقب أقل خطورة ، حيث من المعروف أن تسريب T polyclonalريج الخلايا لا تسبب عدوى انتهازية أو سرطان 88،89،90،91. ومع ذلك ، فإن الإشارة المقوية التي تمت ملاحظتها في بعض تركيبات CAR 54 قد تعطي CAR T.ريج وبالتالي ، فإن النشاط القمعي التأسيسي للخلايا ، يكون ملف تعريف أمان T غير المعدلريج قد لا تتنبأ الخلايا بملف تعريف الأمان لـ CAR T.ريج الخلايا. مصدر قلق واحد مع التعرف على الهدف ، خارج الأنسجة بواسطة CAR T.ريج الخلايا هي أن هذه الخلايا قد تكون موطنًا بشكل تفضيلي لموقع خارج الأنسجة على حساب المكان المطلوب ، وبالتالي قد تحد هذه الأحواض خارج الأنسجة من فعالية المستضد T الخاص بالمستضد.ريج العلاج الخلوي. علاوة على ذلك ، فإن تراكم T.ريج قد تخلق الخلايا الموجودة في الأنسجة السليمة بيئة مواتية لتكوين الورم أو بقاء العامل الممرض ، ولكن على حد علمنا ، لم يتم معالجة هذا بشكل تجريبي حتى الآن.

استقرار الخلية

إذا تحولت خلية مستجيبة CAR T إلى خلية T مستنفدة أو خلية T.ريج الخلية ، فمن غير المرجح أن يثير هذا أي مخاوف تتعلق بالسلامة. قد يقلل هذا التحويل من فعالية العلاج ، ومن الناحية النظرية ، إذا تم تحويل معظم خلايا CAR T المستجيبة إلى Tريج الخلايا ، فإن هذا يمكن أن يسرع من تطور المرض ، لكن هذا لم يتم ملاحظته في تجارب السرطان حتى الآن. على النقيض من ذلك ، ستثار مخاوف كبيرة تتعلق بالسلامة إذا كانت CAR T.ريج تتحول الخلايا إلى الخلايا التائية المستجيبة ، لأن هذا لديه القدرة على تفاقم تطور المرض.

تظهر الأدلة من دراسات الفئران أنه عندما يكون T.ريج تتعرض الخلايا لحالات التهابية ، وتفقد بعض الخلايا التعبير عن بروتين صندوق الشوكة P3 (FOXP3) وتكتسب الوظيفة المؤيدة للالتهابات 103. وبالتالي ، فإن تحويل CAR T الخاص بالخلاياريج من المحتمل أن تحفز الخلايا في الخلايا التائية المستجيبة قتل خلايا جزيرة البنكرياس وتسريع تطور مرض السكري من النوع الأول بدلاً من تأخيره. هناك طريقة أخرى يمكن أن تظهر بها الخلايا التائية المستجيبة التي تحمل CARs وهي إذا كانت تلوث عزل T.ريج الخلايا التي تستخدم لمصدر المواد. كما ذكرنا سابقًا ، Tريج تعد الخلايا عددًا نادرًا من السكان ، وسيكون تحقيق نقاء بنسبة 100٪ شبه مستحيل باستخدام كواشف GMP الحالية على نطاق سريري. نظرًا لأننا لا نفهم تمامًا كيف تكون خلايا CAR T المستجيبة و CAR T.ريج تتكاثر الخلايا بشكل تفاضلي وحركة المرور في الجسم الحي ، من الممكن أن تتوسع مجموعة صغيرة من خلايا CAR T المستجيبة أو تنقل 104 أسرع بكثير من CAR Tريج الخلايا ، مع عواقب وخيمة. والعكس أيضًا مصدر قلق في أن T.ريج يمكن أن تلوث الخلايا المستجيبة منتجات ضخ الخلايا التائية CAR T. ومع ذلك ، فإن T.ريج يمكن إزالة الخلايا بسهولة من منتج التسريب عن طريق الاختيار على حبات مضادة لـ CD25 قبل النقل ، وظروف المزرعة المستخدمة لتكاثر الخلايا التائية المستجيبة في المختبر لا تفضل Tريج 105.

