Logo Zephyrnet

Các chiến lược điều hòa miễn dịch mới nổi cho liệu pháp tế bào

Ngày:

Điều chỉnh phản ứng miễn dịch cho các liệu pháp tế bào thành công

Sự hội tụ của những đổi mới công nghệ sinh học với những tiến bộ trong miễn dịch học đã mở rộng đáng kể bối cảnh của liệu pháp tế bào (xem Thuật ngữ) [

1.

  • Cubillos-Ruiz A.
  • et al.
Kỹ thuật trị liệu sống bằng sinh học tổng hợp.

]. Các liệu pháp tế bào nhằm mục đích điều trị hoặc quản lý bệnh bằng cách đưa vào các tế bào sống sẽ tích hợp bên trong vật chủ để phục hồi hoặc loại bỏ các mô bị rối loạn chức năng. Chúng thường bao gồm thân cây tế bào (SC) hoặc không phải SC có nguồn gốc từ tự thân, chào- or ngoại sinh các nguồn không thay đổi hoặc biến đổi gen. Hiện nay, SC tạo máu và Tế bào thụ thể kháng nguyên khảm T (CAR-T) các liệu pháp điều trị rối loạn huyết học và ung thư là những sản phẩm chủ yếu được phê duyệt lâm sàng. Tính đến tháng 2022 năm 3000, đã có hơn XNUMX thử nghiệm lâm sàng tích cực về liệu pháp tế bào. Các thử nghiệm này chủ yếu sử dụng SC và tế bào máu (bạch cầu, hồng cầu và tiểu cầu) cho nhiều chỉ định điều trị như ung thư, rối loạn huyết học cũng như các bệnh tự miễn, tim mạch, thoái hóa và truyền nhiễm. Phân tích bối cảnh hiện tại của các thử nghiệm lâm sàng tích cực về liệu pháp tế bào được cung cấp ở nơi khác [

2.

  • Vương LL-W.
  • et al.
Liệu pháp tế bào tại phòng khám.

].

Bất chấp quy trình mở rộng này, phản ứng miễn dịch của vật chủ đối với các liệu pháp tế bào vẫn là một thách thức về cơ bản có thể cản trở việc áp dụng lâm sàng và kết quả mong muốn [

3.

  • Petrus-Reurer S.
  • et al.
Những cân nhắc và thách thức về miễn dịch học đối với các liệu pháp tế bào tái tạo.

]. Sự đào thải miễn dịch của vật chủ có thể xảy ra ngay cả đối với các tế bào có nguồn gốc dị sinh với kháng nguyên bạch cầu người (HLA) phù hợp, do các alen nhỏ không khớp [

3.

  • Petrus-Reurer S.
  • et al.
Những cân nhắc và thách thức về miễn dịch học đối với các liệu pháp tế bào tái tạo.

]. mang tính hệ thống ức chế miễn dịch thông qua thuốc ức chế miễn dịch thuốc được sử dụng thường xuyên để giảm thải ghép. Các phương pháp điều trị ức chế miễn dịch được phân loại là 'kích thích' (ức chế miễn dịch cường độ cao ngay sau điều trị), 'duy trì' (ức chế miễn dịch lâu dài để ngăn ngừa thải ghép mãn tính) và 'điều trị thải ghép' (dùng để điều trị thải ghép cấp tính). Các thuốc ức chế miễn dịch này bao gồm chất ức chế calcineurin (ví dụ tacrolimus và cyclosporine), corticosteroid (prednisone), kháng thể đơn dòng (ví dụ basiliximab, adalimumab và rituximab), chất ức chế inosine monophosphate dehydrogenase (mycophenolate mofetil), chất ức chế cơ học của rapamycin (mTOR) (rapamycin). ) và các kháng thể suy giảm (globulin kháng tuyến ức). Nói chung, các chất ức chế miễn dịch được dùng để nhắm mục tiêu vào tế bào T và B, đây là những tế bào chủ chốt trong quá trình đào thải miễn dịch. Tuy nhiên, ức chế miễn dịch toàn thân là điều không mong muốn do tăng nguy cơ nhiễm trùng, ung thư và tổn thương cơ quan.

Do đó, sự thành công lâm sàng của liệu pháp tế bào đòi hỏi phải có sự đổi mới trong việc tạo điều kiện cũng như duy trì sự chấp nhận miễn dịch để có kết quả điều trị lâu dài thuận lợi. Tổng quan này nêu bật các chiến lược điều hòa miễn dịch mới nổi nhằm làm giảm sự đào thải miễn dịch hoặc thúc đẩy khả năng dung nạp với các liệu pháp tế bào, cùng với cuộc thảo luận về các biện pháp điều hòa miễn dịch tại địa phương, cụ thể (Hình 1, Hình chính). Chúng tôi loại trừ cấy ghép nội tạng rắn và ghép mô, đã được xem xét rộng rãi ở nơi khác [

4.

  • Slepicka PF
  • et al.
Khai thác các cơ chế dung nạp miễn dịch để cải thiện kết quả trong ghép tạng rắn: đánh giá.

]. Chúng tôi đưa ra quan điểm về các cơ hội để đẩy nhanh việc triển khai các chiến lược điều hòa miễn dịch đổi mới kết hợp với các liệu pháp tế bào nhằm đạt được thành công lâm sàng rộng rãi.

Figure 1

Hình 1Hình chìa khóa. Các liệu pháp tế bào, quản lý và chiến lược điều hòa miễn dịch.

