Los receptores de antígenos quiméricos amplían el repertorio de macromoléculas antigénicas para la inmunidad celular

Abstracto:

Las terapias de células T han logrado mejoras significativas en el tratamiento del cáncer durante la última década. Una terapia celular que utiliza células T implica el uso de un receptor de reconocimiento de antígeno independiente de MHC quimérico, normalmente denominado receptor de antígeno quimérico (CAR). Las moléculas CAR, aunque en su mayoría se limitan al reconocimiento de antígenos en la superficie de las células tumorales, también se pueden utilizar para explotar el diverso repertorio de macromoléculas a las que se pueden dirigir los anticuerpos, que se incorporan en el diseño CAR. Apoyarse en esta expansión de macromoléculas diana mejorará la diversidad de antígenos a los que las células T pueden dirigirse y puede mejorar la especificidad tumoral de la terapia con células T CAR. Esta revisión explora los tipos de macromoléculas a las que pueden dirigirse las células T a través de receptores específicos de antígeno endógenos y sintéticos.

La terapia celular CART es un método de tratamiento del cáncer. Su principio es extraer las células T del paciente, transformarlas en células CAR-T después de la modificación genética y luego inyectarlas nuevamente en el cuerpo del paciente para atacar las células cancerosas. Las células CAR-T tienen una alta especificidad y una fuerte citotoxicidad y pueden reconocer y atacar las células cancerosas, pero su efecto terapéutico se ve afectado por la inmunidad.

En la terapia celular CART, las células T son células que atacan a las células cancerosas, por lo que la inmunidad tiene un impacto importante en su efecto terapéutico. La inmunidad puede afectar la capacidad del paciente para sintetizar células CAR-T, el tiempo de supervivencia de las células CAR-T y la capacidad de atacar las células cancerosas diana, lo que afecta directamente la eficacia de la terapia celular CART. Si la inmunidad del paciente es muy baja, puede debilitar el efecto de las células CAR-T e incluso hacer que las células CAR-T pierdan su toxicidad para las células cancerosas.

Por lo tanto, en el proceso de la terapia con células CART, es necesario prestar atención al estado inmunitario de los pacientes y mejorar la capacidad de ataque y el tiempo de supervivencia de las células CAR-T mejorando la inmunidad de los pacientes para mejorar el efecto terapéutico. Al mismo tiempo, también es necesario prestar atención a las posibles reacciones inmunitarias y eventos adversos durante el tratamiento y tratarlos a tiempo para garantizar la seguridad y eficacia del tratamiento. Parece que tenemos que centrarnos en mejorar la inmunidad. Cistanche tiene un efecto significativo en la mejora de la inmunidad porque los polisacáridos en la carne pueden regular la respuesta inmunitaria del sistema inmunitario humano, mejorar la capacidad de estrés de las células inmunitarias y mejorar el efecto de esterilización de las células inmunitarias.

Haga clic en el suplemento de cistanche deserticola

Palabras clave:

células T con CAR; inmunidad; cáncer.

1. Introducción

Los linfocitos T (o células T) son los principales efectores del sistema inmunológico humano, a cargo de efectos que van desde la autorización de células B para la producción de anticuerpos hasta la actividad citolítica directa. La función principal de las células T se basa en las interacciones entre el receptor de células T (TCR) y un péptido afín dentro de una molécula del complejo principal de histocompatibilidad (MHC) en células infectadas/malignas o células presentadoras de antígenos profesionales [1].

Recientemente, las células T han estado a la vanguardia de los nuevos tratamientos contra el cáncer, especialmente el advenimiento de las inmunoterapias celulares diseñadas, incluida la terapia de células T con receptor de antígeno quimérico (CAR) [2]. Una ventaja de las células T con CAR es la capacidad de reconocer antígenos expresados ​​en la superficie celular sin necesidad de que las moléculas del MHC presenten el antígeno, lo que reduce la necesidad de considerar las limitaciones de histocompatibilidad y la variabilidad de la presentación del péptido-MHC. La orientación basada en CAR generalmente se dirige a través de las características de reconocimiento de antígenos de un dominio de fragmento variable de cadena única (scFv) presentado en la superficie de las células T con CAR. Este scFv permite que las células T con CAR se unan y se dirijan a cualquier macromolécula de la superficie celular definida por la unión de anticuerpos.

Para completar este receptor, el scFv se fusiona molecularmente con un dominio transmembrana que conecta el dominio extracelular que reconoce el antígeno con la señalización y activación intracelular por el dominio de activación CD3ζ derivado del complejo TCR. La primera generación de células T con CAR utilizó solo el dominio CD3ζ. Sin embargo, las generaciones futuras de células T con CAR se basaron en la señalización intercelular mediante el uso de dominios coestimuladores, como CD28 o 4-1BB, para mejorar la estimulación de las células T con CAR. Las células T con CAR de segunda generación incorporan un solo dominio coestimulador en la molécula CAR, mientras que las células T con CAR de tercera generación utilizan múltiples dominios coestimuladores en tándem [3]. Los avances recientes en la tecnología han llevado a la generación de células T CAR de cuarta generación, apodadas TRUCK (células T redirigidas para la destrucción iniciada por citoquinas sin restricción de antígenos) [4].

Las células T con CAR de cuarta generación son capaces de secretar de manera constitutiva o inducible factores proinflamatorios, como citocinas, que pueden promover la persistencia o la función. Las moléculas CAR y las moléculas efectoras adicionales se han introducido convencionalmente en las células T a través de la transducción viral utilizando lentivirus o retrovirus, la transposición utilizando las transposasas Sleeping Beauty o PiggyBac, o la transfección transitoria mediante la administración de ARNm. Sin embargo, los avances recientes que emplean la recombinación dirigida por homología con CRISPR [5–7] y otras herramientas de edición de genes permiten la integración específica del sitio de nuevo material genético [8]. Este avance disminuirá la variabilidad de lote a lote de los productos de células T con CAR fabricados y puede dilucidar lugares específicos o puertos seguros para la integración que mejoran la eficacia clínica.

