Cellule T du récepteur d’antigène chimérique

Le diagramme ci-dessus représente le processus de thérapie des cellules T (CAR) des récepteurs antigéniques chimériques. Il s’agit d’une méthode d’immunothérapie, qui est une pratique croissante dans le traitement du cancer. Le résultat final devrait être une production de cellules T équipées capables de reconnaître et de combattre les cellules cancéreuses infectées dans le corps.
1. Les lymphocytes T (représentés par des objets étiquetés «t») sont retirés du sang du patient.
2. Ensuite, dans un laboratoire, le gène qui code pour les récepteurs antigéniques spécifiques est incorporé dans les lymphocytes T.
3. Produisant ainsi les récepteurs CAR (marqués c) à la surface des cellules.
4. Les cellules T nouvellement modifiées sont ensuite récoltées et cultivées en laboratoire.
5. Après un certain laps de temps, les lymphocytes T modifiés sont réinjectés dans le patient.

Cellules T du récepteur d’antigène chimérique (aussi connu sous le nom Cellules CAR T) sont des lymphocytes T qui ont été génétiquement modifiés pour produire un récepteur de lymphocytes T artificiel destiné à être utilisé en immunothérapie.

Récepteurs antigéniques chimériques (Voitures, aussi connu sous le nom immunorécepteurs chimériques, récepteurs chimériques des lymphocytes T, ou récepteurs de cellules T artificielles) sont des protéines réceptrices qui ont été conçues pour donner aux cellules T la nouvelle capacité de cibler une protéine spécifique. Les récepteurs sont chimériques car ils combinent à la fois des fonctions de liaison à l’antigène et d’activation des lymphocytes T en un seul récepteur.

La thérapie cellulaire CAR-T utilise des cellules T conçues avec des CAR pour le traitement du cancer. Le principe de l’immunothérapie CAR-T est de modifier les cellules T pour reconnaître les cellules cancéreuses afin de les cibler et de les détruire plus efficacement. Les scientifiques récoltent les cellules T des personnes, les modifient génétiquement, puis infusent les cellules CAR-T résultantes dans les patients pour attaquer leurs tumeurs. Les cellules CAR-T peuvent être dérivées des cellules T du propre sang d’un patient (autologues) ou dérivées des cellules T d’un autre donneur sain (allogénique). Une fois isolées d’une personne, ces cellules T sont génétiquement modifiées pour exprimer un CAR spécifique, qui les programme pour cibler un antigène présent à la surface des tumeurs. Pour des raisons de sécurité, les cellules CAR-T sont conçues pour être spécifiques d’un antigène exprimé sur une tumeur qui n’est pas exprimée sur des cellules saines.

Une fois que les cellules CAR-T sont perfusées à un patient, elles agissent comme un «médicament vivant» contre les cellules cancéreuses. Lorsqu’elles entrent en contact avec leur antigène ciblé sur une cellule, les cellules CAR-T s’y fixent et s’activent, puis prolifèrent et deviennent cytotoxiques. Les cellules CAR-T détruisent les cellules par plusieurs mécanismes, y compris une prolifération cellulaire stimulée extensive, en augmentant le degré de toxicité pour d’autres cellules vivantes (cytotoxicité) et en provoquant une sécrétion accrue de facteurs qui peuvent affecter d’autres cellules telles que les cytokines, les interleukines et facteurs de croissance.

Production de cellules CAR-T

La première étape de la production de cellules CAR-T est l’isolement des cellules T du sang humain. Les cellules CAR-T peuvent être fabriquées soit à partir du propre sang du patient, connu sous le nom de traitement autologue, soit à partir du sang d’un donneur sain, connu sous le nom de traitement allogénique. Le processus de fabrication est le même dans les deux cas; seul le choix du donneur de sang initial est différent.