Hiển thị chú thích đầy đủ

Có nhiều loại liệu pháp tế bào (A) cũng như các phương pháp và vị trí sử dụng khác nhau (B), và tương ứng, có nhiều cách tiếp cận khác nhau để điều chỉnh phản ứng miễn dịch (C) nhằm đạt được lợi ích điều trị tối đa. Các liệu pháp tế bào bao gồm các nguồn tế bào gốc (SC) hoặc không dựa trên SC. Các liệu pháp dựa trên SC bao gồm các liệu pháp có nguồn gốc SC phôi thai (ESC), SC trung mô (MSC) hoặc SC đa năng (PSC). Các liệu pháp không dựa trên SC bao gồm các tế bào máu như tế bào đuôi gai (DC), tế bào T điều hòa (Tregs) và tế bào CAR-T cũng như các tế bào đặc hiệu của mô. Có nhiều lựa chọn khác nhau về phương pháp và vị trí sử dụng, tùy thuộc vào loại liệu pháp tế bào và chỉ định điều trị. Những vị trí này có thể có thành phần miễn dịch riêng biệt và cần có các chiến lược điều hòa miễn dịch khác nhau để có kết quả tối ưu. Vì sự từ chối miễn dịch là trở ngại chính cho liệu pháp tế bào, nhiều biện pháp can thiệp điều hòa miễn dịch đã xuất hiện để cải thiện thành công lâm sàng. Công nghệ protein 9 (CRISPR/Cas9) lặp lại palindromic ngắn xen kẽ thường xuyên được sử dụng để phá vỡ các dấu hiệu bề mặt tế bào gây miễn dịch như kháng nguyên bạch cầu ở người (HLA), thụ thể tế bào T (TCR) và các phân tử đồng kích thích (ví dụ: CD40) ở cấp độ gen, dẫn đến sự né tránh miễn dịch hoặc dị ứng tế bào T. Tương tự, phương pháp trị liệu RNA, chẳng hạn như công nghệ RNAi để làm im lặng gen mục tiêu hoặc mRNA để biểu hiện protein tạm thời, sử dụng hạt nano (NP) làm phương tiện phân phối, được tận dụng để điều chỉnh hoạt động miễn dịch. Thuốc ức chế miễn dịch có thể được phân phối cùng với liệu pháp tế bào để tạo ra môi trường vi mô bị ức chế miễn dịch cục bộ. Một lưu ý tương tự, SC hoặc tế bào có nguồn gốc từ SC có thể được sử dụng để tạo ra sự dung nạp hoặc tránh phản ứng miễn dịch của vật chủ. Tên viết tắt: Tế bào CAR-T, tế bào T thụ thể kháng nguyên khảm.

Chỉnh sửa bộ gen CRISPR-Cas9

Các công nghệ chỉnh sửa gen như protein liên kết lặp lại palindromic ngắn xen kẽ đều đặn 9 (CRISPR-Cas9) hệ thống này đã dẫn đến sự phát triển của các liệu pháp tế bào được thiết kế 'có sẵn' hoặc 'phổ quát' với rất ít hoặc không có khả năng gây miễn dịch. Hệ thống CRISPR-Cas9 tạo ra mục tiêu đứt gãy sợi đôi (DSB) trong bộ gen. mà tế bào có thể sửa chữa được. Để sửa chữa, tế bào có thể sử dụng kết nối cuối không tương đồng (NHEJ), có thể loại bỏ gen quan tâm một cách hiệu quả. Ngoài ra, sửa chữa theo hướng tương đồng (HDR) có thể xảy ra nếu mẫu DNA của người hiến tặng được cung cấp, cho phép chèn các gen ngoại sinh vào mục tiêu. Tùy thuộc vào ứng dụng, việc chỉnh sửa gen để tránh nhận dạng miễn dịch chủ yếu tập trung vào việc loại bỏ các gen mã hóa các dấu hiệu bề mặt miễn dịch, chẳng hạn như HLA và thụ thể tế bào T (TCR). Đối với liệu pháp tái tạo bằng cách sử dụng iPSC, trọng tâm là việc xóa B2MCIITA các gen cần thiết cho sự biểu hiện của gen loại I và II của HLA, tương ứng, thường thúc đẩy quá trình phản ứng miễn dịch (Hình 2). Mặc dù việc loại bỏ hoàn toàn HLA giúp tránh bị CD4 của vật chủ nhận ra+ và CD8+ Tế bào T, sự thiếu hụt HLA-1 có thể dẫn đến kích hoạt tế bào nhận tế bào giết người tự nhiên (NK) và thải ghép [

5.

  • Duygu B.
  • et al.
Các phân tử HLA lớp I đóng vai trò là điểm kiểm tra miễn dịch đối với khả năng tương tác của tế bào NK và khả năng miễn dịch chống vi-rút trong ghép thận.

]. Việc chỉnh sửa đặc hiệu alen của HLA-1 đa hình để thể hiện các alen HLA-C phổ biến có thể phù hợp với >90% dân số thế giới, ngoài việc loại bỏ HLA-II, còn được sử dụng để tạo ra iPSC ngăn chặn sự nhận biết của cả NK và T tế bào [

6.

  • Từ H.
  • et al.
Sự gián đoạn có mục tiêu của các gen HLA thông qua CRISPR-Cas9 tạo ra iPSC có khả năng tương thích miễn dịch được nâng cao.

]. Ngoài ra, sự biểu hiện quá mức của các phân tử HLA-1 không đa hình như HLA-E trong tế bào gốc và tế bào tiền thân cũng có thể ức chế hoạt động ly giải tế bào NK [

7.

  • Gornalusse GG
  • et al.
Các tế bào gốc đa năng biểu hiện HLA-E thoát khỏi phản ứng dị sinh và bị ly giải bởi các tế bào NK.

,

8.

  • Sugita S.
  • et al.
Ức chế tế bào tiêu diệt tự nhiên bởi các phân tử HLA-E trên các tế bào biểu mô sắc tố võng mạc có nguồn gốc từ tế bào gốc đa năng cảm ứng.

]. Cuối cùng, iPSC đã được chỉnh sửa để đồng thời phá vỡ sự biểu hiện HLA-1 và biểu hiện quá mức CD47, một tín hiệu 'đừng ăn tôi' có tác dụng ức chế thực bào một cách hiệu quả và do đó ngăn chặn đại thực bào và đào thải cấy ghép qua trung gian tế bào NK [

9.