أمان

تم اقتراح العديد من الاستراتيجيات لتقليل احتمالية أن تعبر الخلايا التائية المستجيبة عن CARs التي من المفترض أن يتم التعبير عنها بواسطة T.ريج الخلايا. أولاً ، سيكون اختيار مادة البداية الأولية أمرًا مهمًا. هندسيا Tريج من المحتمل أن تكون الخلايا المشتقة من دم الحبل السري ، بدلاً من الخلايا أحادية النواة في الدم المحيطي البالغة (PBMCs) ، أكثر أمانًا كمادة أولية لأنها تفتقر إلى الخلايا التائية المستجيبة التي تظهر لاحقًا في الحياة ، ويمكن عزلها بسهولة بالنسبة إلى الخلايا التائية.ريج خلايا من الدم المحيطي ولها نمط ظاهري ساذج مرتبط بـ T.ريج استقرار سلالة الخلية ووظيفتها 106107108. في معظم السيناريوهات التي لا يمتلك فيها المريض دم حبل ذاتي محفوظ بالتبريد ، دم الحبل السري لجهة خارجية Tريج الخلايا هي بديل قابل للتطبيق وآمن يتم استخدامه بالفعل في التجارب السريرية لعلاج GVHD 89،90،93،109. ومع ذلك ، بالنسبة للتطبيقات الأخرى غير GVHD ، فمن غير الواضح كيف يمكن أن تؤثر حالات عدم التطابق المحتملة مع MHC على الثبات طويل المدى ووظيفة T المحقون.ريج الخلايا. في حالة عدم وجود مصدر مناسب لخلايا دم الحبل السري ، يمكن تصنيف PBMCs البالغة على أنها T ساذجةريج علامات الخلايا 106،110،111 بشرط أن يصبح فارز متوافق مع GMP متاحًا تجاريًا.

لاختبار ثبات T موسعريج منتج خلوي ، مثيلة Tريج يمكن أن تعمل المنطقة منزوعة الميثيل الخاصة بالخلية كعلامة لإمكانية تحويل الخلايا التائية المستجيبة 112. يمكن إجراء هذا الاختبار في أقل من 24 ساعة وقد تم تضمينه في معايير إطلاق المنتج الخاصة بـ T الموسعريج 113. أخيرًا ، لقد أظهرنا أن TCR مع تقارب منخفض جدًا للعمل في الخلايا التائية المستجيبة كان قادرًا على منح قمع قوي خاص بالمستضد عند التعبير عنه في T.ريج الخلية 114 ، والتي تشير إلى أن قوة الإشارة المطلوبة لتنشيط T.ريج الخلية أقل من المطلوب لتنشيط الخلايا التائية المستجيبة. وهكذا ، فإن إحدى الطرق التي يتم من خلالها سلامة CAR T.ريج يمكن تحسين العلاج الخلوي من خلال هندسة CAR بحيث يكون لديها قوة إشارة لتعمل في T.ريج خلية ولكن ليست خلية T مستجيبة.

بمجرد إعطاء العلاج الخلوي للمريض ، فإن القدرة على إحداث موت الخلايا المبرمج للخلايا المهندسة يمكن أن تخفف من الآثار الضارة. تم وصف العديد من مفاتيح الانتحار ، حيث يؤدي إعطاء دواء خامل بخلاف ذلك إلى موت الخلايا المبرمج الخاضع للرقابة لمنتج الخلايا التائية CAR T المحمل 115. يمكن تصور مفاتيح أكثر تعقيدًا في المستقبل ، مثل تلك التي تحفز موت الخلايا بشكل مستقل عندما يفقد CAR T تعبير FOXP3ريج الخلايا أو عند تشغيل التعبير عن IL-17 و / أو سيتوكين آخر مؤيد للالتهابات.

