درمان سرطان توسط سلول های پلاسمای B مهندسی شده

سلول‌های پلاسمای B انسانی مهندسی‌شده برای ترشح آنتی‌بادی‌های دوگانه جهت درمان لوسمی در موش‌ها

محققان به سرپرستی تیمی در موسسه تحقیقات کودکان سیاتل برای اولین بار نشان دادند که سلول های B پلاسمای انسانی مهندسی شده را می توان برای درمان بیماری(به طور خاص لوسمی) در یک مدل موش انسانی استفاده کرد. نتایج نشان‌دهنده گامی کلیدی در تحقق سلول‌های پلاسمای مهندسی شدهengineered plasma cells  (ePCs) به عنوان درمانی برای سرطان، اختلالات خودایمنی و اختلالات کمبود پروتئین است.

دکتر ریچارد جیمز در موسسه تحقیقات کودکان سیاتل می گوید : “ما امیدواریم که این مطالعه اثبات مفهوم اولین مورد از بسیاری از کاربردهای سلول های B مهندسی شده پلاسما باشد و در نهایت منجر به یک درمان با یکبار تجویز شود.” از آنجایی که سلول‌های پلاسمای B مهندسی شده می‌توانند برای مدت طولانی، بیش از 10 سال زنده بمانند، می‌توان از آنها به عنوان منبع بلند مدت بسیاری از داروهای بیولوژیک استفاده کرد. جیمز نویسنده ارشد مقاله منتشر شده این تیم در Molecular Therapy است، اظهار دارد : “این یافته ها نشان دهنده توسعه بیشتر ePC ها برای استفاده به عنوان یک سیستم درمان با دوام می باشد. برای درمان لوسمی های حاد و به طور بالقوه دیگر سرطان ها.

درمان‌های ایمنی مانند آنتی‌بادی‌های دوگانه اختصاصی که سلول‌های T سیتوتوکسیک را برای کشتن سلول‌های سرطانی به کار می‌گیرند، به بهبود نرخ بقاء بیماران مبتلا به لوسمی لنفوبلاستیک حاد B سلولی (B-ALL) کمک کرده‌اند.

نویسندگان این مقاله نوشتند :  ” Blinatumomab ” یک آنتی‌بادی دوگانه اختصاصی است که حدود یک دهه است برای درمان بیماران با B-ALL عودکننده/مقاوم به درمان تأیید شده است. Blinatumomab یک آنتی‌بادی دوگانه اختصاصی ضدCD19- ضدCD3 غیر شبیه به ایمنوگلوبولین G (غیر شبیه بهIgG؛ همچنین به عنوان یک فعال‌کننده سلولT) شناخته می‌شود، در سال 2014 از سازمان غذا و داروی ایالات متحده برای درمان بیماران با B-ALL عودکننده/مقاوم به درمان تأیید شد. با این حال، یک محدودیت درمان Blinatumomab این است که نیاز به تزریق مداوم داخل وریدی با دوز بالا و پیوسته برای حفظ فعالیت دارد.

جیمز می گوید : “درمان های دوگانه اختصاصی غیر شبیه به ایمنوگلوبولین چالش‌های پایدار ماندن را در بیماران به همراه دارد، که نیازمند سه دوره تزریق مداوم داخل وریدی ثابت 20 روزه است.” این برنامه فشرده برای بیماران آزاردهنده است زیرا تغییر مکرر سرم های حاوی دارو مشکل‌ساز است و استفاده از آنژیوکت خطر عفونت را افزایش می‌دهد. روش‌های بهبود یافته تحویل دارو برای آنتی‌بادی‌های دوگانه اختصاصی مانند Blinatumomab می‌تواند بهبود تبعیت بیمار و افزایش کارایی درمان را به همراه داشته باشد.

کار جیمز و دیگران استفاده از سلول‌های پلاسمای مهندسی شده (ePC) را برای تحویل طولانی‌مدت داروی پروتئین مورد بررسی قرار داده است. سلول های B مهندسی شده در مطالعات اثبات مفهوم برای ارائه داروهای بیولوژیک برای درمان بیماری های کمبود پروتئین، عفونت های ویروسی و سرطان مورد بررسی قرار گرفته اند.

این تیم تحقیقاتی ادامه داد : چنین سلول‌هایی به دلیل طول عمر طولانی و ظرفیت ترشحی بالا، به‌طور منحصر به فردی برای تحویل بیولوژیک در مدت طولانی مناسب هستند. از آنجایی که زیرمجموعه‌ای از سلول های پلاسما و سلول های پلاسما مهندسی شده به طور ترجیحی در مغز استخوان و سایر محیط های ریزبافتی که سلول‌های پیش‌ساز B-ALL در آنجا قرار دارند، مستفر می‌شوند، ما پیش‌بینی کردیم که سلول های پلاسما مهندسی شده می‌توانند با تحویل محلی(مناطق مشخص) آنتی بادی های دوگانه هماهنگ شوند تا فعالیت ضد سرطان قویی را القاء کنند.