  • Deus T.
  • et al.
Các dẫn xuất giảm khả năng miễn dịch của các tế bào gốc đa năng cảm ứng tránh được sự đào thải miễn dịch ở những người nhận dị sinh có khả năng miễn dịch hoàn toàn.

]. Chúng tôi tiếp tục mở rộng về iPSC trong phần 'Liệu pháp điều hòa miễn dịch có nguồn gốc từ tế bào gốc'.

Figure 2

Hình 2Các công nghệ dựa trên CRISPR và RNA để điều hòa miễn dịch.

Hiển thị chú thích đầy đủ

Những công nghệ này có thể được áp dụng để (A–C) làm giảm khả năng sinh miễn dịch của các liệu pháp tế bào hoặc (D) tạo ra sự dung nạp đối với liệu pháp tế bào của hệ thống miễn dịch của vật chủ. Các chiến lược để giảm khả năng sinh miễn dịch của người hiến bao gồm (A) chỉnh sửa CRISPR-Cas9 các tế bào của người hiến để biểu hiện các HLA phổ biến hoặc không đa hình hoặc loại bỏ gen HLA kích thích miễn dịch thông qua các liệu pháp CRISPR-Cas9 hoặc RNAi. Ngoài ra, các tế bào của người hiến cũng có thể được biến đổi gen để (B) biểu hiện quá mức các chất đánh dấu bề mặt ức chế miễn dịch như CD47 hoặc (C) tiết ra các cytokine chống viêm như IL-10 để điều chỉnh môi trường miễn dịch cục bộ. (D) Ngoài ra, có thể đạt được khả năng dung nạp của người nhận đối với các liệu pháp tế bào đồng loại thông qua việc kích hoạt mục tiêu Tregs bằng cách sử dụng vắc xin sản xuất IL-2 hoặc dung nạp dựa trên mRNA. Chữ viết tắt: CRISPR-Cas9, được nhóm thường xuyên xen kẽ với protein liên quan đến lặp lại palindromic ngắn 9; HLA, kháng nguyên bạch cầu ở người; IL, interleukin; NK, sát thủ tự nhiên; Tregs, tế bào T điều tiết.

Để tạo ra các tế bào CAR-T 'có sẵn', các tế bào T của người đã được chỉnh sửa để loại bỏ cả hai CD7TRAC, với việc xóa sau sẽ chặn tín hiệu qua trung gian TCR, gây ra bệnh ghép chống lại vật chủ (GVHD) [

10.

  • Cooper ML
  • et al.
Một loại CAR-T kháng fratricide “có sẵn” để điều trị các khối u ác tính về huyết học của tế bào T.

]. Những tế bào CAR-T được chỉnh sửa kép này có hiệu quả trong việc tiêu diệt bệnh bạch cầu lymphoblastic cấp tính tế bào T (T-ALL) trong cơ thể không có bằng chứng về GVHD xenogene [

10.

  • Cooper ML
  • et al.
Một loại CAR-T kháng fratricide “có sẵn” để điều trị các khối u ác tính về huyết học của tế bào T.

]. Ngoài ra, các tế bào CAR-T được chỉnh sửa để thiếu TCR và HLA-1 làm giảm khả năng hoạt động đồng loại và GVHD liên quan đến liệu pháp tế bào với lần chỉnh sửa thứ ba đồng thời để xóa PD1 [

11.

  • Ren J.
  • et al.
Chỉnh sửa bộ gen đa kênh để tạo ra các tế bào CAR T phổ quát có khả năng chống lại sự ức chế PD1.

]. Con đường ức chế PD1 có thể làm giảm hoạt động chống ung thư qua trung gian tế bào CAR-T. Như vậy, việc loại bỏ con đường ức chế PD1 đã cải thiện hiệu quả chống ung thư.

Hơn nữa, Cas9 còn được sử dụng để cung cấp cho INS-1E, một dòng tế bào β tiết insulin của chuột, có chức năng điều hòa miễn dịch. Cụ thể, INS-1E được thiết kế chính xác để liên tục sản xuất cytokine interleukin-10 (IL-10) theo cách đáp ứng với glucose vì vị trí kích thích nằm ở vùng c-peptide [

12.

  • Lim D.
  • et al.
Các tế bào beta được thiết kế kỹ thuật với nền tảng liên hợp CRISPR-Cas9.

]. Sự tiết IL-10 liên tục tại chỗ có thể làm giảm xơ hóa và bảo vệ tế bào β khỏi sự chết tế bào tiền viêm do cytokine gây ra, với tác dụng toàn thân tối thiểu lên hệ thống miễn dịch của vật chủ.

Việc tạo ra và sử dụng các liệu pháp tế bào biến đổi gen với khả năng sinh miễn dịch tối thiểu đi kèm với những lo ngại về an toàn cần phải được xem xét. Chỉnh sửa gen bằng hệ thống CRISPR-Cas thường liên quan đến DSB trong bộ gen có thể gây ra sự xóa bỏ lớn ngoài ý muốn, sắp xếp lại bộ gen phức tạp hoặc lệch bội dẫn đến các bệnh lý có hại nếu không được theo dõi và giải quyết cẩn thận [

13.

  • Nahmad AD
  • et al.
Sự lệch bội thường xuyên ở các tế bào T nguyên phát ở người sau khi phân tách CRISPR–Cas9.

,

14.

  • Kosicki M.
  • et al.
Việc sửa chữa các đứt gãy sợi đôi do CRISPR–Cas9 gây ra dẫn đến việc xóa lớn và sắp xếp lại phức tạp.