Premièrement, les leucocytes sont isolés à l’aide d’un séparateur de cellules sanguines dans un processus connu sous le nom d’aphérèse des leucocytes. Les cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC) sont ensuite séparées et collectées. Les produits de l’aphérèse leucocytaire sont ensuite transférés vers un centre de traitement cellulaire. Dans le centre de traitement cellulaire, des cellules T spécifiques sont stimulées afin qu’elles prolifèrent activement et se développent en grand nombre. Pour conduire leur expansion, les lymphocytes T sont généralement traités avec la cytokine interleukine 2 (IL-2) et les anticorps anti-CD3.

Les lymphocytes T expansés sont purifiés puis transduits avec un gène codant pour le CAR modifié via un vecteur rétroviral, typiquement soit un vecteur gammarétrovirus (RV) d’intégration, soit un vecteur lentiviral (LV). Ces vecteurs sont très sûrs à l’époque moderne en raison d’une suppression partielle de la région U3. Le nouvel outil d’édition de gène CRISPR / Cas9 a récemment été utilisé à la place des vecteurs rétroviraux pour intégrer le gène CAR dans des sites spécifiques du génome.

Le patient subit une chimiothérapie par lymphodéplétion avant l’introduction des cellules CAR-T modifiées. L’épuisement du nombre de leucocytes circulants chez le patient régule à la hausse le nombre de cytokines produites et réduit la compétition pour les ressources, ce qui contribue à favoriser l’expansion des cellules CAR-T modifiées.

Applications cliniques

En mars 2019, il y avait environ 364 essais cliniques en cours dans le monde impliquant des cellules CAR-T. La majorité de ces essais ciblent les cancers du sang: les thérapies CAR-T représentent plus de la moitié de tous les essais sur les hémopathies malignes. Le CD19 reste la cible antigénique la plus populaire, suivi du BCMA (couramment exprimé dans le myélome multiple). En 2016, des études ont commencé à explorer la viabilité d’autres antigènes, tels que le CD20. Les essais sur les tumeurs solides sont moins dominés par CAR-T, avec environ la moitié des essais basés sur la thérapie cellulaire impliquant d’autres plates-formes telles que les cellules NK.

Cancer

Les cellules T sont génétiquement modifiées pour exprimer des récepteurs antigéniques chimériques spécifiquement dirigés vers les antigènes sur les cellules tumorales d’un patient, puis perfusées dans le patient où elles attaquent et tuent les cellules cancéreuses.Le transfert adoptif de cellules T exprimant les CAR est une thérapeutique anticancéreuse prometteuse, car Les cellules T modifiées par CAR peuvent être conçues pour cibler pratiquement n’importe quel antigène associé à une tumeur.

Les premières recherches sur les cellules CAR-T se sont concentrées sur les cancers du sang. Les premiers traitements approuvés utilisent des CAR ciblant l’antigène CD19, présent dans les cancers dérivés des cellules B tels que la leucémie lymphoblastique aiguë (LAL) et le lymphome diffus à grandes cellules B (DLBCL). Des efforts sont également en cours pour concevoir des CAR ciblant de nombreux autres antigènes du cancer du sang, y compris le CD30 dans le lymphome de Hodgkin réfractaire; CD33, CD123 et FLT3 dans la leucémie myéloïde aiguë (LMA); et BCMA dans le myélome multiple.

Les tumeurs solides ont présenté une cible plus difficile. L’identification de bons antigènes a été difficile: ces antigènes doivent être fortement exprimés sur la majorité des cellules cancéreuses, mais largement absents sur les tissus normaux. Les cellules CAR-T ne font pas non plus l’objet d’un trafic efficace vers le centre des masses tumorales solides, et le microenvironnement tumoral hostile supprime l’activité des cellules T.

Maladie auto-immune

Alors que la plupart des études sur les cellules CAR T se concentrent sur la création d’une cellule CAR T capable d’éradiquer une certaine population de cellules (par exemple, les cellules CAR T qui ciblent les cellules lymphomateuses), il existe d’autres utilisations potentielles de cette technologie. Les lymphocytes T peuvent également protéger les auto-antigènes des réactions auto-immunes. Une cellule T régulatrice équipée d’un CAR pourrait avoir le potentiel de conférer une tolérance à un antigène spécifique, quelque chose qui pourrait être utilisé dans la transplantation d’organes ou des maladies rhumatismales comme le lupus.

