Varsler nyt kapitel: Det er muligt at fremstille aktive CAR-T-celler inde i kroppen
For nylig er det blevet slået fast, at det er muligt at fremstille CAR-T-celler inde i kroppen (in vivo) og opnå et immun-respons. Indtil nu er konceptet kun afprøvet i dyremodeller, men potentialet er enormt, vurderer læge Mike Bogetofte Barnkob. Eksempelvis kan in vivo-produktionen bidrage til kraftigt at reducere den tid, svært syge patienter venter på at få den potentielt livreddende behandling.
Under det europæiske CAR-T-cellemøde, der tidligere i år fandt sted i Strasbourg, præsenterede to forskellige videnskabelige grupper ny forskning inden for udvikling af in vivo CAR-T-celler. Det var første gang, at der på mødet var fokus på emnet, og de to præsentationer tiltrak stor opmærksomhed blandt de fremmødte.
Mike Bogetofte Barnkob, læge på afdeling for Klinisk Immunologi ved Odense Universitetshospital og ekstern lektor på Forskningsenhed for Kliniske Immunologi ved Odense Universitet var én af dem, der sad bænkede i salen og med stor interesse lyttede til præsentationerne. De senere år har snakken om in vivo CAR-T-celler ulmet i krogene, og der er udkommet en række videnskabelige artikler – men med de to præsentationer blev for alvor slået fast, at det er muligt at fremstille in vivo CARs og få dem til at generere et respons.
”På mødet fik vi bevis for, at det faktisk kan lade sig gøre at fremstille CAR-T-celler inde i kroppen. Forskerne viste, at de in vivo-fremstillede CARs kunne generere et respons i dyremodeller, vi normalt bruger til at teste ex vivo CARs. Det var proof-of-principle. Der er fortsat en hel masse sikkerhedsaspekter, som skal overvejes, men det er enormt spændende, og strategien rummer et stort potentiale,” siger Mike Bogetofte Barnkob.
Vinder vigtig tid
Én af de åbenlyse fordele ved in vivo CAR-T-celler er, at man ved at fremstille CAR-konstruktet inde i kroppen undgår de høje produktionsomkostninger og den lange ventetid, der er forbundet med de nuværende ex vivo produkter. Det tager typisk flere uger at fremstille et ex vivo CAR-T-produkt. Den relativt lange fremstillingstid er associeret med frafald af patienter, og den risikerer at påvirke outcome af behandlingen negativt. Desuden er det ikke muligt at bruge friske celler, når produkterne er så længe undervejs.
”Kræftpatienter, som er kandidater til CAR-T-behandling, er svært syge, og har behov for behandling hurtigt. Lang ventetid er farligt for en patient i relaps. Så hvis vi kan nedbringe vene-til-vene-tiden ved at fjerne mange af leddene i produktionskæden, så vil det formentlig forbedre den kliniske effekt af CAR-T-behandlingerne – og det kan måske ændre nogle af de negative finansielle udgifter, der er forbundet med denne her type behandling,” siger Mike Bogetofte Barnkob.
Han understreger, at forskningen stadig er i de indledende faser. De fleste studier på in vivo CAR-T-celler er lavet i mus, mens enkelte er lavet på aber.
”Jeg tror, at vi er et stykke fra, at in vivo CARs bliver undersøgt i mennesker. Det ligger mindst et par år ude i fremtiden. Men nogle gange kan man blive overrasket. Hvis industrien beslutter sig for at sætte alle segl ind og investere i en bestemt behandlingsform, så kan det gå virkelig stærkt,” siger Mike Bogetofte Barnkob.
Sikkerheden udfordrer
Ved in vivo CAR-T-behandling indføres genmodifikationen direkte i kroppen via en viral vektor eller en nano-partikel, som specifikt targeterer T-cellerne. Inde i T-cellerne unloades genediteringsværktøjet, hvilket fører til, at CAR-konstruktet udtrykkes på overfladen af T-cellerne. Selve modifikationen af T-cellerne sker således inde i kroppen. Ved ex vivo CAR-T-behandlinger sker modifikationen af T-cellerne i et laboratorie.
Der er en række sikkerhedsudfordringer knyttet til fremstillingen af in vivo CAR-T-celleterapi. Eksempelvis er det uvist, om det er muligt at sikre, at det alene er T-celler, der transduceres med genmodifikationen – og altså kommer til at udtrykke CAR-konstruktet. Ydermere er det meget vanskeligt at lave sikkerhedskontrol på et produkt, der fremstilles inde i kroppen.
”I dag laver vi en masse sikkerhedskontrol på CARs, inden de bliver givet til patienter. Blandt andet tester vi, hvor mange kopier af CAR-konstruktet, der er indsat i T-cellerne for at forebygge, at de udvikler sig til maligne kræftceller. Det sker uhyre sjældent – hvis overhovedet. Sikkerhedskontrol af den karakter kan vi ikke lave, når CARs fremstilles in vivo,” siger Mike Bogetofte Barnkob.