]. Những rủi ro này đặc biệt quan trọng cần được xem xét trong các liệu pháp tế bào được thiết kế để tránh sự nhận biết miễn dịch vì sự biến đổi ác tính của các tế bào được thiết kế có thể khiến các tế bào miễn dịch của vật chủ không cảm nhận được. Do đó, ngày càng có nhiều sự quan tâm đến việc sử dụng các công cụ chỉnh sửa gen không tạo ra DSB như trình chỉnh sửa cơ sở và trình chỉnh sửa chính, hoặc thậm chí các công cụ chỉnh sửa biểu sinh, để làm giảm khả năng miễn dịch của các liệu pháp tế bào [

15.

  • Bashor CJ
  • et al.
Kỹ thuật thế hệ tiếp theo của liệu pháp trị liệu dựa trên tế bào.

].

Liệu pháp RNA cho khả năng dung nạp miễn dịch

Liệu pháp RNA, chẳng hạn như RNAi công nghệ, nhằm mục đích làm im lặng các gen hoặc in ống nghiệm-mRNA được phiên mã để biểu hiện tạm thời các peptide hoặc protein được mã hóa, có tiềm năng đáng kể trong việc thúc đẩy dung nạp miễn dịch hướng tới liệu pháp tế bào. Tương tự như CRISPR-Cas9, RNAi cung cấp khả năng làm im lặng sự biểu hiện của các kháng nguyên gây miễn dịch thông qua sự suy giảm bản phiên mã mRNA hoặc ức chế dịch mã. Điều này đạt được thông qua việc sử dụng RNA sợi đôi ngắn (DSRNA) kết hợp với phức hợp làm im lặng do RNA tác động nội sinh tạo ra để tạo điều kiện cho việc làm im lặng gen hướng tương đồng ở cấp độ sau phiên mã. Do đó, việc loại bỏ các phân tử MHC bề mặt có thể đạt được thông qua RNAi mà không gặp rủi ro liên quan đến chỉnh sửa gen như đã đề cập ở phần trước (Hình 2).
Đối với các liệu pháp tế bào có mạch, phản ứng miễn dịch của vật chủ đối với các tế bào nội mô ghép (EC) biểu hiện HLA không khớp có thể dẫn đến thải ghép. Tiền xử lý mạch máu của người hiến ex vivo với việc nhắm mục tiêu siRNA CIITA đã loại bỏ biểu hiện HLA-II trong EC và ngăn chặn sự đào thải các động mạch của người hiến bằng cách chuyển giao tế bào đơn nhân máu ngoại vi allogeneic (PBMC) ở chuột suy giảm miễn dịch [

16.

  • Thôi J.
  • et al.
Tiền xử lý ex vivo đối với mạch máu của con người bằng hạt nano siRNA giúp làm im lặng protein trong các tế bào nội mô.

]. Trong khi việc sử dụng siRNA hứa hẹn có thể hạ gục tạm thời HLA, có thể có lợi trong việc thúc đẩy khả năng dung nạp miễn dịch ban đầu, việc loại bỏ vĩnh viễn có thể được mong muốn hơn để cải thiện khả năng tồn tại lâu dài của liệu pháp tế bào. Phân phối lentivirus nhắm mục tiêu RNA kẹp tóc ngắn (shRNA) B2M có thể cho phép biểu hiện ổn định RNA can thiệp để đạt được sự phân hủy lâu dài hơn HLA-1. Cách tiếp cận này đã được sử dụng để tạo ra HLA-1 phá hủy tế bào, ngăn chặn CD8+ Phản ứng của tế bào T với biểu hiện HLA-1 còn sót lại ngăn chặn sự ly giải tế bào NK [

17.

  • Figueiredo C.
  • et al.
Làm im lặng HLA theo lớp, gen và nhóm cụ thể bằng cách phân phối shRNA lentivirus.

]. Nhắm mục tiêu shRNA được thể hiện ổn định B2M cũng đã được sử dụng để tạo ra các iPSC bị phân hủy HLA-1 có thể được chuyển thành megakaryocytes có khả năng tạo ra tiểu cầu sau khi truyền vào mô hình chuột để điều trị khúc xạ tiểu cầu [

18.

  • Borger A.-K.
  • et al.
Tạo ra các tế bào megakaryocytes và tiểu cầu có nguồn gốc từ iPSC phổ quát HLA để tồn tại trong điều kiện khúc xạ.

].

Với sự chấp thuận của hai loại vắc xin mRNA chống lại hội chứng hô hấp cấp tính nặng do vi rút Corona 2 (SARS-CoV-2) và nhiều liệu pháp mRNA khác trong các thử nghiệm lâm sàng, ngày càng có nhiều mối quan tâm đến việc sử dụng mRNA để thúc đẩy khả năng miễn dịch đối với các liệu pháp tế bào [

19.

  • Barbier AJ
  • et al.
Tiến bộ lâm sàng của vắc xin mRNA và liệu pháp miễn dịch.

]. Trọng tâm của các liệu pháp mRNA trong lĩnh vực này là kích hoạt và mở rộng các tế bào T điều hòa (Treg) có vai trò quan trọng trong việc ức chế miễn dịch và ngăn ngừa GVHD [

20.

  • Quách W.-W.
  • et al.
Tế bào T điều hòa trong liệu pháp GVHD.

]. mã hóa mRNA cho con người IL-2 mutein được thiết kế để liên kết ưu tiên các thụ thể α (IL-2Rα) của thụ thể IL-2 trên Tregs và tránh kích hoạt tế bào T tiền viêm [

21.

  • de Picciotto S.
  • et al.
Kích hoạt có chọn lọc và mở rộng các tế bào T điều hòa bằng cách sử dụng mRNA được bao bọc lipid mã hóa protein đột biến IL-2 có tác dụng kéo dài.