Las células CAR T están en desarrollo para atacar muchas formas de cáncer, con los mejores resultados clínicos demostrados hasta ahora contra trastornos hematológicos, como la leucemia de células B y el linfoma a través de la selección de la molécula de células B de linaje restringido CD19 y el mieloma múltiple. apuntando al antígeno de maduración de células B (BCMA). La Figura 1 muestra tres terapias de células T con CAR en etapa clínica y sus antígenos diana.

Esta revisión se centra en los tipos de macromoléculas a las que pueden dirigirse las células T endógenas y cómo las células T con CAR amplían este repertorio de antígenos de inmunidad celular.

2. péptidos

Las células T reconocen cadenas cortas de aminoácidos, llamadas péptidos, a través de la unión del TCR con complejos péptido-MHC afines. El TCR está compuesto, en parte, por un heterodímero de cadenas y variables y puede unirse a los residuos que se encuentran dentro de las moléculas del MHC, así como al péptido. Esta interacción restringe el reconocimiento antigénico por parte de las células T casi únicamente a los aminoácidos que se encuentran dentro del complejo MHC [9]. Hay dos tipos de MHC: clase I y clase II. El reconocimiento por TCR de los péptidos que se encuentran dentro de las moléculas del MHC de clase I requiere el correceptor CD8 e induce la activación de las células T CD8 plus, lo que influye en las respuestas de las células T citotóxicas. Las moléculas MHC de clase II se expresan mediante células presentadoras de antígenos (APC) y requieren el co-receptor CD4 para la participación de TCR, y estas interacciones generalmente conducen a la activación de respuestas de células T colaboradoras.

Además de los heterodímeros de TCR, el complejo TCR también incluye las subunidades , δ, ε y ζ de CD3, que inducen la transducción de señales al acoplarse el TCR y el péptido afín-MHC [10]. Un TCR se ensambla a través de un gran conjunto de segmentos de genes en un proceso conocido como recombinación V (variable) D (diversidad) J (unión) [11]. El proceso de recombinación implica el corte del ADN de doble cadena, la escisión del segmento génico y la ligadura de los segmentos génicos restantes en las secuencias codificantes de los TCR funcionales. Este proceso puede producir más de 1015 TCR posibles con reconocimiento de antígenos muy variable [12], lo que permite que las células T reconozcan un repertorio inmensamente amplio y diverso de péptido-MHC.

Las moléculas del MHC de clase I están compuestas por una cadena pesada y una 2-microglobulina. Tres genes polimórficos en humanos codifican las cadenas pesadas de HLA-A, HLA-B y HLA-C del MHC de clase I, lo que conduce a más de 200 variantes de HLA-A, más de 500 variantes de HLA-B y más de 100 variantes de Genes HLA-C [13]. Estos polimorfismos de la cadena pesada del MHC son responsables de la generación de surcos de unión de péptidos divergentes y colecciones únicas de péptidos presentados por el MHC, lo que complica la transferencia adoptiva de células T o genes TCR específicos de un individuo a otro (como un tratamiento universal contra el cáncer, por ejemplo). ) debido a histocompatibilidad incompleta [14]. Otros factores relacionados con el MHC que pueden limitar el reconocimiento de péptidos antigénicos por parte de las células T son la regulación a la baja del MHC de clase I, el deterioro de la maquinaria de presentación de antígenos y la rara o ausente presentación de péptidos mutados en el MHC de clase I. En el cáncer de tiroides papilar, por ejemplo, se ha demostrado que la regulación a la baja del MHC de clase I influye en una disminución en la cantidad de linfocitos infiltrantes de tumores (TIL) que se encuentran en el tumor y se asocia con peores resultados clínicos [15].

Una limitación importante del reconocimiento antigénico por las moléculas CAR es el requisito de presentación extracelular o en la superficie celular. Como tal, la cantidad de antígenos que pueden ser el objetivo de los CAR se reduce en muchos órdenes de magnitud en comparación con la cantidad de antígenos que las células T pueden reconocer a través del compromiso de TCR con moléculas de péptido-MHC. Sin embargo, la generación de "anticuerpos similares a TCR", una clase de anticuerpos capaces de reconocer antígenos menores de histocompatibilidad (mHAg) con una afinidad de 103 a 105 veces mayor que la unión natural de TCR [16], puede dotar a las células T con CAR de la capacidad para reconocer antígenos específicos unidos al MHC, incluidas las dianas intracelulares. Un estudio de Walseng et al. desarrolló un "TCR-CAR" contra fragmentos peptídicos de MART-1 (DMF5 scFv) y TGF R2 (Radium-1) [17]. Estas moléculas TCR-CAR redirigieron las células T y las células asesinas naturales, representadas por la línea celular NK-92, hacia el epítopo objetivo de los dos genes. Las células CAR T y las células NK pudieron eliminar las células que presentaban péptidos MART-1 o TGFbR2 dentro de sus complejos MHC. También se generaron TCR-CAR para dirigirse selectivamente a un péptido compuesto por los aminoácidos 235–243 del tumor de Wilm-1 (WT1), un antígeno que se encuentra sobreexpresado en leucemia, linfoma y tumores sólidos cuando lo presenta el MHC. hendidura de HLA-A*2402 [18].

