西湖大学询查团队成立新式CAR
嵌合抗原受体(Chimeric Antigen Receptor,CAR)T细胞疗法,是一种新式癌症诊治顺次。这种诊治通过基因工程改造患者的T细胞,支配CAR结构的胞外抗原联接结构域识别肿瘤细胞名义抗原并通过胞内信号域激活T细胞,灵验地识别并袭击肿瘤细胞。CAR在血液系统恶性肿瘤的诊治界限照旧取得了高大见效,国表里已有多款针对血液肿瘤的CAR T药物上市。
然则CAR-T疗法针对胶质母细胞瘤(Glioblastoma,GBM)在内的诸多实体瘤成果却极端有限。为了进一步提高CAR-T细胞在诊治实体瘤时的疗效,刻下大大批询查力图于编削CAR T细胞内的共刺激信号传导结构域或通过基因剪辑系统重编程细胞气象,以达到提高其诊治实体瘤时的疗效的见识。
而动作肿瘤细胞特异性识别的中枢部件,CAR-T细胞的细胞外抗原联接结构域,基本上沿用初代CAR-T吸收单链抗体(Single-chain Fragment variable, scFv)的盘算。然则,scFv由单克隆抗体的轻链(VL)和重链(VH)通过Linker不时而成,因此scFv的重、轻链易发生空幻鸠合和折叠,结构褂讪性较差,不仅影响了T细胞识别抗原细胞能力,还可引起非抗原依赖性的T细胞激活,导致T细胞的过早耗竭,极大的镌汰了CAR-T疗法的诊治成果。因此,成立不依赖于传统scFv的CAR-T抗原联接结构域的新策略,可能为提高CAR-T细胞诊治实体瘤疗效提供热切的支柱。
近日,西湖推行室谢琦团队与曹龙兴团队协作在Nature Biomedical Engineering杂志发表了题为“Targeting overexpressed antigens in glioblastoma via CAR-T cells with computationally designed high-affinity protein binders”的询查论文。该询查基于操办卵白质盘算的顺次重新盘算并筛选得到了针对胶质母细胞瘤名义的高抒发的肿瘤抗原EGFR和CD276两个靶点高亲和力的迷你联接卵白(Binder)CAR结构,同现阶段临床推行中的研究靶点的scFv CAR结构比较较,在临床前模子中Binder CAR权臣提高了CAR-T疗法关于胶质母细胞瘤的诊治成果。
询查团队成立了一套使用Binder代替传统scFv动作抗原联接结构域的新式CAR构建策略,用于灵验识别肿瘤名义抗原,并提高CAR T疗法关于胶质母细胞瘤的诊治成果。该策略从已知癌症靶场所卵白结构脱手,选择符合的靶卵白名义,并支配游离氨基酸匹配和空间匹配算法赢得与该名义契合的Binder空间位置,使用Rosetta平台,通过能量打分函数对Binder的氨基酸序列进行盘算,并进行多轮迭代优化,得到了关于肿瘤靶标具有精采的褂讪性和精采的识别联接能力的Binder卵白(约55-60个氨基酸)。再将优化完成的Binder卵白与二代CAR结构进行拼装,并在体内体外多头绪考据其生物学功能。
询查团队率先从已报说念的EGFR binder脱手,用于考据Binder CAR-T该项盘算的可行性。他们尝试将EGFR binder整合入具有4-1BB或是CD28共刺激结构域的二代CAR结构中,同期吸收现阶段临床推行进行中的研究靶点的EGFR scFv结构也用相同的策略构建产生scFv CAR动作推行对照(图1)。
图1 EGFR binder或EGFR scFv CAR结构的盘算默示图
询查团队对Binder CAR-T的性质进行了系统性的功能分析,包括在CAR-T细胞在体外与胶质母细胞瘤干细胞或胶质母细胞瘤原代肿瘤细胞的体外共培养体系中评估Binder CAR-T与传统scFv CAR-T肿瘤杀伤,细胞增殖、细胞毒性细胞因子分泌和T细胞耗竭以及转录组水平变化等多个见识。推行截止表现,EGFR binder CAR-T细胞在通盘这些方面的默契皆较着优于EGFR scFv CAR-T细胞,其在面临高负荷的肿瘤压力的情况下,Binder CAR-T看守了更高的肿瘤杀伤能力,更高的细胞因子分泌水平以及较强的细胞增殖能力,而况在肿瘤负荷下默契出较低的肿瘤耗竭见识的抒发。而在小鼠原位胶质母细胞瘤异种移植模子(Patient derived xenografts model,PDX model)以及免疫健全小鼠模子中,EGFR binder CAR-T细胞相较于传统EGFR scFv禁绝了肿瘤助长,权臣延伸了小鼠的糊口时候,展现出超卓抗肿瘤功效,以及无较着的毒反作用(图2)。
图2 EGFR binder相较于EGFR scFv CAR T在PDX小鼠模子中具备更好的疗效
为了进一步考据Binder CAR T设政策略的是否具备有广谱的适用性,该询查团队沿用研究策略,重新盘算了一种专诚针对另一种胶质母细胞瘤抗原CD276的binder CAR-T。与CD276 scFv CAR-T细胞比较,工程改造的CD276 binder CAR-T细胞也在体外和体内均默契出超卓的肿瘤杀伤能力,这标明Binder CAR-T策略对不同靶点均具有可行性。
要而言之,该询查成立了基于卵白质重新盘算工夫的Binder卵白替代传统的scFv动作CAR T抗原联接域的新策略,在临床前模子中展示出了优异的抗肿瘤成果。基于此,在西湖大学和西湖推行室的率性支柱下,该询查团队和临床病院协作,正在开展基于CD276 binder CAR-T诊治复发性胶质母细胞瘤的询查者发起的临床推行(IIT),期待为胶质母细胞瘤的诊治提供新助力。(源泉:西湖大学)
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