جیمز می افزاید : ما فکر می‌کنیم که اولین کاربرد سلول‌های پلاسمای B مهندسی‌شده، تولید داروهایی خواهد بود که در حال حاضر استفاده از آنها برای بیماران دشوار است. در این مطالعه، ما می‌خواستیم اثبات مفهوم و کارایی درمان‌های مبتنی بر سلول‌های B مهندسی‌شده را نشان دهیم.

برای مطالعه‌ای که گزارش داده‌اند، محققان یک استراتژی ویرایش ژنی برای تولید سلول‌های پلاسمای B مهندسی شده (ePCs) توسعه داده‌اند که مقادیر زیادی از آنتی‌بادی‌های دوگانه اختصاصی برای هدف‌گیری لوسمی لنفوبلاستیک حاد B سلولی(B-ALL) یا لوسمی میلوئید حاد تولید می‌کنند. آن‌ها نوشتند : “ما یک استراتژی ویرایش ژنی مبتنی بر ترمیم همولوژی هدایت شده (Homology-Directed Repair یا HDR یک مکانیزم طبیعی در سلول‌ها برای ترمیم شکست‌های دو رشته‌ای DNA است. در فرآیند HDR، سلول‌ها از یک قالب DNA مشابه (همولوگ) به عنوان راهنما برای ترمیم شکست های DNA استفاده می‌کنند. این روش به طور گسترده در ویرایش ژنی برای اصلاح دقیق ژن‌ها استفاده می‌شود) برای تولید ePCهایی تعریف می‌کنیم که مقادیر زیادی از آنتی‌بادی‌های دوگانه اختصاصی ضدCD19-ضدCD3 یا ضدCD33-ضدCD3 غیر شبیه به IgG را برای هدف‌گیری به B-ALL یا لوسمی میلوئید حاد (AML) تولید می‌کنند.” یافته های ترکیبی آزمایشات آن‌ها نشان داد که ePCهای ترشح‌کننده آنتی‌بادی‌های دوگانه اختصاصی می‌توانند به ترویج کشتن سلول‌های اولیه انسانی و خطوط سلولی لوسمی انسانی توسط سلول‌های T کمک کنند.

جیمز اظهار داشت : “یک چالشی که ما با آن مواجه شدیم این بود که آنتی بادی دوگانه اختصاصی مورد استفاده برای کشتن سلول‌های تومور می‌تواند به سلول‌های پلاسمای B مهندسی شده متصل شود، زیرا پروتئین هدف یکسانی را بیان می‌کنند. برای غلبه بر این چالش، زمانی که سلول های مهندسی شده را می ساختیم، هدف پروتئینی آنتی بادی، CD19 را حذف کردیم. ما شگفت زده شدیم که حذف CD19 مانعی برای ساخت سلول های پلاسمای B مهندسی شده ایجاد نمی کند.

علاوه بر این، محققان دریافتند که سلول های پلاسمایی که آنتی‌بادی‌های دوگانه اختصاصی ضدCD19 ترشح می‌کنند، فعالیت ضد توموری نشان می‌دهند، همان‌طور که در مدل های پیوندی گرفته شده از بیماران مبتلا به لوسمی لنفوبلاستیک حاد (ALL) در موش های ایمنی ناقص که با سلول‌های T اتولوگ(خودی) نیز پیوند شده بودند، به اثبات رسید.

این یافته نشان می‌دهد که آنتی‌بادی‌های دوگانه اختصاصی ضدCD19 ترشح شده توسط سلول های پلاسمایی قادرند سلول های سرطانی را هدف قرار داده و از بین ببرند، حتی در یک محیط مدل شده مشابه بدن انسان. پیوند همزمان سلول‌های T اتولوگ به این معناست که سلول‌های T بیمار نیز در آزمایش استفاده شده‌اند، که نشان‌دهنده یک رویکرد درمانی بالقوه مؤثر برای بیماران مبتلا به لوسمی لنفوبلاستیک حاد است.

به طور قابل توجه، غلظت پایدار آنتی‌بادی‌های دوگانه اختصاصی ضدCD19 در سرم، یک ماه پس از تحویل سلول و ریشه‌کن کردن تومور، قابل مقایسه با آنچه در بیماران تحت درمان با تزریق مداوم داخل وریدی بلیناتوموماب مشاهده شده است، بود. محققان خاطرنشان کردند : “ما غلظت‌های سرمی درون بدن آنتی‌بادی دوگانه اختصاصی را به دست آوردیم که از غلظت پایدار پلاسما (CPss) مشاهده شده در بیماران تحت تزریق مداوم داخل وریدی بلیناتوموماب بیشتر بود.”

