Andrea Schietinger, Ph.D
تومورهای انسان آنتی ژن ها را ابراز می کنند، و سلول های T مختص به این آنتی ژن ها در بیماران مبتلا به سرطان کاهش می یابند. البته ما می دانیم که سلول های T واکنش دهنده به تومور که در تومورها یافت شده اند، علیرغم اینکه وجود دارند، اما به طور کل بی اثر هستند و تومور ها اغلب پیشروی کرده و در نهایت سبب مرگ بیمار می شوند.
یک نوع درمان برای ایجاد ایمنی ضدتومور موثر عبارت است از، انتقال سلول T انتخابی، یعنی تزریق میلیون ها سلول T واکنش دهنده به تومورکه بسیار کاربردی هستند و در محیط آزمایشگاه تولید شده اند به بیمارِ مبتلا به سرطان. سلول های T واکنش دهنده به تومور را می توان از تومورهای خود بیماران جدا کرد، و در محیط آزمایشگاه تحریک کرده و گسترش داد و به داخل بدن بیمار برگرداند. راه دیگر این است که سلول های T اتولوگ را در محیط آزمایشگاه مهندسی کرد تا به وسیله ورود ژن هایی که گیرنده های خاص برای انتی ژن های تومور را کدگذاری می کنند (یا گیرنده های سلول T [TCRs] یا گیرنده های آنتی ژن شیمریک [CARs])، به صورت واکنش دهنده به تومور در بیاید.
اگرچه موفقیت های چشمگیری با انتقال سلول T انتخابی در زیرگروه هایی از بیماران مبتلا به سرطان و در انواع مختلف سرطان مخصوصاً افرادی که به تومورهای سفت مبتلا هستند، مشاهده شده است، اما هنوز پاسخ های طولانی مدت وجود ندارند. چرا؟ زمانی که سلول های T وارد تومورها می شوند، در معرض ریزمحیط تومورِ سرکوب کننده ایمنی قرار می گیرند و آنتی ژن تومور ادامه می یابد. سیگنال های ریزمحیطی، با آنتی ژن مداوم مواجهه می شوند و تحریک مزمن TCR سبب می شود تا سلول های T در وضعیت کم پاسخگویی قرار گیرند که تحت عنوان اختلال عملکرد یا عدم توانایی سلول T اطلاق می شود. سلول های T سپس تکثیر کردن را متوقف کرده و توانایی برای تولید سیتوکین های افکتور (فاکتور نکروز تومور α، اینترفرون –Y، و اینترلوکین ۲) و مولکول های سیتوتوکسیک (گرانزیم ها و پرفورین) که برای حمله موثر و حذف سلول های تومور لازم است را از دست می دهند (شکل).
شکل: برنامه ریزی مجدد سلول T برای اثربخشی درمان. سلول های T واکنش دهنده به تومور در تومورهای در حال پیشرفت به دلیل مواجهه مداوم با آنتی ژن تومور و سیگنال دهی مزمن گیرنده آنتی ژن شیمریک (CAR) و گیرنده سلول T (TCR) و فاکتورهای سرکوب ایمنی در ریزمحیط تومور دچار اختلال عملکرد می شوند (شکل A). سلول های T مختل شده نمی توانند تکثیر بیابند و سیتوکین های افکتور یا مولکول های سیتوتوکسیک تولید کنند و آنها گیرنده های مهاری متعدد (مانند آنتی ژن ۴ همراه با لنفوسیت T سیتوتوکسیک [CTLA4] و مرگ برنامه ریزی شده ۱ [PD-1] را بیان می کنند. تنظیم کننده های مثبت عملکرد سلول T را می توان به وسیله برنامه غربالگری کسب عملکرد در مقیاس ژنومی شناسایی کرد (شکل B). Legut و همکارانش بیشتر از ۱۲۰۰۰ زن را در سلول های T اولیه انسان بیان کردند (یک ژن برای هر سلول). آنها سلول های T با بالاترین توان تکثیر را انتخاب کردند و سپس ژن های تغییر یافته داخل این سلول های T را شناسایی کردند. نکته مهم این است که LTBR (ژن کدگذاری کننده گیرنده لنفوتوکسین بتا) تکثیر سلول T را تشدید کرد، مدار های ژنی نسخه برداری جدید و برنامه های اپی ژنتیکی تازه، و مسیرهای فعل شده مهمی برای عملکرد سیتوتوکسیک سلول T در محیط آزمایشگاه ایجاد شد.
آیا سلول های T را می توان در برابر اختلال عملکرد مقاوم نمود؟ Legut و همکارانش در مطالعه اخیری که انجام دادند، نشان دادند که این امر امکان پذیر است. پیشرفت های تکنولوژیکی شامل اسکرین های به هم زدن پهنای ژنوم (genomwide) قادر هستند مکانیسم های مولکولی که اختلال عملکرد ناشی از تومور در سلول T را تنظیم می کنند را به طور دقیق قطع کنند. البته چنین اسکرین هایی عمدتاً به اسکرین های از بین بردن عملکرد محدوده شده اند که فقط تنظیم کننده های منفی را هدف قرار میدهند؛ چالش بیشتر برای اسکرین های کسب عملکرد است که تنظیم کننده های مثبت عملکرد سلول T را شناسایی می کنند. Legut و همکارانش یک اسکرین کسب عملکرد با مقیاس ژنومی در سلول های T اولیه انسان انجام دادند و ژن ها و مسیرهایی را کشف کردند که تکثیر سلول T را تشدید می کنند، سیتوکین های افکتور تولید می کنند، و تومور را در محیط آزمایشگاه می کشند (شکل).