أظهرت الدراسات أن T.ريج يمكن للخلايا أن تحفز الخلايا التائية المستجيبة لتصبح خلايا قمعية أيضًا ، من خلال عملية تُعرف باسم تحمل العدوى 116. وهكذا ، فإن سيارة Tريج قد لا تكون الخلايا ضرورية لجميع التأثيرات العلاجية ، بشرط أن تحفز على توليد مجموعة سكانية قليلة النسيلة متينة من Tريج الخلايا. الأخير ، مقدمة من FOXP3 في CAR Tريج قد تساعد الخلايا الخاضعة لسيطرة محفز غير متجانس في الحفاظ على تعبير FOXP3 والنشاط القمعي حتى لو كان طبيعيًا FOXP3 فقد التعبير 117،118،119. كحد أدنى ، من شأن هذا النهج أن يساعد في ضمان أنه إذا كانت T الخاصة بمولد الضدريج فقدت الخلايا نشاطها القمعي ، فإن FOXP3 المعبر عنه خارج الرحم سيقلل من نشاط الخلايا التائية المستجيبة الناتجة.

إرسال الإشارات

لأن المستجيب الخلايا التائية و T.ريج تتمتع الخلايا بمتطلبات تحفيز مشترك مميزة ، فمن الممكن أن يكون مجال التنشيط المشترك الذي يعطي Tريج سيكون النشاط الأكثر قمعًا مميزًا عن مجال التحفيز المشترك الذي ينتج عنه نشاط الخلايا التائية الأكثر فاعلية. علاوة على ذلك ، فإن CAR Tريج قد تحتاج الخلايا إلى أن تكون مصممة بشكل فريد لكل مرض مناعي ذاتي مستهدف ، حيث أن اختيار مجال التحفيز المشترك قد يؤثر على الاتجار و / أو التمثيل الغذائي و / أو بقاء CAR T.ريج الخلايا. ومع ذلك ، تشير الأدلة المتزايدة إلى أن التحفيز المشترك بوساطة CD28 سيكون ضروريًا لـ CAR T.ريج 120 خلية. حتى الآن ، تضمنت كل CAR المنشورة مجال إشارات CD28 98،99،100،101،121،122،123،124،125 حيث من المعروف أن إشارات CD28 ضرورية من أجل T الصحيحريج صيانة الخلايا وانتشارها ووظيفتها 126127. لم يتم إجراء دراسة شاملة تقارن CD28 مع مجالات التحفيز المشترك الأخرى ، وبالتالي ، قد تكون مجالات التحفيز المشترك الأخرى وحدها أو بالاشتراك مع CD28 مفيدة. على سبيل المثال ، يمكن أن تكون المجالات داخل الخلايا لمستضد الخلايا اللمفاوية التائية السامة 4 (CTLA4) 128 ، CD27 (المرجع 129) والمحفز المشترك للخلايا التائية (ICOS) 130 مفيدة كجزء من CAR على أساس أدوارها الموضحة في انتشار وتطوير T.ريج الخلايا.