]. Việc cung cấp mRNA này đã dẫn đến việc kích hoạt và mở rộng Treg trên chuột và các mô hình linh trưởng không phải người, đồng thời làm giảm GVHD cấp tính ở chuột một cách hiệu quả. Tuy nhiên, vai trò kép của IL-2 trong việc thúc đẩy cả tế bào Tregs và tế bào T tiền viêm sẽ cần phải theo dõi cẩn thận các phản ứng của tế bào T để tránh làm trầm trọng thêm khả năng miễn dịch đối với các liệu pháp tế bào.

Ngoài ra, vắc xin mRNA có khả năng dung nạp có thể được sử dụng để tạo ra sự dung nạp đặc hiệu với alloantigen. Những loại vắc xin như vậy được thiết kế với mRNA đã được biến đổi về mặt hóa học và được tinh chế cẩn thận để loại bỏ các chất gây ô nhiễm DSRNA. Các vắc xin mRNA không gây viêm thu được có thể tạo ra sự dung nạp đối với một kháng nguyên được mã hóa khi được đưa vào tế bào T trong trường hợp không có các phân tử đồng kích thích [

22.

  • Kariko K.
  • et al.
Ngăn chặn sự nhận biết RNA bằng các thụ thể giống Toll: tác động của việc biến đổi nucleoside và nguồn gốc tiến hóa của RNA.

,

23.

  • Kariko K.
  • et al.
Tạo ra mRNA tối ưu cho trị liệu: Tinh chế HPLC giúp loại bỏ sự kích hoạt miễn dịch và cải thiện quá trình dịch mã mRNA mã hóa protein, được biến đổi nucleoside.

,

24.

  • Krienke C.
  • et al.
Vắc xin mRNA không gây viêm để điều trị bệnh viêm não tủy tự miễn thực nghiệm.

]. Hiện nay, việc sử dụng vắc-xin mRNA có khả năng dung nạp đã bị hạn chế ở việc tạo ra các phản ứng Treg đặc hiệu của tự kháng nguyên để ngăn ngừa khởi phát bệnh tự miễn ở mô hình chuột mắc bệnh đa xơ cứng [

24.

  • Krienke C.
  • et al.
Vắc xin mRNA không gây viêm để điều trị bệnh viêm não tủy tự miễn thực nghiệm.

]. Chúng tôi hình dung rằng mã hóa vắc-xin mRNA có khả năng dung nạp dự phòng cho HLA của người hiến tặng có thể tạo ra sự dung nạp đối với các liệu pháp tế bào không khớp với HLA qua trung gian bởi Tregs đặc hiệu HLA của người hiến tặng.

MSC

MSC tiết ra các cytokine, chemokine và các yếu tố tăng trưởng chịu trách nhiệm điều chỉnh tình trạng viêm và đáp ứng miễn dịch [

56.

  • Song N.
  • et al.
Điều hòa miễn dịch tế bào gốc trung mô: cơ chế và tiềm năng điều trị.

]. MCS có thể ức chế phản ứng của tế bào T dị sinh, thúc đẩy Tregs, kích hoạt sự biệt hóa DC thành tolDC, biến đại thực bào M1 tiền viêm thành kiểu hình M2 chống viêm, cũng như ức chế sự tăng sinh tế bào NK. Các đặc tính ức chế miễn dịch này của MSC đã khiến chúng trở nên hấp dẫn để phân phối mã trong các liệu pháp tế bào, bao gồm cả các đảo nhỏ (NCT02384018).

Trong mô hình chuột mắc bệnh thoái hóa võng mạc, việc cấy ghép MSC với tế bào biểu mô sắc tố võng mạc (RPE) của bào thai đã ức chế phản ứng miễn dịch của vật chủ, cho phép mảnh ghép sống sót kéo dài để bảo tồn chức năng võng mạc [

57.

  • Phan T.
  • et al.
Cấy ghép kết hợp với tế bào gốc trung mô của con người giúp cải thiện hiệu quả cứu võng mạc của tế bào RPE của thai nhi người trong mô hình chuột bị thoái hóa võng mạc.

]. Sự đồng đóng gói của yếu tố hạt nhân tế bào gan-4 alpha (HNF4α) biểu hiện quá mức MSC với tế bào gan đã thúc đẩy sự phân cực đại thực bào M2 và giảm bớt tình trạng viêm trong mô hình chuột bị suy gan cấp tính [

58.

  • Công D.
  • et al.
Việc đồng đóng gói HNF4α biểu hiện quá mức UMSC và tế bào gan nguyên phát ở người cải thiện tình trạng suy gan cấp tính ở chuột.

]. Yoshida et al. cho thấy rằng các MSC tổng hợp tạo ra khả năng dung nạp miễn dịch đối với các tế bào cơ tim có nguồn gốc từ iPSC bằng cách thúc đẩy Tregs và kích hoạt CD8+ Apoptosis tế bào T [

59.

  • Yoshida S.
  • et al.
Tế bào gốc trung mô tổng hợp làm giảm sự đào thải miễn dịch sau khi cấy ghép tế bào cơ tim dị sinh có nguồn gốc từ tế bào gốc đa năng.

]. Sự kết hợp giữa tế bào cơ tim có nguồn gốc từ iPSC và MSC đã mang lại chức năng tim được cải thiện trong mô hình nhồi máu cơ tim ở chuột, so với chỉ cấy ghép quần thể đơn bào [

60.

  • Neef K.
  • et al.
Việc đồng ghép các tế bào mô đệm trung mô và các tế bào cơ tim có nguồn gốc từ tế bào gốc đa năng cảm ứng giúp cải thiện chức năng tim sau tổn thương cơ tim.

]. Trong bối cảnh bệnh tiểu đường, việc cấy ghép MSC quanh mạch máu dây rốn của con người tuân thủ thực hành sản xuất tốt với các đảo nhỏ ở chuột mắc bệnh tiểu đường đã đạt được sự ức chế tế bào T và duy trì kiểm soát đường huyết chặt chẽ [

61.

