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CAR-T疗法在崛起中的发展
2019年06月12日    阅读量:832    新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

虽然基因编辑技术在过去几年中已经爆发,但另一种基因调控技术也在加速:RNA干扰(RNAi)。RNAi通过与基因相应的mRNA分子结合来干扰基因表达,而不是像CRISPR等基因编辑器那样物理地改变DNA序列。与基因编辑不同,RNAi不是一个完整的“开/关”开关,因为它不会永久改变遗传密码,可能允许少量的基因表达中国化工网okmart.com


除了被探索作为新的治疗途径之外,RNAi可用于改变细胞中的基因表达并产生细胞疗法,例如CAR-T疗法。


CAR-T治疗基础和其他同种异体CAR-Ts的发展


CAR-T细胞是经过工程改造以表达识别特定类型癌细胞的受体(称为嵌合抗原受体或CAR)的T细胞。这些改变的T细胞现在可以特异性地识别和攻击癌细胞。用于产生CAR-T细胞的细胞工程通常通过使用病毒载体将所需DNA添加到细胞中来实现,但也可以通过基因编辑和RNAi实现。


目前批准的CAR-T疗法是自体的或患者特异性的,因此它们不能用于多个患者。下一个主要障碍将是批准同种异体或“现成的”CAR-T疗法。同种异体CAR-T细胞是理想的,因为它们可以从健康的供体细胞产生,经过工程改造以表达所需的CAR,然后用于任何患者。


大多数其他同种异体CAR-T疗法涉及用CRISPR或转录激活因子样效应核酸酶(TALEN)进行基因编辑。Cellectis正在开发四种同种异体(或“通用”)CAR-T疗法:UCART123,用于治疗CD123 +白血病细胞,例如大多数急性髓性白血病(AML)患者,目前正在进行成人AML的1期试验。耐心; UCART22,TALEN基因编辑的CAR-T细胞,用于治疗CD22 +急性淋巴细胞白血病(ALL)前体B细胞,目前正处于成人B细胞ALL患者的1期试验中; UCARTCS1,基因编辑的CAR-T细胞用于治疗CS1 +血液系统恶性肿瘤,如多发性骨髓瘤(MM),已被FDA批准为开始临床试验; 和UCARTCLL1,基因编辑的CAR-T细胞,用于治疗CLL1 +血液系统恶性肿瘤,如AML,这是一种临床前发展。


Cellectis,Allogene和Servier也联合开发了两种同种异体CAR-T疗法:UCART19,TALEN基因编辑的CAR-T细胞,用于治疗CD19 +血液系统恶性肿瘤,如ALL,这是针对儿科ALL患者(PALL)和成人ALL患者(CALM); 和ALLO-501,基因编辑的CAR-T细胞,用于治疗CD19 +非霍奇金淋巴瘤(NHL),这是一项针对成人NHL患者的1期试验。Cellectis和Allogene也致力于另外两种同种异体CAR-T疗法:ALLO-715,用于BCMA +的基因编辑的CAR-T细胞MM,目前正处于临床前开发阶段; 和ALLO-819,用于治疗表达FLT3的AML的基因编辑的CAR-T细胞,其处于临床前开发阶段。


同种异体基因还开发了一些其他同种异体CAR-T疗法:CD70,用于血液系统恶性肿瘤和肾细胞癌(RCC)的临床前开发; DLL3,用于小细胞肺癌(SCLC)的临床前开发; ALLO-647,一种抗CD52单克隆抗体,用于成人NHL ALLO-501的1期研究中用作淋巴细胞清除剂(一种降低淋巴细胞数量的药物,介导移植排斥,以防止排斥)耐心。


CRISPR Therapeutics 还开发了三种同种异体CRISPR / Cas9基因编辑的CAR-T疗法,其中包括用于表达CD19的B细胞恶性肿瘤的CTX110,这种方法可用于临床前IND启动; 用于表达BCMA的MM的CTX 120,其处于临床前IND启动发展中; CTX130用于表达CD70的血液系统恶性肿瘤(如某些淋巴瘤)和实体瘤(如RCC),它们处于临床前开发阶段。


使用RNAi创建现成的CAR-T疗法


现在,生物技术公司Celyad 正在寻找一种非基因编辑方法,使用RNAi创建同种异体CAR-T细胞。去年10月,Celyad宣布与Horizon Discovery公司的shRNA专家Dharmacon合作,利用其优化的shRNA技术创建CAR-T疗法。


为了成功进行同种异体CAR-T治疗,您必须确保供体CAR-T细胞不会与健康的宿主细胞发生非特异性反应。Celyad采用各种方法,包括shRNA,通过阻断称为CD3-zeta的复合物中特定蛋白质的表达来敲除T细胞中的T细胞受体(TCR)复合物。TCR复合物由八种蛋白质组成,这些蛋白质在T细胞表面上组合在一起并且对T细胞的功能很重要。没有CD3-zeta蛋白,TCR复合物在T细胞表面上不能正确表达,并且不能正确传递信号。这意味着供体来源的修饰T细胞不应攻击宿主自身的细胞,这是一种称为移植物抗宿主病(GvHD)的并发症。