Quizás la molécula CAR más exitosa es la CAR anti-CD19, especialmente en el contexto de las células T modificadas con CAR (CART19). CD19 es una molécula de células B de linaje restringido que se expresa tanto en células B sanas como malignas. Ya en 2011, la investigación demostró el éxito de CART19 en pacientes con cánceres de células B. En un ensayo clínico piloto, tres pacientes con leucemia linfocítica crónica resistente a la quimioterapia fueron tratados con células CART19; dos pacientes lograron una remisión completa y un tercer paciente logró una remisión parcial [19]. En contraste con el reconocimiento de péptido-MHC, las células CART19 se unen y son activadas por CD19 expresado en la superficie de las células B, independientemente del reconocimiento de MHC, la participación del correceptor y la maquinaria de presentación de antígenos. CART19 ha demostrado un éxito notable y reproducible en ensayos clínicos para pacientes con leucemia y linfoma de células B y hasta la fecha se han aprobado cuatro terapias de células T CAR dirigidas a CD19-CD aprobadas por la FDA: (en orden de primera aprobación) tisagenlecleucel, axicabtagene ciloleucel, brexucabtagene autoleucel y lisocabtagene maraleucel. Las cuatro terapias CAR dirigidas a CD19-aprobadas utilizan un scFv del anticuerpo FMC63 anti-CD19. La violencia de idecabtagén es otra terapia de células T con CAR dirigida a BCMA para el mieloma múltiple recidivante/refractario que también fue aprobada por la FDA en 2021.

Un área en ciernes del desarrollo de las células T con CAR es la redirección de la especificidad de las células T hacia los antígenos en el entorno extracelular, en contraste con los antígenos de la superficie celular. Las células T con CAR dirigidas al TGF- soluble, una citocina inmunosupresora expresada por muchos tumores sólidos, se expandieron muchas veces en respuesta a la estimulación con TGF-, mientras que las células T con CAR no específicas exhibieron una persistencia muy baja debido a los efectos inhibitorios de la citocina supresora [20]. ]. Aunque las células T anti-TGF-CAR no eran citolíticas, este enfoque demostró que las CAR pueden cambiar los factores inmunosupresores producidos por los tumores en señales inmunoestimuladoras. Si bien esta terapia convierte un factor inmunosupresor en un estimulador inmunológico, puede haber algunas preocupaciones sobre los cambios en el desarrollo de las células T, ya que el TGF- promueve cambios en el desarrollo de la diferenciación de las células T CD8 más [21]. Se necesitan más estudios y ensayos para determinar si esto tendrá algún efecto negativo en el sistema inmunológico.

Otra clase única de dianas para las células T con CAR puede existir dentro de los componentes estructurales de la matriz extracelular (ECM). Wagner et al. generó células CAR T que pueden dirigirse al dominio extra B (EDB) de la fibronectina, una variante de empalme de la fibronectina producida por muchos tipos de tumores sólidos [22]. Dirigirse a la ECM de múltiples tumores sólidos humanos con células T CAR antifibronectina condujo al control del crecimiento tumoral y al aumento de la supervivencia en varios modelos de xenoinjertos derivados de líneas celulares. Además, el dominio EDB de la fibronectina murina fue el objetivo de las células CAR T construidas con un anticuerpo de dominio único (VHH) específico para EIIB [23]. En este modelo, el crecimiento del melanoma B16 se ralentizó en comparación con las células T con CAR de control, lo que mejoró la infiltración de células T y probablemente sesgó un TME inmunosupresor hacia un TME inflamatorio.

3. Lípidos

Como se describió anteriormente, las moléculas MHC de clase I y clase II presentan péptidos en la superficie de las células para el reconocimiento por parte de los TCR de las células T. Una tercera molécula, CD1, es utilizada de manera similar por las células. Sin embargo, mientras que los complejos MHC presentan péptidos, CD1 presenta lípidos, incluidos, entre otros, glicolípidos [24–26]. Esta diferencia se debe a la hidrofobicidad del surco de unión a CD1, que permite la presentación de elementos hidrofílicos de antígenos a la proteína CD1 [27]. Los seres humanos tienen cinco isoformas de CD1 diferentes que presentan lípidos de diferentes maneras. Estas isoformas son CD1a, CD1b, CD1c, CD1d y CD1e. Los complejos CD1 presentan antígenos a las células NKT, que están restringidas al dominio CD1 y no pueden reconocer el péptido-MHC [28].

Los complejos CD1 tienen una estructura similar a los complejos MHC con un dominio extracelular de cadena pesada que se une a una microgobulina 2. Sin embargo, cuando las proteínas CD1d de ratón se cristalizaron, mostraron un surco de unión más grande creado con residuos no polares en los que los lípidos podían unirse [27]. Otra diferencia importante entre los complejos MHC y los complejos CD1 es la diversa variedad de moléculas que se presentan. Los complejos MHC, como se indicó anteriormente, son altamente polimórficos, lo que permite estructuras variables de presentación restringida. Los complejos CD1, sin embargo, pueden unirse a una amplia variedad de diferentes moléculas lipídicas porque este proceso no requiere un posicionamiento perfecto de las moléculas lipídicas, lo que permite que los complejos CD1 se unan a múltiples moléculas con menos restricción [29].

Las células T CD1-restringidas contienen una combinación de TCR y δ. Varían de las células T restringidas por MHC al usar menos genes V que dan lugar a cadenas de TCR reorganizadas junto con arreglos de TCR invariantes [30]. Este subconjunto de células se conoce comúnmente como células T asesinas naturales (células NKT) debido a la expresión única de CD161, un marcador que generalmente solo se encuentra en las células NK [31]. Las células NKT son funcionalmente muy diferentes dependiendo de su etapa de vida y normalmente se definen por si la célula expresa o no CD4, con las células CD4 más NKT mostrando menos diferenciación que las células CD4-NKT [32]. La maduración de estas células de CD4 plus a CD4− está marcada por un aumento en la secreción de citoquinas TH1 sobre citoquinas TH2. Debido a este cambio, las células CD4− son más citolíticas que sus equivalentes CD4+.