  • Forbes S.
  • et al.
Các tế bào quanh mạch máu dây rốn của con người cải thiện chức năng cấy ghép đảo tụy ở người bằng cách tăng cường mạch máu.

]. Hơn nữa, MSC được thiết kế để biểu hiện PD-L1/CTLA4-Ig (eMSC) có thể gây ức chế miễn dịch cục bộ và hỗ trợ việc cấy ghép đảo nhỏ của chuột đồng loại mà không ức chế miễn dịch toàn thân [

62.

  • Vương X.
  • et al.
Các tế bào phụ kiện điều hòa miễn dịch được thiết kế cải thiện việc cấy ghép tiểu đảo allogeneic thử nghiệm mà không ức chế miễn dịch.

].

Bất chấp lời hứa của họ, những thách thức với SC bao gồm những thách thức trong việc đạt được sự trưởng thành đầy đủ về chức năng, số phận lâu dài không rõ ràng, khả năng miễn dịch cũng như chi phí và độ phức tạp của sản xuất quy mô lớn. Lưu ý rằng, kiểm soát chất lượng giữa các nguồn SC khác nhau, dễ mua sắm và nâng cấp trong khi duy trì kiểu hình ổn định là những tiêu chí quan trọng cho khả năng chuyển đổi lâm sàng [

63.

  • Levy O.
  • et al.
Phá vỡ các rào cản đối với các liệu pháp MSC có ý nghĩa lâm sàng.

]. Chúng tôi giới thiệu người đọc đến phần 'Nhận xét kết luận và quan điểm trong tương lai, để cân nhắc về diễn giải lâm sàng.

Nhận xét kết luận và triển vọng tương lai

Phạm vi rộng của các cuộc điều tra trong lĩnh vực này được minh họa bằng nhiều thử nghiệm lâm sàng khám phá các chiến lược điều hòa miễn dịch cho liệu pháp tế bào, một số trong đó được liệt kê trong Bảng 1. Thử nghiệm lâm sàng đầu tiên trên người và nhãn mở đối với CAR-Treg để tạo ra và duy trì khả năng dung nạp miễn dịch đối với việc cấy ghép thận đã được bắt đầu vào năm 2021 (NCT04817774). Gần đây, một thử nghiệm lâm sàng ở Nhật Bản cho thấy rằng cấy ghép máu cuống rốn kết hợp với tiêm MSC vào trong cơ thể có thể ngăn ngừa GVHD mà không ức chế quá trình cấy ghép [

75.

  • Đi đến t.
  • et al.
Thử nghiệm lâm sàng giai đoạn I về cấy ghép tế bào gốc trung mô trong tủy xương trong ghép máu cuống rốn.

]. Hơn nữa, một số biện pháp can thiệp điều hòa miễn dịch cải tiến bao gồm nghiên cứu lâm sàng về phương pháp trị liệu dựa trên CRISPR-Cas9- và mRNA để giảm thiểu sự đào thải miễn dịch hoặc thúc đẩy khả năng dung nạp (NCT05210530).

Bảng 1Các thử nghiệm lâm sàng chọn lọc liên quan đến liệu pháp tế bào và điều hòa miễn dịch cho liệu pháp tái tạo

a

Chữ viết tắt: ADSCs, tế bào gốc có nguồn gốc từ mỡ; BM-MSC, tế bào gốc trung mô tủy xương; COPD, bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính; hESC-RPE, biểu mô sắc tố võng mạc có nguồn gốc từ tế bào gốc phôi người; Ph1, Giai đoạn 1; Ph2, Giai đoạn 2; SPION, oxit sắt siêu thuận từ; thyTreg, Tregs có nguồn gốc từ tuyến ức.

Giống như tất cả các công nghệ y sinh mới, các mối quan tâm về an toàn và đạo đức phải được giải quyết trước khi dịch thuật lâm sàng. Hơn nữa, những cân nhắc quan trọng đối với việc áp dụng các liệu pháp tế bào bao gồm khả năng tái tạo, sản xuất quy mô lớn [

76.

Các công ty khởi nghiệp về tế bào gốc tìm cách giải quyết vấn đề sản xuất hàng loạt

], và các quy trình tiêu chuẩn hóa và kiểm soát chất lượng [

77.

  • Fritche E.
  • et al.
Hướng tới một quy trình tối ưu hóa để sản xuất lâm sàng liệu pháp tế bào CAR-Treg.

,

78.

  • Pratt CB
  • Alexander M.
Tầm quan trọng của việc theo dõi liệu pháp tế bào CAR-T bằng cách sử dụng các xét nghiệm thông lượng cao.

] (xem Câu hỏi nổi bật). Để giải quyết những thách thức này, nhiều chương trình công và tư khác nhau đã thiết lập các hướng dẫn cơ bản cho các quy trình sản xuất tốt trong ngành chế tạo sinh học. Một ví dụ có liên quan về những nỗ lực này là chương trình BioFabUSA được thành lập tại Viện Sản xuất Tái tạo Tiên tiến (ARMI). BioFabUSA là mối quan hệ đối tác công-tư bao gồm các tổ chức công nghiệp, học viện, chính phủ và phi lợi nhuận. Sự hợp tác độc đáo này tập trung vào việc định hướng các nguồn lực khoa học và kỹ thuật nhằm tạo điều kiện cho việc sản xuất các liệu pháp tế bào có thể mở rộng, nhất quán và tiết kiệm chi phí. Trong đó, những tiến bộ về robot, công nghệ thông tin, khoa học tính toán và cơ sở hạ tầng trí tuệ nhân tạo [

79.

  • Tucker BA
  • et al.
Thay thế tế bào tự thân: một cách tiếp cận AI không xâm lấn để thử nghiệm phát hành lâm sàng.