根据Celyad首席执行官Filippo Petti的说法,大多数基因编辑都集中在TCR复合体的另一个组成部分,称为TCRα链。尽管shRNA可用于敲除TCR复合物的多种组分,但Celyad选择专注于阻断CD3-zeta表达,因为它是TCR复合物表达中的“限速步骤”。Petti表示他们使用shRNA进行TCR复合物敲低,与使用CRISPR / Cas9基因抑制相当。


Celyad设计T细胞来表达携带NKG2D受体的CAR,该受体识别在许多类型的癌细胞上过表达的某些应激标记物。最初,他们专注于成人急性髓性白血病(AML),骨髓增生异常综合征(MDS)和多发性骨髓瘤(MM)。


为了将所有必需的成分导入T细胞,他们使用一体化载体编码CAR,shRNA和一个标签,允许阳性选择表达两种成分的细胞(CAR和shRNA)。这种筛选方法是独特的,因为只能对基因编辑的CAR-T细胞进行阴性选择,以验证所需的基因被敲除。同时具有阳性筛选(通过载体编码标签的表达)和阴性筛选(通过TCR复合物敲低)允许Celyad有效地选择正确的CAR-T细胞。


“SMARTvector”平台由Dharmacon开发和优化,Dharmacon筛选天然存在的人类microRNA以选择支架,该支架不仅允许从载体中有效加工shRNA和所有载体组分的表达,而且还不会过度表达反义shRNA,从而避免细胞毒性。


非基因编辑的CAR-T疗法如何在诊所中发挥作用?


在小鼠中,基因编辑和shRNA修饰的CAR-T细胞都阻止了主要的体重减轻,这是GvHD的典型特征,并且显示出相似的存活率。


有趣的是,使用shRNA产生的CAR-T细胞比使用CRISPR / Cas9产生的细胞持续时间更长。Petti假设,因为shRNA不是严格的“开 - 关”开关,shRNA修饰的T细胞仍然可以允许一些TCR复合物信号传导。这将使T细胞保持“快乐,持久和复制 - 保持T细胞表现得像T细胞”,而不是像基因编辑那样完全关闭信号。值得注意的是,关闭足够的TCR复合物信号以降低小鼠GvHD的可能性。


将这种较长的持久性(可能持续时间较长)与使用单一的一体化载体进行配对并积极选择正确表达的细胞,可使shRNA产生的CAR-T细胞比CRISPR基因更容易和更便宜编辑CAR-T细胞。


“shRNA可能是一种破坏因素有两个原因:shRNA修饰的CAR-T细胞比基因编辑的CAR-T细胞更具持久性,这可能对临床和shRNA已确立的病史有益,”Petti告诉BioSpace。“RNAi已经存在了大约20年,它已经过优化,并且已经有其他RNAi技术可供研究和应用。”


Celyad的CAR-T治疗方法


他们的主要候选人CYAD-01,一种使用他们的NKG2D CAR技术的自体CAR-T疗法,已经被证明在正在进行的阶段1/2(THINK),阶段1(DEPLETHINK)和阶段1(SHRINK)试验中具有良好的耐受性用于治疗血液系统恶性肿瘤(AML,MDS和MM)和实体瘤(结肠直肠癌,卵巢癌和胰腺癌)。 


这些结果是积极的,因为Celyad正在开发基于这种NKG2D CAR技术的其他CAR-T疗法,例如CYAD-101,一种利用其TCR抑制分子(TIM)破坏TCR复合物信号传导的同种异体CAR-T疗法。TIM是CD3-zeta蛋白的截短形式,其干扰TCR复合物信号传导。它是shRNA的替代方法,可防止供体CAR-T细胞与宿主细胞反应,最终防止不需要的严重副作用,如GvHD。CYAD-101目前正在开展一项开放标签的1期临床研究(alloSHRINK),研究36例转移性结直肠癌患者。


Celyad还在开发CYAD-200系列新型非基因编辑的基于shRNA的CAR-T疗法。使用“SMARTvector”技术产生CYAD-200疗法以表达靶向CD3-zeta的CAR和shRNA以敲低TCR复合物。


对于200系列,Celyad正在开发三种一流的同种异体非基因编辑的CAR-T疗法:CYAD-211针对B细胞成熟抗原(BCMA)治疗MM(预计将于2020年中期进入临床) ; CYAD-221靶向CD19治疗B细胞恶性肿瘤(预计将于2020年底进入临床); 和CYAD-231靶向NKG2D和未公开的膜蛋白,以治疗未公开的疾病(预计将于2021年初进入临床)。


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