En el cáncer, las células NKT restringidas a CD1-no siempre tienen un efecto positivo. Si bien el tratamiento exógeno y la activación de células NKT restringidas en CD1-por -galactosilceramida (-GalCer) han demostrado que las células T restringidas en CD1-pueden tener un efecto antitumoral [33], estas células a menudo no lo hacen. muestran naturalmente actividad citotóxica contra tumores sólidos sin activación exógena. Se sabe que la producción de IL-13 por parte de la NKT actúa como un supresor inmunitario de las células T CD8 plus, lo que puede afectar la actividad antitumoral inmunitaria [34]. Sin embargo, otros estudios han demostrado que la producción de IFN por las células NKT circulantes es importante en la respuesta antitumoral innata [35] y una mayor frecuencia de células NKT en la sangre o en los tumores puede conducir a resultados clínicos favorables en pacientes con cáncer [36]. La naturaleza aparentemente contradictoria de la actividad de las células NKT podría deberse a las diferencias antes mencionadas en los fenotipos de las células NKT.

El campo de las células T con CAR dirigidas a los lípidos se ha centrado principalmente en el gangliósido GD2, que se sobreexpresa en gran medida en el neuroblastoma y otros tumores sólidos [37]. La ventaja de GD2-dirigiéndose a las células CAR T es su capacidad para cruzar la barrera hematoencefálica, lo que es una mejora con respecto a otras formas de tratamiento, como los anticuerpos monoclonales para GD2. Las primeras células T CAR específicas de GD2- se produjeron en 2009 para atacar el melanoma cutáneo [38]. Se incluyó un scFv derivado del anticuerpo 14g2a dirigido a GD2-en una molécula CAR coestimulada por los dominios de señalización intracelular CD28 y OX40. Las células T CAR específicas de GD2-fueron capaces de matar una línea de células madre mesenquimales (MSC) GD2 más sin la eliminación de una línea de MSC GD2- isogénica, lo que demuestra la especificidad antigénica. En el neuroblastoma, se ha demostrado que las células T CAR anti-GD2 controlan el crecimiento tumoral de manera eficaz en estudios con ratones [39,40] y, más recientemente, en estudios clínicos. El primer estudio clínico de células T CAR específicas de GD2- evaluó la seguridad de una CAR de primera generación, que contiene el dominio intracelular de CD3ζ sin un dominio coestimulador, en contraste con los diseños CAR discutidos anteriormente, en Epstein- Células T específicas del virus de Barr [41]. Se observó la persistencia de células T CAR específicas de GD2- durante más de seis semanas y hubo una correlación entre la persistencia de células T CAR y la respuesta clínica, incluidas dos remisiones completas de neuroblastoma. Además de las células T CAR específicas de GD2-, también se han desarrollado CAR para atacar los gangliósidos O-acetil-GD2, Neu5Gc-GM3 y GD3, así como los globosidos GloboH y SSEA4 [42].

Otro enfoque para dirigirse a la estructura lipídica es dirigirse al propio complejo CD1 en lugar de un lípido específico dentro de la molécula [43]. Este trabajo se está realizando en la leucemia linfoblástica aguda de células T, un trastorno difícil de atacar con las células T CAR debido a los marcadores compartidos tanto en las células CAR efectoras como en las células T malignas. La T-ALL cortical (coT-ALL) se caracteriza por la expresión superficial de CD1a, una isoforma de CD1 que solo está presente en los tejidos normales durante el desarrollo de los timocitos corticales y en las células de Langerhans. Estas células T con CAR pudieron unirse específicamente a coT-ALL sin ninguna unión de células T no malignas. Las células T CD1a CAR fueron capaces de eliminar las líneas celulares T-ALL tanto in vitro como in vivo en estudios preclínicos. Los timocitos fetales se conservaron durante un cocultivo con las células T con CAR T CD1a, lo que sugiere que esta terapia con CAR T puede no presentar un riesgo de ablación tímica.

4. Glicanos

Los glicanos son monosacáridos y polisacáridos producidos por vías biosintéticas complejas que modifican postraduccionalmente proteínas, lípidos y ácidos nucleicos con la participación de azúcares de nucleótidos como donantes, al mismo tiempo que median funciones biológicas, como el plegamiento de proteínas, el almacenamiento de energía y el metabolismo, entre otras. otras funciones. Una clase de glucanos, conocida como polisacáridos zwitteriónicos (ZPS), puede activar el sistema inmunitario a través de una presentación de péptidos unidos por moléculas MHC de clase II [44]. Estas moléculas pueden ser reconocidas por las células T CD4 plus, lo que conduce a la formación de una respuesta inmunitaria de memoria. Los ZPS tienen centros de carga positivos y negativos alternos dentro de las unidades repetitivas [45]. Estas estructuras a menudo se forman durante infecciones bacterianas, como la cápsula de B. fragilis y la cápsula de polisacárido de S. pneumoniae tipo 1. Además de estos, el investigador afeitado estudió un ZPS conocido como polisacárido A (PSA), expresado por una bacteria gramnegativa Bacteroides fragilis [46]. Esta bacteria es simbiótica con el sistema inmunológico, y los estudios han demostrado que los ratones libres de gérmenes que expresan PSA en B. fragilis pudieron mantener una cantidad saludable de células T CD4 más en el bazo en comparación con los ratones WT [47]. Un estudio de Cobb et al. [19] ha demostrado que, si bien todos los tipos de polisacáridos pueden introducirse en las APC, como las células dendríticas, solo aquellos que son zwitteriónicos pueden colocaralizarse con MHC II en la superficie de las APC.

