Pokrok v léčbě rakoviny: CAR-T buňky proti solidním nádorům

Zaměstnanci Fraunhofer IZI v místě Leipzig v čisté místnosti při výrobě přípravku CAR T buněk pro klinickou studii ve Würzburgu. © Fraunhofer IZI / Zaměstnanci Fraunhofer IZI pracují v čisté místnosti v místě Leipzig na výrobě přípravku CAR T buněk pro klinickou studii ve Würzburgu. © Fraunhofer IZI

Imunitní buňky pacienta a genetický materiál pro receptor ROR-1 jsou spojeny v kyvetě. Přiložením elektrických impulzů se genetická informace dostává do genomu buňky. © Fraunhofer IZI / Imunitní buňky pacienta a genetický materiál pro receptor ROR-1 jsou spojeny v kyvetě. Přiložením elektrických impulzů se genetická informace dostává do genomu buňky. © Fraunhofer IZI

Nová generace CAR-T buněčné terapie přináší naději v boji proti rakovině. Díky ní by měly být cíleně léčeny nejen krevní nádory, ale také solidní tumory, jako je vaječníkový nebo prsu. Výzkumníci z Fraunhoferu společně s Univerzitní klinikou Würzburg také zefektivnili náročný výrobní proces terapeutik. To by mohlo výrazně zvýšit dostupnost této terapie.

Už několik let patří buněčná imunoterapie k nejúčinnějším metodám léčby rakoviny. Imunitní buňky, takzvané T-lymfocyty, jsou geneticky upraveny tak, aby rozpoznávaly a cíleně napadaly nádorové buňky. U CAR-T terapie (CAR = Chimeric Antigen Receptor) jsou T-lymfocyty vybaveny receptorem, který je naprogramován na specifické povrchové molekuly (antigeny) určitých nádorových buněk. Jakmile se navážou na nádorové antigeny, jsou aktivovány a ničí rakovinné buňky. I u lidí, kteří prošli ozařováním a chemoterapií a jsou považováni za vyčerpané možnosti léčby, nabízí CAR-T terapie stále dobré možnosti léčby a potenciální naději na uzdravení.

Fraunhoferův institut pro buněčnou terapii a imunologii IZI tyto terapie společně s Univerzitní klinikou Würzburg významně rozvinul. Nová varianta terapie má umožnit léčbu i solidních nádorů, například vaječníků, prsu nebo nadledvin. Je to významný pokrok, protože solidní tumory jsou mnohem častější než hematologické nádory, které vznikají v krvi, kostní dřeni nebo lymfatických uzlinách.

Vedení výzkumného projektu na Univerzitní klinice Würzburg a v pobočce Fraunhofer IZI ve Würzburgu má na starosti prof. Dr. Michael Hudecek. Patří mezi průkopníky imunoterapie a podílel se na vývoji první generace CAR-T buněk. Tým kolem Kati Kebbel a Dr. Gerno Schmiedeknecht, vedoucí oddělení GMP pro buněčnou a genetickou terapii (GMP – Good Manufacturing Practice), převzal výrobu terapeutika.

Enzymy pro genetickou modifikaci

Klíčem k dalšímu rozvoji terapie proti solidním typům rakoviny jsou molekuly ROR (ROR = Receptor tyrosinkinázový podobný osamělý receptor) na povrchu nádorových buněk. Tyto molekuly hrají roli pouze během embryonálního vývoje člověka, kdy přispívají k růstu tkání a obnově buněk. V dospělosti jsou molekuly ROR téměř nepřítomné – s výjimkou pacientů s rakovinou. Výzkumný tým upravil T-lymfocyty tak, aby tyto receptory přesně rozpoznávaly právě molekuly ROR.

V rámci společného projektu se výzkumníci také snaží zefektivnit náročný výrobní proces. Pomáhá jim k tomu enzym „Sleeping Beauty“ transposáza. Tento enzym umožňuje začlenění terapeutických genů do genomu buněk. Tým výzkumníků používá enzym jako náhradu virů k genetické modifikaci imunitních buněk. Tato technologie byla vyvinuta prof. Dr. Zoltanem Ivicsem, který nyní také působí v Leipzigu v Fraunhofer IZI. „Tato metoda má výhody z hlediska bezpečnosti a přispívá ke snížení nákladů a složitosti výroby,“ vysvětluje Hudecek.

Výroba v čistém prostředí

Fraunhofer IZI má dlouholeté zkušenosti s vývojem a výrobou buněčných a genetických terapií. Pro aktuální projekt výzkumníci vyvinuli robustní a reprodukovatelný výrobní proces. „Z hlediska farmaceutické kvality a bezpečnosti tento proces splňuje přísné normy platné pro schvalování léků pro klinické studie. To umožňuje překlad do praxe a první použití u pacientů,“ říká Schmiedeknecht.

CAR-T buňky jsou vyráběny z krve pacientů. Bílé krvinky (leukocyty) jsou v klinice shromažďovány v cirkulačním procesu a koncentrovány do leukocytového koncentrátu, který slouží jako výchozí materiál pro výrobu v čistém prostředí Fraunhofer IZI.

Schmiedeknecht popisuje výrobní kroky v čistém prostředí: „V prvním kroku izolujeme T-lymfocyty. Koncentráty leukocytů zpracováváme s paramagnetickými částicemi, na které se T-lymfocyty vážou. Tyto částice jsou přichycené na magneticky nabité koloně, zatímco ostatní složky jsou odmyty. Výsledkem jsou T-lymfocyty s čistotou až 98 procent.“

Po izolaci se buňky zotavují v kultivačním médiu. Následuje klíčový krok: do T-lymfocytů je vložen CAR receptor. K tomu výzkumníci využívají enzym Sleeping Beauty. Po dalších deseti dnech v kultivačním médiu je možné sklízet CAR-T buňky. Ty jsou zmrazené v kapalném dusíku a doručeny do kliniky.

Pacienti dostávají terapeutikum formou infuze. „Už jsme jimi léčili několik lidí, první výsledky jsou slibné. Je to skutečná naděje pro pacienty s solidními tumory,“ těší se Hudecek a doplňuje: „Stále nás však čeká dlouhá cesta klinickým vývojem a pokud budou výsledky studií pozitivní, také schválení.“

„Tím dokládáme, že v Německu jsme schopni vyvíjet i velmi ambiciózní lékařské terapie a rychle je uvádět do praxe ve vysoké kvalitě,“ říká Hudecek.

Rozvinutá CAR-T buněčná terapie otevírá cestu k tomu, aby v budoucnu mohli být lépe léčeni nejen lidé s různými formami rakoviny, ale i další nemoci, jako jsou autoimunitní onemocnění a infekce.