Исследование подавления роста опухоли, экспрессирующей раково-эмбриональный антиген, новым высокотехнологичным препаратом карплазмин (CAR-T-терапия) у мышей линии Balb/c nude

Введение. Адоптивная иммунотерапия на основе химерных антигенных рецепторов (CAR) рассматривается как перспективное направление в лечении солидных злокачественных опухолей. Для получения генетически модифицированных Т-лимфоцитов человека в настоящее время чаще всего используется ленти-/ретровирусная трансдукция. Однако проблемы безопасности, связанные с продукцией вирусного вектора и возможной нежелательной модификацией генома, ограничивают клиническую применимость CAR-Т-клеток. Поэтому невирусные методы трансфекции, в частности электропорация с использованием ДНК- или РНК-векторов, активно исследуются как подход для получения CAR-T-лимфоцитов.

Цель исследования – оценка противоопухолевой активности in vivo нового высокотехнологичного лекарственного средства карплазмин, предназначенного для CAR-T-терапии опухолей, экспрессирующих раково-эмбриональный антиген (РЭА).

Материалы и методы. Карплазмин получен методом электропорации активированных лимфоцитов человека плазмидной ДНК, несущей ген CAR 3-го поколения, специфичный к РЭА. Исследование выполнено на модели ксенотрансплантата колоректального рака человека, полученной при интраперитонеальном введении РЭА-положительных клеток линии HCT116 бестимусным мышам линии Balb/c nude. Введение карплазмина проводили 1 раз в неделю, начиная с 3-го дня после прививания клеток HCT116. Мышам 2 контрольных групп вводили либо лимфоциты, подвергнутые электропорации без внесения плазмиды (пульс-лимфоциты), либо культуральную среду RPMI-1640 (группа без лечения).

Результаты. In vivo карплазмин демонстрировал выраженное противоопухолевое действие. Семь еженедельных введений препарата привитым мышам привели к выраженному эффекту противоопухолевой терапии: 80 % животных в экспериментальной группе выжили (при этом у 40 % мышей наблюдалась полная ремиссия без признаков определяемой опухоли), тогда как в контрольной (без лечения) группе 100 % животных погибли.

Заключение. Результаты доклинических исследований эффективности демонстрируют, что карплазмин является перспективным препаратом для терапии РЭА-позитивных интраперитонеальных опухолей.

1. Arabi F., Torabi-Rahvar M., Shariati A. et al. Antigenic targets of CAR T cell therapy. A retrospective view on clinical trials. Exp Cell Res 2018;369(1):1–10. DOI: 10.1016/j.yexcr.2018.05.009

2. Brentjens R.J., Davila M.L., Riviere I. et al. CD19-targeted T cells rapidly induce molecular remissions in adults with chemotherapyrefractory acute lymphoblastic leukemia. Sci Transl Med 2013;5(177):177ra38. DOI: 10.1126/scitranslmed.3005930

3. Kuehn B.M. The promise and challenges of CAR-T gene therapy. JAMA. 2017;318(22):2167–9. DOI: 10.1001/jama.2017.15605

4. Bjerner J., Lebedin Y., Bellanger L. et al. Protein epitopes in carcinoembryonic antigen. Report of the ISOBM TD8 workshop. Tumour Biol 2002;23(4):249–62. DOI: 10.1159/000067255

5. Шишкин А.М. Разработка метода адоптивной иммунотерапии раково-эмбриональный антиген позитивных опухолей человека: автореф. дис. … канд. мед. наук. М., 2015. 22 с.

6. Bojenko V.K., Shramova E.I., Shkoporov A.N. et al. Monomolecular chimeric T-cell receptor to a carcinoembryonic antigen. WO2013154458A2, 2013.

7. Bozhenko V.K., Shramova E.I., Shishkin A.M. et al. Characteristics of new monomolecular chimeric T-cell receptors to carcinoembryonic antigen. Bull Exp Biol Med 2013;156(1): 165–71. DOI: 10.1007/s10517-013-2302-2

8. Skorka K., Ostapinska K., Malesa A. et al. The application of CART cells in haematological malignancies. Arch Immunol Ther Exp (Warsz) 2020;68(6):34. DOI: 10.1007/s00005-020-00599-x

9. Hammarstrom S. The carcinoembryonic antigen (CEA) family: structures, suggested functions and expression in normal and malignant tissues. Semin Cancer Biol 1999;9(2):67–81. DOI: 10.1006/scbi.1998.0119

10. Nap M., Mollgard K., Burtin P. et al. Immunohistochemistry of carcino-embryonic antigen in the embryo, fetus and adult. Tumour Biol 1988;9(2–3):145–53. DOI: 10.1159/000217555

11. Boucher D., Cournoyer D., Stanners C.P. et al. Studies on the control of gene expression of the carcinoembryonic antigen family in human tissue. Cancer Res 1989;49(4):847–52.

12. Zhang C., Wang Z., Yang Z. et al. Phase I escalating-dose trial of CAR-T therapy targeting CEA(+) metastatic colorectal cancers. Mol Ther 2017;25(5):1248–58. DOI: 10.1016/j.ymthe.2017.03.010

13. Yoon S.H., Lee J.M., Cho H.I. et al. Adoptive immunotherapy using human peripheral blood lymphocytes transferred with RNA encoding Her-2/neu-specific chimeric immune receptor in ovarian cancer xenograft model. Cancer Gene Ther 2009;16(6):489–97. DOI: 10.1038/cgt.2008.98

14. Barrett D.M., Zhao Y., Liu X. et al. Treatment of advanced leukemia in mice with mRNA engineered T cells. Hum Gene Ther 2011;22(12):1575–86. DOI: 10.1089/hum.2011.070

15. Mitchell D.A., Nair S.K. RNA-transfected dendritic cells in cancer immunotherapy. J Clin Invest 2000;106(9):1065–9. DOI: 10.1172/JCI11405

16. Emtage P.C., Lo A.S., Gomes E.M. et al. Second-generation anticarcinoembryonic antigen designer T cells resist activation-induced cell death, proliferate on tumor contact, secrete cytokines, and exhibit superior antitumor activity in vivo: a preclinical evaluation. Clin Cancer Res 2008;14(24):8112–22. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-07-4910

17. Wang X., Riviere I. Clinical manufacturing of CAR T cells: foundation of a promising therapy. Mol Ther Oncolytics 2016;3:16015. DOI: 10.1038/mto.2016.15