] sẽ là nền tảng để làm cho các liệu pháp tế bào được cá nhân hóa hơn, dễ tiếp cận hơn và giá cả phải chăng hơn. Ngoài ra, vì các liệu pháp tế bào về cơ bản là thuốc sống, nên việc nắm vững chuỗi cung ứng từ hậu cần vận chuyển và bảo quản được điều chỉnh nhiệt độ thích hợp đến rã đông và quản lý thích hợp là điều quan trọng để triển khai trên diện rộng theo cách có thể tái sản xuất.

Một thách thức quan trọng khác là phát triển các chiến lược phân phối an toàn và hiệu quả cho liệu pháp tế bào. Việc cấy ghép các đảo tụy hoặc tế bào β có nguồn gốc từ SC cung cấp một ví dụ rõ ràng về tầm quan trọng của phương pháp phân phối đối với khả năng tồn tại và chức năng của mảnh ghép. Mặc dù đã có hơn 70 năm nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này nhưng giải pháp công nghệ lý tưởng để cung cấp các tế bào này vẫn chưa được xác định. Vì mục đích này, những khám phá mới về vật liệu sinh học và y học nano sẽ tiếp tục hỗ trợ những nỗ lực này trong việc cung cấp các công cụ kỹ thuật tế bào và phân tử mới [

80.

  • Cifuentes-Rius A.
  • et al.
Tạo ra khả năng dung nạp miễn dịch bằng các loại thuốc nano nhắm mục tiêu tế bào đuôi gai.

,

81.

  • CM điên cuồng
  • et al.
Chiến lược công nghệ sinh học để tăng tốc trị liệu tế bào gốc.

].

Cuối cùng, các cơ hội nghiên cứu mới nằm ở việc phát triển các chiến lược hiệu quả để theo dõi liệu pháp tế bào khi sinh vào cơ thể [

82.

  • Bulte JWM
  • Daldrup-Link HE
Theo dõi lâm sàng quá trình chuyển tế bào và ghép tế bào: thử nghiệm và khổ nạn.

], theo dõi không xâm lấn khả năng tồn tại và chức năng của chúng, cũng như điều chỉnh phản ứng miễn dịch đặc biệt. Ở đây, các công nghệ hình ảnh thời gian thực tiên tiến và các phương pháp quang học để điều khiển tế bào bằng cách sử dụng kích thích ánh sáng ở các bước sóng cụ thể có thể mở đường cho những khám phá mới [

83.

  • Bansal A.
  • et al.
Hướng tới quang học tịnh tiến.

].

Những thách thức chuyển đổi này rất lớn và đòi hỏi sự hội tụ của năng lực và chuyên môn đa ngành. Như được minh chứng bằng phản ứng toàn cầu đối với đại dịch SARS-CoV-2 thông qua các hành động tập thể của giới học thuật và ngành công nghiệp, dẫn đến việc phát triển vắc xin cực nhanh và phê duyệt theo quy định, những nỗ lực phối hợp có thể cho phép các liệu pháp tế bào phát huy hết tiềm năng của chúng.

Câu hỏi nổi bật

Liệu yếu tố điều hòa miễn dịch bổ sung cho các liệu pháp tế bào, vốn đòi hỏi phải sản xuất quy mô lớn, tốn nhiều công sức với các tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt, có ảnh hưởng đến chi phí thương mại hóa và khả thi về mặt kinh tế không? Liệu chỉ riêng thao tác tế bào di truyền có cho phép trốn tránh miễn dịch ghép hoàn toàn không? Những loại thao tác gen nào là khả thi nhất đối với nhiều liệu pháp tế bào? Liệu độc tính gen tiềm ẩn do chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9 truyền thống có thúc đẩy lĩnh vực này hướng tới các công nghệ dựa trên CRISPR mới hơn hoặc các phương pháp chỉnh sửa gen thay thế không? Liệu vắc xin có khả năng dung nạp sẽ cải thiện kết quả cấy ghép và (các) kháng nguyên đồng loại chính nào sẽ là mục tiêu tiêm chủng? Liệu liệu pháp nano và quang di truyền học có hỗ trợ tốt hơn cho việc điều tra và theo dõi quá trình điều hòa miễn dịch cục bộ không? Làm thế nào để xác định rõ hơn liệu thải ghép cấp tính là do liệu pháp tế bào hay do các yếu tố khác?

Thuật ngữ

dị sinh

tế bào hoặc mô có nguồn gốc từ người hiến tặng cùng loài.

Phản ứng miễn dịch

một phản ứng miễn dịch đối với các kháng nguyên không thuộc bản thân ('kháng nguyên dị chủng') từ các thành viên cùng loài. Phản ứng dị miễn dịch có thể dẫn đến thải ghép.

Apoptosis

một kiểu chết tế bào được lập trình dẫn đến sự tự hủy diệt của tế bào, được kích hoạt bởi sự hiện diện hoặc vắng mặt của một số kích thích nhất định.

Tự động

phản ứng miễn dịch chống lại tế bào hoặc mô của chính một cá nhân thông qua sự hiện diện của kháng thể và tế bào lympho T chống lại tự kháng nguyên.

Tự thân

các tế bào hoặc mô có nguồn gốc từ cùng một cá thể mà chúng được cấy ghép vào.

liệu pháp tế bào

tế bào sống dùng để điều trị.

Tế bào thụ thể kháng nguyên khảm T (CAR-T)

một hình thức trị liệu miễn dịch sử dụng tế bào T được biến đổi gen để có thụ thể tổng hợp liên kết với một mục tiêu cụ thể (tế bào ung thư) và làm trung gian cho sự phá hủy miễn dịch. Chúng được gọi là 'chimeric' vì cả chức năng liên kết kháng nguyên và kích hoạt tế bào T đều được kết hợp trong một thụ thể duy nhất.