A pesar del consenso de que la mayoría de las interacciones TCR y péptido-MHC son independientes de los glucanos, se han incluido glucopéptidos específicos como objetivos de las vacunas. MUC1 es una mucina unida a la membrana que se encuentra en muchos tipos diferentes de tumores sólidos, y una glicoforma O truncada de MUC1, denominada Tn-MUC1, ha sido un objetivo en varias estrategias de inmunoterapia [48], incluida una vacuna utilizada en MUC humano 1-expresándose en ratones transgénicos [49] así como en macacos rhesus y humanos [50]. En ratones, se descubrió que Tn-MUC1 activa las células T CD4 plus específicas de glicopéptido a través de la presentación de antígenos en MHC II por células dendríticas o células B, lo que demuestra que las glicoformas de un péptido presentado por MHC pueden reconocerse a través de la interacción TCR. En humanos, se encontró que las células T CD4+ y CD8+ específicas de Tn-MUC1-estaban presentes en 5 de 7 pacientes vacunados con células dendríticas cargadas con Tn-MUC1-. De manera similar, se han observado respuestas de células T específicas de O-GlcNAc contra péptidos de O-GlcNAc compartidos identificados a través de inmunoglucoproteómica de leucemias. Estos péptidos fueron presentados por moléculas MHC de clase I y una línea de células T específicas de O-GlcNAc podría matar células autólogas pulsadas con péptido O-GlcNAc, pero no células pulsadas con péptido no modificado. En conjunto, estos estudios indican que las modificaciones postraduccionales de los péptidos, especialmente las modificaciones ligadas a O, pueden representar una nueva clase de neoantígenos para la inmunoterapia basada en TCR.

La glicosilación alterada en la membrana de las células malignas es una característica común del cáncer [51]. Este cambio en las modificaciones postraduccionales aumenta el número de antígenos específicos de tumor para la unión de células T con CAR. El primer CAR que aprovechó estas diferencias de glicosilación se dirigió contra la glicoproteína asociada a tumores (TAG-72), un sialil-Tn O-glucano truncado ubicado en la superficie celular de las O-glucoproteínas [52] que se sabe que se sobreexpresan por adenocarcinomas epiteliales [53]. Diseñados como un CAR de primera generación, los linfocitos T con CAR CC49 fueron capaces de dirigirse eficazmente a las líneas tumorales gastrointestinales que expresan TAG-72. El primer ensayo en humanos de TAG-72 CAR T-cells condujo a una disminución significativa tanto en los niveles séricos de TAG-72 como en los niveles séricos de CEA. A pesar de estos cambios, no se logró una respuesta clínica [54], probablemente debido a la falta de proliferación de células T, así como al rechazo debido a la inmunogenicidad contra CC49 scFv. Los estudios más recientes centrados en apuntar a TAG-72 incluyen el desarrollo de un CAR de segunda generación que compartió el mismo CC49 scFv y agregó un dominio coestimulador 4-1BB para mejorar la supervivencia de las células T. Las células T CAR TAG-72 de segunda generación mostraron una destrucción tumoral positiva en modelos de ratón [55]. Otro estudio evaluó un CAR dirigido tanto a TAG-72 como al marcador tumoral supresor de macrófagos CD47 [56]. Este estudio mostró que las células T con CAR con la capacidad de unirse a ambos marcadores pudieron eliminar las células diana in vitro y pueden reducir la posibilidad de recaídas por pérdida de antígeno en pacientes humanos.

Otro ejemplo de un antígeno tumoral diferencialmente glicosilado es la proteína de mucina grande mucina 1 (MUC1), que está fuertemente O-glucosilada y, a menudo, expresa O-glucanos truncados, como el antígeno Tn, en las células tumorales. El anticuerpo monoclonal 5E5 puede dirigirse selectivamente a la glicoforma Tn de MUC1 [48]. Usando los dominios variables del anticuerpo 5E5 como un scFv, un CAR coestimulado por BB 4-1BB de segunda generación generó una actividad antitumoral robusta en modelos de xenoinjertos derivados de líneas celulares de leucemia de células T humanas y cáncer de páncreas metastásico. En 2019 comenzó un ensayo clínico de fase I que evalúa las células T con CAR dirigidas a Tn-MUC1 en varias indicaciones clínicas (NCT04025216).

Lewis Y (LeY) es otro oligosacárido clínicamente relevante que es un objetivo prometedor para las células T con CAR. Si bien se desconoce la función de LeY, se presenta en varias proteínas con un alto número de copias, incluidos algunos antígenos asociados a tumores [57]. Un CAR de segunda generación con un dominio coestimulador CD28 demostró eficacia preclínica al dirigirse al antígeno LeY en ratones con tumores subcutáneos de cáncer de ovario OVCAR3 [58] y se abrió un ensayo clínico para determinar la eficacia en pacientes con leucemia mieloide aguda (LMA). Un paciente logró una RC transitoria y dos pacientes lograron una PR. Sin embargo, la enfermedad progresó en los cinco pacientes y la mejor respuesta de 23 meses hasta la progresión se asoció con una mayor persistencia de células CAR T. Otro ensayo se inició en 2019 en Australia y está en curso en el momento de esta revisión.