الجرعات والمثابرة

إن فهم الجرعة المثلى للخلايا التائية التي يتم ضخها في مريض محدد لكل تطبيق من خلايا CAR T سيحسن السلامة والفعالية والجدوى الاقتصادية لهذا النهج 131،132. ومع ذلك ، فإن الخلايا CAR T تعمل كدواء "حي" يصعب التأكد من نصف عمرها ، وبما أن معظم معرفتنا باستمرارية الخلايا CAR T تأتي من قياس وفرتها في الدم المحيطي وليس الأنسجة ، وتحديد الجرعة المثلى من ستكون الخلايا التائية معقدة في أحسن الأحوال وتعتمد على المرض. للدراسات الأولية التي استخدمت T الموسعةريج تجمعات الخلايا لمنع GVHD الحاد ، المرضى الذين تلقوا جرعة أكبر من T الموسعةريج استفاد من الخلايا أكثر من المرضى الذين تلقوا جرعة أصغر 43٪ من المرضى طوروا GVHD منخفض الدرجة في تجربة سابقة بجرعة منخفضة ، في حين طور 9٪ فقط من المرضى GVHD في تجربة الجرعة الأعلى (مقارنة بـ 63٪ للضوابط) 90133. مثل T.ريج الخلايا عبارة عن مجموعة نادرة من الخلايا ، وقد تكون هناك حاجة إلى أنظمة استنبات عالية الكفاءة للوصول إلى الجرعة المستهدفة لـ CAR Tريج خلايا 92105. For transplant applications, in which there is an abundance of antigen, a relatively small dose of CAR Tريج cells may be sufficient if the therapeutic population can be expanded in the patient.

A successful effector CAR T cell therapy is designed to kill every cancer or virus-infected cell in the patient, thereby eliminating the persistence of its target antigen. When target antigen becomes limiting, the pool of infused CAR T cells may retract to a size where it cannot then respond to a recurrence of cancer cells. By contrast, properly functioning CAR Tريج cell therapy will protect its target cells from elimination, and these cells will function as a source of antigen to maintain CAR Tريج cell persistence. Thus, successful CAR Tريج cell therapy will positively support the maintenance of engineered T cells and thus may have an advantage over effector CAR T cells in terms of generating a durable cure.

ملخص

Ultimately, the adaptation of CAR technology to treat autoimmune diseases and to facilitate organ transplantation has shown promise in the laboratory and in small animal models, which sets the stage for organ transplant studies in MHC-mismatched non-human primates. Yet, we must determine the optimal extracellular binding domains, intracellular signalling domains and manufacturing protocols for these CARs before investigating cell dosage, timing and route of administration in the clinic to maximize the safety, efficacy and durability of a cure. Owing to inherent differences between the biology of Tريج cells and the biology of effector T cells, as well as disease-specific requirements, much work remains to be done in developing the prime therapeutic product of CAR Tريج الخلايا.


Immune Cells Genetically Engineered Into Potent Weapons For Battling HIV

By outfitting immune-system killer cells with a new pair of genes, scientists at the Albert Einstein College of Medicine of Yeshiva University transformed them into potent weapons that destroy cells infected with HIV, the virus that causes AIDS. Their novel strategy of genetically engineering immune cells to redirect their infection-fighting ability toward killing HIV-infected cells could lead to an entirely new approach for combating AIDS and other viral diseases.

After someone is infected with HIV, a subgroup of their immune cells known as CD8 cytotoxic T lymphocytes, or CTLs, recognize cells infected with HIV and kill them before they become HIV-producing factories. This CTL activity initially keeps the infection in check.

But then -- largely because these CTLs may not bind tightly enough to the infected cells or because HIV mutates so rapidly -- the virus typically evades and ultimately overpowers the immune system, leading to an increase in viral load that, in the absence of drug therapy, results in AIDS. However, a very small percentage of HIV-infected people known as elite controllers manage to suppress HIV infection for many years.

"Certain of the CTLs of elite controllers may be genetically equipped to bind tightly to HIV-infected cells and destroy them and thereby suppress the infection indefinitely," says Dr. Harris Goldstein, senior author of the study* and Director of the Einstein/Montefiore Center for AIDS Research. "Our idea," says Dr. Goldstein, "was first to identify the elite controllers' "super" CTLs and to isolate the genes that enable these cells to bind tightly to HIV-infected cells and kill them efficiently then we would transfer these genes into CTLs that do not recognize HIV-infected cells and convert them into potent killers of those cells."

After infecting a cell, HIV instructs it to make viral proteins. Tiny bits of these proteins, known as peptides, are displayed on the surface of the infected cell--the cell's way of signaling the immune system that it is infected. Detecting virus-infected cells so they can then be eliminated is the job of CTLs and the protein molecules, known as T-cell receptors, that jut from their surface.