بر اساس نتایج، محققان پیشنهاد می‌کنند که استراتژی‌های ePC می‌توانند نیمه عمر عملکردی آنتی‌بادی‌های دوگانه اختصاصی را در بیماران مبتلا به لوسمی های حاد و سایر بیماری‌ها که نیمه عمر درمان محدود است یا تحویل موضعی سلول های پلاسمایی می‌تواند اثربخشی درمانی را افزایش دهد، افزایش دهند. نتایج همچنین نشان می‌دهد که سطوح بالینی پایدار و طولانی‌مدت آنتی بادی های دوگانه اختصاصی و شاید سایر داروهای بیولوژیک می‌تواند از طریق یک نوبت تزریق ePCها به دست آید. نویسندگان اظهار داشتند: “سطوح قوی آنتی‌بادی دوگانه اختصاصی به دست آمده توسط ePCها به خوبی با سطوح مشاهده شده توسط سایر محصولات سلولی ترشح کننده آنتی بادی دوگانه اختصاصی، از جمله ماکروفاژها و سلول‌های T، که پس از انتقال درون بدن سطح قابل تشخیصی در سرم تولید نکردند، مقایسه می‌شود.”

آن ها می گویند یافته‌های آن ها از توسعه بیشتر ePCها برای استفاده به عنوان یک سیستم تحویل پایدار برای درمان لوسمی‌های حاد و احتمالاً سایر سرطان‌ها حمایت می‌کند.

جیمز گفت : ما سلول‌های پلاسمای B مهندسی‌شده‌ای ایجاد کردیم که قادر به تولید مستمر آنتی‌بادی‌های دوگانه اختصاصی در طول دوره درمان پس از تنها یک نوبت تزریق هستند. این سلول‌ها به طور مؤثر تومورها را به همان اندازه که داروی بالینی می‌کشد، از بین بردند. نکته کلیدی این است که سلول‌های پلاسمای B مهندسی‌شده می‌توانند تولید طولانی مدت دارو را درون بدن فراهم کنند.”

تیم اذعان داشت که آنتی بادی های دوگانه اختصاصی ePC باید برای چندین سمیت احتمالی در صورت استفاده بالینی به دقت ارزیابی شوند. سمیت مداوم هدف در خارج از تومور برای سلول‌های B طبیعی در بیماران دریافت‌کننده درمان های اختصاصی سلول‌های B معمول است. جیمز اظهار داشت: “علاوه بر این، برای درمان یک بدخیمی سلول B، ممکن است مهندسی سلول‌های B خود بیمار برای استفاده به عنوان درمان دشوار باشد زیرا خطری وجود دارد که برخی از سلول‌های B سرطانی باشند. ما آزمایش نکردیم که آیا می‌توانیم از سلول‌های B شخص دیگری برای تولید آنتی‌بادی دوگانه اختصاصی استفاده کنیم. مطالعات استفاده از چنین محصولات آلوژنیک احتمالاً باید قبل از استفاده از این درمان خاص برای درمان سرطان های سلول B انجام شود.”

همانطور که نویسندگان اشاره کردند، مطالعات بیشتری در موش‌های انسان نما و در نخستی های غیر انسانی لازم است تا به طور کامل فعالیت، طول عمر و موقعیت بافتی ePCها را درک کنیم. در کوتاه مدت آن‌ها قصد دارند آزمایش کنند که آیا سلول‌های پلاسمای B مهندسی‌شده که آنتی بادی های دوگانه اختصاصی تولید می‌کنند، در سایر بیماری های واسطه سلول B، از جمله بیماری‌های خودایمنی مؤثر هستند یا خیر. این آزمایش‌ها ابتدا در مدل های حیوانی انجام خواهد شد. علاوه بر این، محققان در حال توسعه سلول های پلاسمای B مهندسی‌شده برای تولید داروهای درمانی دیگر، مانند داروهای مورد نیاز در بیماری‌های کمبود پروتئین مانند هموفیلی، هستند. آن‌ها در حال بررسی کاربردهای بالقوه دیگر سلول‌های B مهندسی‌شده، از جمله اصلاح سایر سلول‌های ایمنی برای تقویت یا سرکوب سیستم ایمنی هستند.

نویسندگان در مقاله خود نتیجه‌گیری کردند: “یافته‌های ما نشان می‌دهد که ePCها ممکن است برای تحویل درمان‌های پروتئینی فراتر از تحویل آنتی‌بادی‌های دوگانه اختصاصی همانطور که در اینجا مطالعه شده است، مزایایی ارائه دهند. پتانسیل ePCها برای پایداری طولانی مدت و تولید سطوح قوی پروتئین خارجی می‌تواند کلید گشایش پتانسیل درمانی داروهای بیولوژیک یا پپتیدهای درمانی محدود شده توسط فارماکوکینتیک ضعیف باشد.”