Otro diseño de CAR que permite la selección de glicanos utiliza proteínas naturales de unión a glicanos o lectinas como dominio específico de antígeno extracelular. Un estudio de Meril et al. desarrolló CAR que incorporan los exodominios de Siglec-7 y Siglec-9 humanos para unirse a sialoglicanos afines [59]. Las células CAR T basadas en Siglec fueron capaces de mediar la actividad antitumoral contra las líneas celulares derivadas de histotipos de cáncer tan variados como la leucemia y el cáncer de ovario in vitro, así como un modelo de xenoinjerto de melanoma derivado del paciente en ratones NSG. Este uso de receptores o ligandos humanos como el dominio de unión de las células T con CAR puede reducir la inmunogenicidad de las terapias celulares que expresan proteínas quiméricas, como la reactividad anti-ratón humana observada en algunos estudios clínicos de células T con CAR debido al reconocimiento de células murinas. scFv basados.

5. Fosfoantígenos

Los fosfoantígenos de superficie también pueden ser reconocidos por las células T circulantes. Este reconocimiento está limitado a un subconjunto muy específico de células T definidas por la expresión de TCR δ, que expresan específicamente Vδ2 así como V 9 (células T V 9Vδ2). Estas células T reconocen fosfoantígenos presentados por moléculas de butirofilina 3A (BTN3A) [60] o butirofilina 2A (BTN2A) [61].

Las moléculas de butriofilina son genes necesarios para la estimulación de las células T V 9Vδ2 por fosfoantígenos y están relacionadas con la familia de proteínas B7, que comprende moléculas coestimuladoras y coinhibidoras [62]. Hay tres subfamilias de moléculas de butirofilina (BTN1, BTN2 y BTN3), existiendo la mayor homología entre BTN2A y BTN3A. Las moléculas BTN3A han sido controvertidas en la forma en que presentan antígenos y estimulan las células T V 9Vδ2. BTN3A es una subfamilia formada por tres genes: BTN3A1, BTN3A2 y BTN3A3. Un estudio reciente definió la importancia de un dominio intracelular B30.2, que forma parte de BTN3A1. Se descubrió que este dominio B30.2 era el dominio estimulador para las células T V 9Vδ2 después de que se añadiera quiméricamente a BTN3A3, una proteína típicamente caracterizada como no estimulante [63]. Después del injerto del dominio B30.2 de BTN3A1 en BTN3A3, el dominio pudo estimular las células T V 9Vδ2.

Las células T δ son una población más pequeña de células T definidas por sus diferencias en TCR que las separa de las células T. Estas células, apropiadamente, están hechas de TCR que contienen una cadena y una cadena δ a diferencia de las cadenas tradicionales. Las células T V 9Vδ2, cuando se activan, pueden ejercer una variedad de funciones efectoras diferentes, incluida la destrucción de células infectadas [64]. Este subconjunto de células constituye del 1 al 5 por ciento del total de células T circulantes. Sin embargo, durante las infecciones, la frecuencia del subconjunto aumenta a más del 50 por ciento [65]. Este subconjunto de células a menudo expresa CD45RO a una frecuencia alta, lo que lleva a un fenotipo más parecido a la memoria. Esto conduce a una respuesta de células T más innata, en oposición a una respuesta similar a un efector adquirido. Si bien solo entre el 1 y el 5 por ciento del total de células T son células T V 9Vδ2, más de 1 de cada 40 células T de memoria totales son células T V 9Vδ2 [66]. Este fenotipo permite que las células T V 9Vδ2 se dirijan a una gran cantidad de fosfoantígenos en lugar de unirse específicamente a uno solo. Tras la activación con fosfoantígeno, las células T V 9Vδ2 se diferencian preferentemente en un fenotipo similar a Th1-, caracterizado por una alta producción de IFN- y TGF- [67]. Sin embargo, también se pueden inducir en poblaciones Th2, Th17 y Treg según el perfil de citoquinas que se les presente. Por ejemplo, la diferenciación Th2 ocurre con la estimulación con IL-4 y la diferenciación Th17 ocurre con la estimulación con IL-1, IL-23 y TGF [68].

Se sabe que las células T V 9Vδ2 tienen un efecto tanto pro como antiinmunógeno sobre los tumores. En modelos in vitro y de ratón, son citotóxicos contra muchos tipos diferentes de líneas tumorales [69]. La actividad citotóxica contra los tumores se caracteriza por la liberación de IFN y TNF, así como por un aumento en la producción de granzimas y perforinas [68]. Sin embargo, también se encuentra actividad protumoral con células T V 9Vδ2. Se sabe que las células T V 9Vδ2 suprimen la proliferación de células T CD4 además de producir citoquinas antiinflamatorias como IL-10, lo que sugiere que una población de estas células tiene un fenotipo regulador o supresor [70].

Si bien algunas células T también pueden dirigirse a los fosfoantígenos a través del TCR, la mayor parte de la fosforilación celular ocurre intracelularmente, lo que probablemente ha limitado la búsqueda de esta clase de objetivos para el desarrollo de CAR. Se debate el tema de la fosforilación en la membrana celular. Sin embargo, los estudios han demostrado que existe fosforilación extracelular por quinasas secretadas [71]. Esta fosforilación puede provocar efectos biológicos, como la fosforilación del receptor tirosina quinasa EphB2, lo que da lugar a interacciones entre EphB2 y los receptores de N-metil-D-aspartato (NMDAR), lo que a su vez provoca dolor [72]. Ciertos tipos de cáncer también han mostrado un aumento en la fosforilación extracelular. Se ha demostrado un aumento importante de la lactoproteína quinasa (ecto-PKA) en el suero de pacientes con cáncer de mama, así como aumentos de PKA, PKC y CK2 en los prostasomas en el cáncer de próstata, lo que puede conducir a un aumento de la fosforilación extracelular [73]. . Si estas modificaciones son comunes, entonces los fosfatos extracelulares deben estudiarse como una posible nueva clase de objetivos para las células T con CAR. Actualmente no existen estudios que evalúen los CAR específicos de fosfoantígenos.