محققان سلول های T اولیه انسان را از اهداکنندگان سالم با کتابخانه لنتی ویرال (lentiviral) حاوی ۱۲۰۰۰ ژن بارکددار برای تعیین اثر هر ژن بر روی تکثیر سلول T منتقل کردند. ( بارکد کردن ژن ها شامل گنجاندن هدفمند یک توالی DNA کوتاه و منحصر به فرد است که گمان می شود به عنوان یک مارکر یا نشانگر برای ژنی باشد که با آن همراه است. آن به آسانی خوانده می شود و بنابراین مشابه با بارکدهایی است که در خریدها مورد استفاده قرار میگیرند). محققان با توالی دهی بارکدها در اغلب سلول های T در حال تکثیر توانستند ژن های منتخبی که تکثیر سلول T را هدایت می کنند را شناسایی و رتبه بندی کنند، اما جالب این که ژن LTBR که گیرنده پروتئینی لنفوتوکسین بتا (LTBR) را کدگذاری می کند، قویترین اثر را داشت. این گیرنده یک عضو از خانواده گیرنده TNF است و معمولاً روی سطح سلول های اپیتلیال و لایه های مییلوئید بیان می شود اما روی سلول های T بیان نمی شود.
آنها بعداً پرسیدند که آیا این ژن ها جنبه های دیگر عملکرد سلول T شامل سیتوتوکسی سیتی و ترشح اینترلوکین ۲ و اینترفرون Y را بهبود می دهند یا خیر. در حقیقت، آنها این کار را انجام دادند و مجدداً قویترین اثر با سلول های T بیان کننده LTBR شناسایی شد. محققان در مجموعه ای از آزمایشات متعاقبا ارزیابی کردند که LTBR چگونه در سلول های T کار می کند. آنها یک تکنولوژی توالی دهی به نام OverCITE-seq ایجاد کردند که شناسایی ژن بیش از حد بیان شده و ذخیره همزمان داده های مولکولی و ژنتیکی گرانولار در رزولوشن سلول تکی را امکان پذیر می سازد. OverCITE-seq با ترکیب مطالعات فانکشنال و اپی ژنتیکی نشان داد که LTBR سیم کشی اپی ژنتیکی و نسخه برداری ژنومی را به طور بارزی تحریک کرده، مسیر فاکتور هسته ای KB را فعال می کند و فعالیت چند فاکتور مهم نسخه برداری از جمله فاکتوری که برای خوداحیایی و طول عمر سلول T مهم است را هدایت می کند.
محققان سپس آزمایش کردند که آیا بیان بیش از حد ژن های با رتبه بندی برتر می تواند عملکرد افکتور آنتی تومور سلول های CAR T را افزایش دهد یا خیر. آنها LTBR را همراه با CARs که CD19 را هدف قرار میدهد در سلول های T از اهداکننده های سالم و در سلول های T از بیماران مبتلا به لنفوم سلول B بزرگ و منتشر بیان کردند (با تایید و مجوز سازمان غذا و دارو). سلول های T CAR هدف گیرنده CD19 و بیان کننده LTBR از اهداکنندگان سالم و بیماران هر دو بهبود سیتوتوکسی سیتی و عملکرد بالاتری را در برابر سلول های تومور بیان کننده CD19 در محیط آزمایشگاه نشان دادند. این ها قطعاً یافته های جالب -توجهی هستند. یک سوال این است که آیا ژن هایی مانند LTBR نیز قادر هستند سلول های T را در مدل های پیش بالینی، در محیط بدن و مهمتر در بیماران مبتلا به سرطان که سلول های T در آنها در معرض آنتی ژن تومور و سرکوب ایمنی ریزمحیطی قرار دارندبه مدت هفته ها یا حتی ماه ها، توربوشارژ کنند یا خیر. به علاوه، با وجود این ژن های هدایت کننده تکثیر سلول، آیا باز هم خطر ایجاد تغییر شکل بدخیمی سلول های T افزایش می یابد؟ معذالک تحقیقات Legut و همکارانش علاوه بر مطالعاتی که اخیر بر روی اسکرین های کسب عملکرد منتشر شده اند، قدرت برنامه های غربالگری در مقیاس وسیع برای شناسایی ژن های جدید جهت بهبود درمان های سلولی نسل بعدی شامل درمان برای تومور های سفت را مشخص می کند که درمان های موثر برای این تومورهای سفت از جمله انتقال سلول انتخابی یک چالش باقی مانده است.
N Engl J Med 2022; 386:2334-2336. June 16, 2022