If a CTL's T-cell receptor has the right amino acid sequence, it will recognize the HIV peptide on the infected cell as foreign--prompting the CTL to multiply and attack the infected cell. But all too often, this battle between activated CTLs and HIV-infected cells ends badly. Why, then, are super CTLs of elite controllers so effective in killing HIV-infected cells"

The explanation, the Einstein researchers postulated, is that these CTLs express T-cell receptors that either have a knack for recognizing viral peptides that tend not to mutate, or they bind extremely tightly to HIV-infected cells, enabling the elite controllers to keep their HIV infections under control.

A CTL's T-cell receptor, which is as unique for each CTL as a person's fingerprint, consists of two "chains," alpha and beta. To obtain the blueprint for making exceptionally potent HIV-specific T-cell receptors, the researchers isolated the genes that code for each of the two "chains" from the potent HIV-specific CTL. Then, as a way to efficiently insert both genes into "naïve" CTLs (from people not infected with HIV), they developed an efficient delivery system in which the genes were combined and packaged inside a special type of virus, called a lentivirus. The lentiviruses then inserted these genes into the chromosomes of naïve CTLs obtained from a naïve donor's blood and reprogrammed them into potent HIV-specific CTLs.

"We demonstrated that these genetically reprogrammed CTLs have very strong activity in terms of killing HIV-infected cells in both test tubes and an animal model," says Dr. Goldstein. In some of the animal studies, for example, the researchers injected mice with both HIV-infected human cells and with reprogrammed naïve CTLs into which the HIV-recognizing T-cell receptor genes had been inserted using the lentiviral delivery system. One week later, when the researchers looked for HIV-infected human cells in the animals, they found that the infected cells had virtually been eliminated.

Dr. Goldstein notes that this study was done using genes for just a single CTL T-cell receptor. "To make this strategy even more effective, we're now in the process of isolating a "cocktail" of CTL receptor genes that are specific for many different HIV peptides--an approach analogous to today's combination drug therapy for treating HIV infection," says Dr. Goldstein. "Ultimately, we'd like to remove CTLs from patients, convert them into potent HIV-specific CTLs by inserting a variety of HIV-specific CTL receptor genes, and then re-infuse these fresh, genetically reprogrammed CTLs back into patients. By reinforcing the immune system in this way, we hope to turn the tide of battle against HIV in favor of people infected with the virus."

*The findings appear in the March issue of the Journal of Virology. Besides Dr. Goldstein, other Einstein researchers involved in the study were Aviva Joseph, Jian Hua Zheng, Antonia Follenzi, Teresa DiLorenzo, Kaori Sango, Jaime Hyman, and Ken Cheng. Other researchers were Bruce Walker, Alicja Piechocka-Trocha and Christian Brander of Harvard Medical School and the Howard Hughes Medical Institute Erik Hooijberg of VU University Medical Center of Amsterdam, The Netherlands and Dario Vignali of St. Jude Children's Hospital, Memphis, Tennessee. The research was supported by the National Institutes of Health.


Human memory CD8+ T cells

We conduct innovative studies of human circulating and resident memory CD8+ T cells in health and disease.

CD8+ T cells are absolutely critical for immune control of multiple chronic viral infections, such as HIV, and also represent a major cellular target of immune checkpoint therapies that have entirely revolutionized the treatment outcome in cancer care. However, many still view CD8+ T cells solely as killer T cells eliminating HIV-infected or tumor cells based on concepts from studies of peripheral blood. Emerging data from us and others are demonstrating that most memory CD8+ T cells in human tissues are resident cells with limited recirculation capacity back to peripheral blood. These CD8+ T cells in tissues show differential transcriptional, epigenetic, and functional programming from circulating CD8+ T cells. This is important, as these data indicate that previous studies in blood have largely failed to capture how memory CD8+ T cells function and potentially control human diseases in tissues.