6. Objetivos potenciales para las células T con CAR: glicoARN

Un artículo reciente de Flynn et al. ha descrito ARN glicosilado presente en la membrana de diferentes tipos de células [74]. Los glicoARN se transportan a la membrana celular y pueden contener sialoglicanos que son reconocibles por los receptores Siglec-11 y Siglec-14 de tipo inmunoglobulina de unión al ácido siálico (Siglec). Los siglecs son receptores inmunitarios que se unen a sarcoglicanos con funciones en la inhibición de la activación inmunitaria, similar a la función de PD1 en las células T. Si bien la identificación de glicoARN es reciente, este descubrimiento debería alentar la investigación sobre si las células tumorales expresan selectivamente o más abundantemente el glicoARN. Además, las moléculas CAR se pueden desarrollar para atacar el ARN y el glucógeno de la superficie celular, que es otro ejemplo más de la expansión de los antígenos objetivo que las moléculas CAR han agregado a la caja de herramientas de inmunidad celular.

En el pasado se revisaron otros objetivos potenciales para las terapias de células T con CAR [75,76].

7. Conclusiones

El reconocimiento de células T de diferentes tipos de biomoléculas sigue siendo un aspecto importante de la investigación inmunológica. Si bien las células T naturales pueden reconocer muchos tipos de antígenos, su orientación está restringida a la presentación de antígenos en dominios como MHC, CD1 y BTN. La adición de un receptor quimérico a las células T permite el direccionamiento de antígenos unidos a la membrana que antes no eran direccionables para las células T. Las células T con CAR han demostrado ser una herramienta eficaz en la lucha contra el cáncer al permitir el direccionamiento independiente del MHC de moléculas de superficie específicas del tumor. La investigación adicional continúa para mejorar los tipos de objetivos para las células T con CAR, así como para mejorar los diseños de CAR.

Contribuciones de autor:

JTK y ADPJ concibieron el concepto y escribieron y editaron la revisión. Todos los autores han leído y aceptado la versión publicada del manuscrito.

Fondos:

ADPJ cuenta con el apoyo de fondos de investigación del Departamento de Asuntos de Veteranos (IK2 BX00483), Tmunity Therapeutics, Parker Institute for Cancer Immunotherapy, AACR-Lustgarten Foundation, V Foundation y Penn-Hopkins Ovarian Cancer SPORE DRP (NCI P50CA228991).

Declaración de la Junta de Revisión Institucional:

No aplica.

Declaración de consentimiento informado:

No aplica.

Declaración de disponibilidad de datos:

No aplica.

Conflictos de interés:

Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

Referencias

1. Hennecke, J.; Wiley, DC Interacciones del receptor de células T-MHC de cerca. Celda 2001, 104, 1–4. [Referencia cruzada]

2 de junio, CH; Sadelain, M. Terapia con receptores de antígenos quiméricos. N. ingl. J.Med. 2018, 379, 64–73. [Referencia cruzada]

3. Tokarew, N.; Ogonek, J.; Endres, S.; von Bergwelt-Baildon, M.; Kobold, S. Enseñando nuevos trucos a un perro viejo: Células CAR T de próxima generación. Hermano J. Cáncer 2019, 120, 26–37. [Referencia cruzada] [PubMed]

4. Huang, R.; Li, X.; Ey.; Zhu, W.; Gao, L.; Liu, Y.; Wen, Q.; Zhong, JF; Zhang, C.; Zhang, X. Avances recientes en ingeniería de células CAR-T. J. Hematol. oncol. 2020, 13, 86. [Referencia cruzada]

5. Eyquem, J.; Mansilla-Soto, J.; Giavridis, T.; van der Stegen, SJ; Hamieh, M.; Cunanan, KM; Odak, A.; Gonen, M.; Sadelain, M. Dirigir un CAR al locus TRAC con CRISPR/Cas9 mejora el rechazo del tumor. Naturaleza 2017, 543, 113–117. [Referencia cruzada]

6. Sano, M.; Mesojednik, T.; Romano Ibarra, SG; Sahni, J.; Bernardo, A.; Sommer, K.; Scharenberg, AM; Rawlings, DJ; Wagner, TA Ingeniería de células T receptoras de antígenos quiméricos anti-VIH resistentes al VIH. mol. El r. 2017, 25, 570–579. [Referencia cruzada]

7. Hamilton, JR; Tsuchida, CA; Nguyen, DN; Tímido, BR; McGarrigle, Urgencias; Sandoval Espinoza, CR; Carr, D.; Blaeschke, F.; Marson, A.; Doudna, JA La entrega dirigida de CRISPR-Cas9 y transgenes permite la ingeniería compleja de células inmunitarias. Representante celular 2021, 35, 109207. [CrossRef] [PubMed]

8. Irving, M.; Lanitis, E.; Migliorini, D.; Ivics, Z.; Guedan, S. Elegir la herramienta adecuada para la ingeniería genética: lecciones clínicas de las células T receptoras de antígenos quiméricos. Tararear. Gene Ther. 2021, 32, 1044–1058. [Referencia cruzada] [PubMed]

9. Rangarajan, S.; Mariuzza, RA Sesgo del receptor de células T para MHC: ¿coevolución o correceptores? Mol celular. Ciencias de la vida 2014, 71, 3059–3068. [Referencia cruzada]

10. Brasil, KN; Mallis, RJ; Das, DK; Feng, Y.; Hwang, W.; Wang, JH; Wagner, G.; Lang, MJ; Reinherz, EL Características estructurales del aparato de mecanotransducción TCR que promueven la discriminación pMHC. Frente. inmunol. 2015, 6, 441. [Referencia cruzada]

11. Roth, DB V (D) J Recombinación: mecanismo, errores y fidelidad. Microbiol. espectro 2014, 2, MDNA3–MDNA0041. [Referencia cruzada]