Protein 9 liên quan đến lặp lại palindromic ngắn xen kẽ thường xuyên được phân cụm (CRISPR-Cas9)

một công nghệ chỉnh sửa bộ gen được điều chỉnh từ vi khuẩn có thể được sử dụng để chỉnh sửa DNA cụ thể tại các vị trí chính xác. Một phân tử RNA được thiết kế đặc biệt được sử dụng để hướng dẫn enzyme Cas9 đến trình tự DNA mục tiêu. Cas9 cắt trình tự DNA mục tiêu để loại bỏ, do đó cho phép xóa hoặc bổ sung trình tự DNA mới, tùy chỉnh. Công nghệ CRISPR-Cas9 hứa hẹn sẽ điều trị và ngăn ngừa các bệnh không thể điều trị trước đây như thoái hóa thần kinh, rối loạn di truyền hoặc di truyền, HIV và ung thư.

Đứt sợi đôi (DSB)

xảy ra khi cả hai chuỗi DNA bị phân cắt bởi các tác nhân gây hại như bức xạ ion hóa hoặc một số hóa chất.

Bệnh ghép chống lại vật chủ (GVHD)

GVHD là một biến chứng viêm toàn thân đe dọa tính mạng, có thể xảy ra sau khi cấy ghép khi các tế bào T của người hiến tặng trong cuộc cấy ghép tấn công người nhận.

Sửa chữa theo hướng tương đồng (HDR)

một cơ chế được tế bào sử dụng để sửa chữa DSB trong DNA, dựa vào trình tự DNA tương đồng, chủ yếu xảy ra trong giai đoạn G2 và S của chu kỳ tế bào.

Kháng nguyên bạch cầu người (HLA)

Gen HLA mã hóa các protein bề mặt tế bào trong MHC, đặc trưng cho từng cá thể. HLA được hệ thống miễn dịch sử dụng để phân biệt giữa cái tôi và cái không phải là cái tôi.

Đặc quyền miễn dịch

đề cập đến một số vị trí nhất định trong cơ thể được phân lập khỏi hệ thống miễn dịch, có thể dung nạp các kháng nguyên, tế bào hoặc mô lạ mà không gây ra phản ứng miễn dịch viêm có thể dẫn đến đào thải.

Dung nạp miễn dịch

hệ thống miễn dịch không đáp ứng với một kháng nguyên cụ thể hoặc một kháng nguyên đã gặp trước đó. Khả năng dung nạp cấy ghép đề cập đến việc thiếu phản ứng miễn dịch đối với các kháng nguyên từ tế bào hoặc mảnh ghép của người hiến tặng, ngăn ngừa sự đào thải miễn dịch, trong khi khả năng phản ứng với các kháng nguyên khác vẫn còn nguyên vẹn.

Thuốc ức chế miễn dịch

các tác nhân được sử dụng để ức chế hệ thống miễn dịch nhằm ngăn chặn các tế bào tấn công các tế bào của người hiến tặng, được coi là xa lạ đối với vật chủ.

Ức chế miễn dịch

ức chế hệ thống miễn dịch của cơ thể và do đó, khả năng chống lại nhiễm trùng và bệnh tật. Sự ức chế miễn dịch có thể được gây ra bởi thuốc hoặc tế bào chuyên biệt, cũng như xảy ra do tình trạng bệnh.

iPSC

các tế bào thu được bằng cách lập trình lại các tế bào trưởng thành đã biệt hóa ở giai đoạn cuối, chẳng hạn như tế bào da, thành trạng thái đa năng giống như phôi thai để được sử dụng như một nguồn không giới hạn cho mục đích điều trị. iPSC có thể được tạo ra từ các tế bào của cùng một cá nhân sẽ được cấy ghép.

mixen

cấu trúc lưỡng tính hình cầu chứa lõi kỵ nước và vỏ ưa nước. Chúng được sử dụng làm chất mang thuốc vì lớp vỏ ưa nước làm cho các mixen hòa tan trong nước, trong khi lõi kỵ nước mang tải trọng.

Microgel

Mạng 3D gồm các vi sợi polyme bao gồm các vật liệu tự nhiên hoặc tổng hợp có thể được liên kết chéo bằng các cơ chế vật lý, hóa học hoặc qua trung gian ánh sáng. Microgel là hydrogel có kích thước hạt lớn hơn 100 nm và nhỏ hơn 100 μm. Microgel được sử dụng trong các ứng dụng y sinh như phân phối thuốc, y học tái tạo và kỹ thuật mô. Ví dụ, microgel có thể được sử dụng để đóng gói thuốc và được thiết kế để phồng lên hoặc phân hủy để đáp ứng với các kích thích như nhiệt độ, pH và ánh sáng để giải phóng thuốc.

Tế bào giết người tự nhiên (NK)

Tế bào lympho gây độc tế bào của hệ thống miễn dịch bẩm sinh, là những tế bào phản ứng sớm với các tế bào bị nhiễm bệnh hoặc ung thư. Những tế bào này đóng vai trò trung tâm trong việc điều chỉnh các phản ứng miễn dịch.

Kết nối cuối không tương đồng (NHEJ)

con đường chính để sửa chữa DSB DNA, bao gồm việc thắt các sợi bị đứt trong suốt chu kỳ tế bào. NHEJ có khả năng sửa chữa cao hơn và nhanh hơn HDR và ​​​​không cần mẫu sửa chữa.

RNAi

RNAi là một quá trình kích hoạt sự ức chế biểu hiện gen theo trình tự cụ thể bằng cách sử dụng RNA chuỗi kép, thông qua ức chế dịch mã hoặc phiên mã.

Tế bào gốc (SC)

tế bào có khả năng tự làm mới và biệt hóa thành các loại tế bào chuyên biệt khác nhau. SC có thể lan truyền vô thời hạn và do đó là nguồn không giới hạn để thay thế các mô bị mất hoặc bị bệnh.

Xenogen

tế bào hoặc mô có nguồn gốc từ người hiến tặng từ một loài khác.

tại chỗ_img

Tin tức mới nhất

tại chỗ_img