Our group use cutting-edge bulk- and single-cell technologies including 30-parameter flow cytometry, gene-expression, RNA-seq, ATAC-seq, TCR-seq and proteomics analysis to dissect the heterogeneity and function of memory CD8+ T cells. Our lab is located in a vibrant research environment at the Center for Infectious Medicine (CIM) in the top modern ANA Futura laboratories. Here, we function in close conjunction with other research groups at CIM, and also collaborate with clinicians and surgeons at the Karolinska University Hospital Huddinge to receive valuable samples. We also collaborate with other researchers at Karolinska Institutet and Science for Life laboratories in Sweden as well with leading researchers in our field from universities in Denmark, Germany, Great Britain, Spain, and USA.

Through these platforms, we study different aspects of human memory CD8+ T cell biology, with an overall aim to i) identify alternative functions of memory CD8+ T cells in human tissues, ii) delineate the heterogeneity of circulating and resident memory CD8+ T cells in human organ donors and iii) understand how memory CD8+ T cells maintain tumor and HIV control. These different aims are illustrated in the picture.


Engineered, Species-Matched Antibody Allowed for Long-Term CD8+ T-Cell Depletion in Mice

Persistent infection with pathogens such as human immunodeficiency virus (HIV), hepatitis B (HBV) and hepatitis C virus (HCV) affect close to half a billion people worldwide. Despite important progress in treating HIV and the possibility to cure HCV, prophylactic vaccines against HIV or HCV remain out of reach, and the available options to prevent HBV disease progression are unsatisfactory.

In the lab of Prof. Daniel Pinschewer at the University of Basel, Switzerland, researchers are studying mechanisms of effective immune defense in the context of chronic viral infection. Additionally, they work on new viral vector-based vaccine and immunotherapy delivery technology, aimed at preventing or helping to cure persistent viral diseases. As a model of persistent viral infection they study lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV), a natural mouse pathogen, which has been widely exploited by immunologists for almost a century. Over decades LCMV research has contributed to several milestone discoveries in the field such as neonatal tolerance, MHC-linkage of disease, MHC restriction of T cell antigen recognition, viral mutational escape from CD8+ T-cells, CD8+ T-cell exhaustion and most recently the ability to reinvigorate exhausted CD8+ T-cells by anti-PD-1 checkpoint blockade.

Team work to combat persistent viral infection

For several years already, a focus of research in the Pinschewer laboratory has been the contribution of antiviral antibody-producing B cells to CD8-mediated virus control. Detailed studies on the B cell biology of persistent infection were sparked by the initial observation that CD8+ T-cell control of protracted infection failed if not seconded by a potent virus-specific antibody response. This originally unintended journey into new territories of LCMV immunobiology led, amongst other findings, to a better understanding how persisting viruses suppress and evade antiviral B cell responses.

Inability to deplete CD8+ T-cells long-term

Studies on the interdependence of CD8+ T-cells and antibody responses in the control of chronic virus infection necessitate experimental models and approaches to selectively deplete CD8+ T-cells. Clearly, short-term transient depletion of CD8+ T-cells is insufficient to comprehensively address this question. However, the efficacy of the widely used anti-CD8 depletion antibodies is of fairly transient nature. In concert with observations by others, the scientists in Pinschewer’s team found that CD8+ T-cells reemerged after about two weeks, even when the depletion antibody was re-administered throughout. The obvious explanation was that the commonly used CD8 depletion antibodies are of rat origin, thus triggering in mice an anti-rat antibody response that critically shortens the depletion antibody’s bioavailability. In line with this, the same problem was not encountered with CD4 depletion antibodies, which remained effective for several weeks. The interpretation was that anti-rat antibody responses of mice were apparently dependent upon CD4+ T-helper cells, thus the very cells depleted by the anti-CD4 antibody.