Satefy

L’introduction de cellules CAR-T dans le corps entraîne des effets secondaires graves, notamment le syndrome de libération des cytokines et la toxicité neurologique. Puisqu’il s’agit d’un traitement relativement nouveau, il existe peu de données sur les effets à long terme de la thérapie cellulaire CAR-T. Il y a toujours des inquiétudes concernant la survie à long terme des patientes, ainsi que les complications de la grossesse chez les patientes traitées avec des cellules CAR-T. L’anaphylaxie est un effet secondaire attendu, car le CAR est fabriqué avec un anticorps monoclonal étranger et, par conséquent, provoque une réponse immunitaire.

La reconnaissance sur cible / hors tumeur se produit lorsque la cellule CAR-T reconnaît l’antigène correct, mais que l’antigène est exprimé sur un tissu sain et non pathogène. Il en résulte que les cellules CAR-T attaquent les tissus non tumoraux, tels que les cellules B saines qui expriment CD19. La gravité de cet effet indésirable peut varier de l’aplasie des lymphocytes B, qui peut être traitée avec des perfusions de soutien, à une toxicité extrême entraînant la mort.

Il y a aussi la possibilité improbable que les cellules CAR-T modifiées soient elles-mêmes transformées en cellules cancéreuses par mutagenèse insertionnelle, en raison du vecteur viral insérant le gène CAR dans un suppresseur de tumeur ou un oncogène dans le génome de la cellule T hôte. Certains vecteurs rétroviraux (RV) comportent un risque plus faible que les vecteurs lentiviraux (LV). Cependant, les deux ont le potentiel d’être oncogènes. L’analyse du séquençage génomique des sites d’insertion de CAR dans les cellules T a été établie pour une meilleure compréhension de la fonction et de la persistance des cellules CAR T in vivo.

Syndrome de libération des cytokines

Le problème le plus courant après le traitement avec les cellules CAR-T est le syndrome de libération des cytokines (SRC), une condition dans laquelle le système immunitaire est activé et libère un nombre accru de cytokines inflammatoires. La manifestation clinique de ce syndrome ressemble à une septicémie avec fièvre élevée, fatigue, myalgie, nausée, fuites capillaires, tachycardie et autres dysfonctionnements cardiaques, insuffisance hépatique et insuffisance rénale. Le SRC survient chez presque tous les patients traités par thérapie cellulaire CAR-T; en fait, la présence de CRS est un marqueur diagnostique qui indique que les cellules CAR-T fonctionnent comme prévu pour tuer les cellules cancéreuses. Notez, cependant, qu’un grade plus élevé de gravité du SRC n’est pas corrélé à une réponse accrue au traitement, mais plutôt à une charge de morbidité plus élevée.

Neurotoxicité associée aux cellules effectrices immunitaires

La toxicité neurologique est également souvent associée au traitement des cellules CAR-T. Le mécanisme sous-jacent est mal compris et peut ou non être lié au SRC. Les manifestations cliniques comprennent le délire, la perte partielle de la capacité de parler de manière cohérente tout en ayant toujours la capacité d’interpréter le langage (aphasie expressive), une diminution de la vigilance (obtundation) et des convulsions. Au cours de certains essais cliniques, des décès dus à la neurotoxicité sont survenus. La principale cause de décès par neurotoxicité est l’œdème cérébral. Dans une étude menée par Juno Therapeutics, Inc., cinq patients inclus dans l’essai sont décédés des suites d’un œdème cérébral. Deux des patients ont été traités par cyclophosphamide seul et les trois autres ont été traités par une association de cyclophosphamide et de fludarabine. Dans un autre essai clinique parrainé par le Fred Hutchinson Cancer Research Center, un cas de toxicité neurologique irréversible et mortelle a été signalé 122 jours après l’administration de cellules CAR-T.