”Når det er sagt, så har vi i mange år lavet genterapi i patienter. Så måske er de her sikkerhedsudfordringer slet ikke så svær en nød at knække, som jeg kan frygte.”
Forskellige strategier
En anden overvejelse handler om leveringsstrategien. En stor andel af de in vivo CARs, der udforskes aktuelt, bliver leveret via virale vektorer, herunder lentivirus, adeno-associeret virus og retrovirus.
”Hvis man indsætter vira i kroppen, vil immunforsvaret reagere og forsøge at fjerne det. Så det kan muligvis blive en udfordring at få unloaded nok genediteringsværktøj i T-cellerne,” siger Mike Bogetofte Barnkob.
Der arbejdes også med nano-partikler, som ’carriers’ (polymer- og lipid nano-partikler). Det fungerer i grove træk på samme måde som de velkendte mRNA-coronavacciner. Ved brug af en viral vektor er det muligt at sikre permanent fremstilling af CAR-T-celler. Med mRNA-strategien persisterer CAR-T-cellerne midlertidigt.
”Jeg mener, at begge strategier har en plads. Umiddelbart ser jeg en fordel ved at anvende virale vektorer til at generere CAR-T-celler hos svært syge kræftpatienter, der har behov for, at sygdommen vedvarende holdes i ave. Og omvendt ser jeg, at mRNA-strategien har sin plads i forhold til de autoimmune sygdomme, hvor der skal sættes ind med behandling mere kortvarigt,” siger Mike Bogetofte Barnkob.
Hvor CAR-T-celleterapien startede som en immunterapeutisk revolution inden for kræft, er behandlingen de senere år begyndt at udvide sit spillerum – og har blandt andet vist potentiale inden for behandling af flere autoimmune sygdomme, hvor dét at eliminere B-celler, er en farbar behandlingsstrategi.
”Immunsystemet påvirker stort set alle sygdomme i alle organer, og potentialet ved CAR-T-celleterapi rækker helt sikkert langt ud over kræftsygdomme. Og at der nu bliver arbejdet for at finde nye metoder til at levere de effektive CARs, kan forhåbentlig få udviklingen til at gå endnu hurtigere. Og paletten af mulige indikationer til at udvides,” siger Mike Bogetofte Barnkob.
Store udfordringer
Hæmatologisk Tidsskrift: Bispecifikke antistoffer har egenskaber, der minder om CARs, og de er off-the-shelf-produkter, der ikke modificeres ex vivo, inden de kan administreres. Er der overhovedet et terapeutisk behov for in vivo CARs?
”Der er ingen tvivl om, at bispecifikke antistoffer er effektive terapier. Udfordringen ved antistoffer i det hele taget er dog, at det er såkaldt ’passiv’ medicin, hvilket betyder, at de virker ved diffusion og ikke kan bevæge sig. CARs er levende medicin, der aktivt bevæger sig imod et inflammeret område, og kan trænge ind i nogle af de tumormiljøer, som antistofferne måske ikke kan. Der er studier, der har vist, at man får bedre depletering af B-celler, hvis man bruger et levende medicin – der kan bevæge sig ind i lymfeknuderne og i knoglemarven – fremfor et antistof,” siger Mike Bogetofte Barnkob.
”Jeg tror på, at jo flere redskaber vi får i vores værktøjskasse, des bedre forudsætninger har vi for at komme sygdommene til livs. Nogle værktøjer virker godt i nogle situationer, mens andre værktøjer er bedre i andre.”
Mike Bogetofte Barnkob er selv involveret i forskning i in vivo CARs. Han har sammen med andre forskere fået bevilget penge til et projekt, der skal undersøge effekten af at behandle solide tumorer med in vivo CARs.
Det har vist sig at være langt mere udfordrende at opnå effekt af CAR-T-behandling i solide tumorer versus i hæmatologiske sygdomme. Det skyldes blandt andet, at solide tumorer er omgivet af et immunsuppresivt mikromiljø, der hæmmer T-celleaktivitet – og dermed reducerer effekten af CAR-T-cellerne. Desuden udgør heterogeniteten af antigener i solide tumorer en udfordring, da det forhindrer CAR-T-cellerne i effektivt at detektere kræftcellerne, hvilket begrænser anti-tumoreffekten væsentligt.
”Det bliver interessant at udforske in vivo CARs til solide tumorer. Det bliver noget med at prøve at ramme tumor med flere forskellige skyts på én gang. Det bliver helt sikkert en stor udfordring – og en langt større én af slagsen, end vi står over for med de hæmatologiske – og de autoimmune sygdomme, fordi solide tumorer er så ekstremt gode til at undertrykke T-celleresponset. Men vi kastede os jo ikke ud i dét, hvis ikke vi troede på det,” siger Mike Bogetofte Barnkob.
De to præsentation om in vivo CARs ved CAR-T-cellemødet i Strasbourg havde følgende titler:
- In vivo site-specific engineering to reprogram T-cells (William Nyberg, Sverige)
- Facilitating CAR-T cell manufacturing: Short-term CAR-T cells and in vivo CAR delivery are moving into clinics (Christian Buchholtz, Tyskland)