A novel tool for CD8+ T-cell research in chronic infection

Recently, however, Pinschewer’s lab has been able to successfully deplete CD8+ T-cells long-term. Surfing the web, Daniel found Absolute Antibody’s recombinant anti-CD8 depletion antibody, which was engineered to have Mouse IgG2a constant domains especially to suit في الجسم الحي الشغل. After contacting Absolute Antibody and receiving the antibody within a few days, Daniel’s team established in mouse experiments that the chimeric antibody, administered at standard doses, depleted CD8+ T-cells to below detection limits in blood for at least two months, thus for much longer periods of time than ever previously observed with the standard rat anti-CD8 antibody.

CD8+ T-cell population in mice treated with anti-CD8 antibody clone YTS 169.4 for depletion and isotype controls.
Mouse IgG2a format (Ab00166-2.0) is shown in purple and Rat IgG2b (Ab00166-8.1) is shown in blue. Unpublished data, courtesy and property of the University of Basel, Switzerland.

The resulting data show that the species-matched engineered antibody was able to deplete CD8+ T-cells in mice more completely and for longer than the traditional rat monoclonal. With companies like Absolute Antibody making recombinant engineered antibody options widely available, all researchers planning an في الجسم الحي antibody study should consider the impact of antibody species and isotype on their research.


دعم المعلومات

S1 Text. Supporting information.

Table A. Summary of log rank test results from Fig D in S1 Text. Table B. Demographic and clinical characteristics of participants in the HEATHER trial included in the analyses. Table C. Correlations of PD-1, Tim-3, Lag-3, PD1/Tim-3, PD1/Lag-3 and Tim-3/Lag-3. Table D. Cox Model adjusted for Tim-3, PD-1, Lag-3, baseline CD4 and ART. Fig A. Gating strategy: proportion of the total CD8 T cell population that express PD-1, Tim-3, Lag-3 or CD38. Fig B. Expression of PD-1, Tim-3 and Lag-3 on CD8 T cells in healthy controls and Primary HIV Infection. Fig C. Impact of Tim-3 and Lag-3 expression on CD38 CD8 T cells on clinical outcome. Fig D. Impact of co-expression at baseline on CD8 T cells of PD-1, Tim-3 and Lag-3 on clinical outcome. Fig E. Gating strategy used for the characterisation of PD-1, Tim-3 and Lag-3 on memory subsets. Fig F. Correlation of CD39 expression with PD-1, Lag-3 and Tim-3.


The authors have no conflicts of interest.

This work was supported by the DC-THERA network, by the Cancer Immunology and Immunotherapy Research Project (EU254), by the Institute for Science and Technology (IWT, IWT-TBM 60511 project), and by the University Research Fund (OZR1801). S.D.A. is a Ph.D. student and J.L.A. a postdoctoral fellow of the Fund for Scientific Research Flanders (FWO). The authors thank Dr. Peter Searle (Cancer Research UK Institute for Cancer Studies, University of Birmingham, UK) for providing the 4-1BBL construct and Elsy Vaeremans, Xavier Debaere, Gwenny De Metter, Inge Betz, Abderahim Hbeddou, and Mattias Van den Abeele for excellent technical support. The authors acknowledge Sarah Maenhout for help with Western blot assays and Jean-Marc Lazou (Department of Cell Biology, Vrije Universiteit Brussel) for help with FACS sorting. The authors thank the staff of the Department of Radiotherapy (UZ Brussel) for irradiating cells. The authors are very grateful to the staff of the Department of Internal Medicine (UZ Brussel) and the Department of Internal Medicine II (Erasmus Medical Center, Rotterdam, The Netherlands) for the recruitment of patients and to all patients who willingly participated in this study.

يرجى ملاحظة ما يلي: الناشر غير مسؤول عن محتوى أو وظيفة أي معلومات داعمة مقدمة من المؤلفين. يجب توجيه أي استفسارات (بخلاف المحتوى المفقود) إلى المؤلف المقابل للمقالة.


شاهد الفيديو: تضاعف الفيروس الإرتجاعي HIV (قد 2022).