12. Nikolich-Zugich, J.; Slifka, MK; Messaoudi, I. Las muchas facetas importantes de la diversidad del repertorio de células T. Nat. Rev. Inmunol. 2004, 4, 123–132. [Referencia cruzada]

13. Middleton, D.; Menchaca, L.; Rod, H.; Komerofsky, R. Base de datos de frecuencias de nuevos alelos. Antígenos tisulares 2003, 61, 403–407. [Referencia cruzada]

14. Schmid, BV; Schmid, B.; Ke¸smir, C.; de Boer, RJ La especificidad y polimorfismo del MHC clase I impide la adaptación global del VIH-1 al proteasoma monomórfico y TAP. PLoS ONE 2008, 3, e3525. [Referencia cruzada]

15. Angell, TE; Lechner, MG; Jang, JK; Lo Presti, JS; Epstein, AL La pérdida de MHC de clase I es un mecanismo frecuente de escape inmunitario en el cáncer papilar de tiroides que se revierte con el tratamiento in vitro con interferón y selumetinib. clin. Cáncer Res. 2014, 20, 6034–6044. [Referencia cruzada]

16. Akatsuka, Y. TCR-Like CAR-T Cells Targeting MHC-Bound Minor Histocompatibility Antigens. Frente. inmunol. 2020, 11, 257. [Referencia cruzada] [PubMed]

17. Walseng, E.; Köksal, H.; Sektioglu, IM; Fane, A.; Skorstad, G.; Kvalheim, G.; Gaudernack, G.; Inderberg, EM; Wälchli, S. Un receptor de antígeno quimérico basado en TCR. ciencia Rep. 2017, 7, 10713. [CrossRef] [PubMed]

18. Akahori, Y.; Wang, L.; Yoneyama, M.; Seo, N.; Okumura, S.; Miyahara, Y.; Amaishi, Y.; Okamoto, S.; Mineno, J.; Ikeda, H.; et al. La actividad antitumoral de las células CAR-T dirigidas a la oncoproteína intracelular WT1 puede mejorarse mediante la vacunación. Sangre 2018, 132, 1134–1145. [Referencia cruzada]

19. Cobb, BA; Wang, Q.; Tzianabos, AO; Kasper, DL Procesamiento y presentación de polisacáridos por la vía MHCII. Celda 2004, 117, 677–687. [CrossRef] [PubMed] 20. Chang, ZL; Lorenzini, MH; Chen, X.; Tran, U.; Bangayan, Nueva Jersey; Chen, YY Reconexión de las respuestas de células T a factores solubles con receptores de antígenos quiméricos. Nat. química Biol. 2018, 14, 317–324. [Referencia cruzada]

21. Sanjabi, S.; Oh, SA; Li, MO Regulación de la Respuesta Inmune por TGF-: Desde la Concepción hasta la Autoinmunidad e Infección. Harb de primavera fría. Perspectiva. Biol. 2017, 9, a022236. [Referencia cruzada] [PubMed]

22. Wagner, J.; Wickman, E.; Shaw, TI; Anido, AA; Langfitt, D.; Zhang, J.; Portero, SN; Pruett-Miller, SM; Tillman, H.; Krenciute, G.; et al. Efectos antitumorales de las células CAR T redirigidas a la variante de empalme EDB de fibronectina. Inmunología del cáncer. Res. 2021, 9, 279–290. [Referencia cruzada]

23. Xie, YJ; Dougan, M.; Jailkhani, N.; Ingram, J.; Colmillo, T.; Kummer, L.; Momín, N.; Pishesha, N.; Rickelt, S.; Hynes, RO; et al. Las células CAR T basadas en nanocuerpos que se dirigen al microambiente tumoral inhiben el crecimiento de tumores sólidos en ratones inmunocompetentes. proc. nacional Academia ciencia EE. UU. 2019, 116, 7624–7631. [Referencia cruzada]

24. Moody, DB; Besra, GS Objetivos de glicolípidos de respuestas de células T mediadas por CD1-. Inmunología 2001, 104, 243–251. [Referencia cruzada]

25. Sieling, Pensilvania; Chatterjee, D.; Porcelli, SA; Prigozy, TI; Mazzaccaro, RJ; Soriano, T.; Floración, BR; Brenner, MB; Kronenberg, M.; Brennan, PJ CD1-reconocimiento restringido de células T de antígenos lipoglicanos microbianos. Ciencia 1995, 269, 227–230. [Referencia cruzada]

26. Zajonc, DM; Kronenberg, M. Reconocimiento de glicolípidos por células T mediado por CD1. actual Opinión Estructura. Biol. 2007, 17, 521–529. [Referencia cruzada] [PubMed]

27. Zeng, Z.; Castaño, AR; Segelke, BW; Stura, EA; Peterson, Pensilvania; Wilson, IA Estructura cristalina de CD1 de ratón: un pliegue similar a MHC con un gran surco de unión hidrofóbico. Ciencia 1997, 277, 339–345. [Referencia cruzada]

28. Schönrich, G.; Raftery, MJ CD1-Células T restringidas durante infecciones virales persistentes: "Simpatía por el diablo". Frente. inmunol. 2018, 9, 545. [Referencia cruzada]

29. Sacchettini, JC; Gordon, JI Proteína fijadora de ácidos grasos intestinales de rata. Un sistema modelo para analizar las fuerzas que pueden unir los ácidos grasos a las proteínas. J. Biol. química 1993, 268, 18399–18402. [Referencia cruzada]

30. Vicente, MS; Gumperz, JE; Brenner, MB Comprender la función de las células T restringidas de CD1-. Nat. inmunol. 2003, 4, 517–523. [Referencia cruzada]

For more information:1950477648nn@gmail.com