*Tης Δρ. Ανδρούλλας Ν. Μηλιώτου
Τις τελευταίες μέρες μια εξαιρετική είδηση εμφανίζεται στον τύπο, στις ειδήσεις και στα διάφορα sites και ενδεχομένως να έχετε παρατηρήσει την αναφορά στην CAR ανοσοθεραπεία. Τι είναι όμως η τεχνολογία αυτή; Δεν έχει να κάνει καθόλου με κάποιο αυτοκίνητο (από το αγγλικό car), αλλά είναι η θεραπεία που έχει τις μεγαλύτερες προοπτικές να οδηγήσει την ανθρωπότητα σε ένα κόσμο χωρίς καρκίνο!
Στις 2 Φεβρουαρίου 2022 έγινε η δημοσίευση της επιστημονικής εργασίας στο διεθνούς κύρους περιοδικό Nature, από την ομάδα του αμερικάνου Καθηγητή Ανοσοθεραπείας Carl H. June, από το Πανεπιστήμιο της Pennsylvania. Ο June θεωρείται ο «πατέρας» της θεραπείας που αξιοποιεί τα CAR Τ-λεμφοκύτταρα έναντι του καρκίνου. Τι ακριβώς είναι η τόσο υποσχόμενη CAR ανοσοθεραπεία έναντι του καρκίνου;
Ο καρκίνος αποτελεί μια από τις κυριότερες αιτίες θανάτου παγκοσμίως, με συνέπεια τη συνεχή αναζήτηση νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων. Τα τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον των επιστημόνων προσανατολίζεται στην ανοσοθεραπεία. Το ανοσοποιητικό σύστημα αρχικά αναγνωρίζει τα καρκινικά κύτταρα, τα οποία όμως τελικά διαφεύγουν της ανοσολογικής επιτήρησης, λόγω της «εξελικτικής πίεσης» που ασκείται και οδηγεί στην ανάπτυξη μηχανισμών διαφυγής (1). Η ανοσοθεραπεία επιδιώκει να καταστήσει τα καρκινικά κύτταρα «ορατά», διευκολύνοντας το ανοσοποιητικό μας σύστημα να τα καταστρέψει (2).
H θεραπεία με χιμαιρικούς αντιγονικούς υποδοχείς (Chimeric Antigen Receptor, CAR) (3) είναι μια εξατομικευμένη θεραπεία που περιλαμβάνει τη γενετική τροποποίηση κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος του κάθε ασθενούς ξεχωριστά, ώστε να στοχεύουν εκλεκτικά τα καρκινικά κύτταρα (4). Με άλλα λόγια, επιστρατεύουμε το ίδιο το ανοσοποιητικό μας σύστημα για να «πολεμήσει» μόνο τα καρκινικά κύτταρα, αναγνωρίζοντάς τα ως «εχθρούς», ενώ δε θα επηρεάζει καθόλου τα υγιή κύτταρα.
Η γενετική τροποποίηση των κυττάρων του ανοσοποιητικού, συνήθως των Τ-λεμφοκυττάρων, γίνεται για να εκφράσουν τον υποδοχέα CAR, ο οποίος έχει την ικανότητα να αναγνωρίζει ένα καρκινικό αντιγόνο στην επιφάνεια των καρκινικών κυττάρων (ανεξαρτήτως του συστήματος ιστοσυμβατότητας). Στην ουσία ο υποδοχέας CAR μπορεί να αναγνωρίσει «ετικέτες» (τα αντιγόνα δηλαδή), που φέρουν μόνο τα καρκινικά κύτταρα, με αποτέλεσμα να μπορεί να τα αναγνωρίσει.
Ακολούθως, τα γενετικά τροποποιημένα Τ-λεμφοκύτταρα «καλλιεργούνται» ex vivo, δηλαδή αφαιρούνται από τον ασθενή και γίνεται η επεξεργασία τους σε εργαστήριο, για περαιτέρω ανάπτυξή τους (expansion). Πριν την επακόλουθη έγχυση των CAR Τ-λεμφοκυττάρων πίσω στους ασθενείς, απαιτείται λεμφοκαταστροφική χημειοθεραπεία, για να δοθεί η δυνατότητα εγκατάστασης και παραμονής των εγχυόμενων CAR T-λεμφοκυττάρων στην κυκλοφορία για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα ή/και για τη μείωση της αντι-CAR ανοσολογικής απόκρισης (5).
Εικόνα 1: Σχηματική της CAR ανοσοθεραπείας (Miliotou, A. N., et al., Current pharmaceutical biotechnology 2018, 19 (1), 5-18).
Αν θα θέλαμε να απλοποιήσουμε την ιδέα γύρω από την CAR ανοσοθεραπεία, θα μπορούσαμε να πούμε ότι:
1. Γίνεται επιλογή των κυττάρων του ανοσοποιητικού του ασθενούς (Τ-λεμφοκύτταρα) και αφαιρούνται με λευκαφαίρεση. Στο ανοσοποιητικό μας σύστημα, τα Τ-λεμφοκύτταρα, είτε μόνα τους είτε σε συνεργασία με άλλα κύτταρα, καταστρέφουν τα μικρόβια ή τον καρκίνο.
2. Γίνεται η γενετική επεξεργασία των Τ-λεμφοκυττάρων, για να εκφράζουν τον CAR υποδοχέα στην επιφάνειά τους και να ενισχυθεί η ικανότητά τους να αναγνωρίζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τα καρκινικά κύτταρα.
3. Τα CAR Τ-λεμφοκύτταρα πανεγχύονται στον ασθενή.
4. Ο CAR υποδοχέας μπορεί και ξεχωρίζει τα καρκινικά κύτταρα, αφού είναι σχεδιασμένος να συνδέεται στα καρκινικά αντιγόνα, δηλαδή τις μικρές πρωτεΐνες-ετικέτες.
5. Αφού γίνει η σύνδεση του CAR στο αντιγόνο («κλειδί στην κλειδαριά») το ανοσοποιητικό εντοπίζει το καρκινικό κύτταρο και στρατολογείται για να το καταστρέψει.
Η γενετική επεξεργασία των κυττάρων του ανοσοποιητικού, έτσι ώστε να εκφράζουν τον υποδοχέα CAR, γίνεται κυρίως με τη χρήση της τεχνολογίας μεταφοράς γενετικού υλικού, μέσω λεντιϊών, ενώ υπάρχουν αρκετά προχωρημένες σε στάδιο μελέτες που αξιοποιούν τη γνωστή σε όλους μας πλέον τεχνολογία του mRNA (6). Η ερευνητική μας ομάδα, υπό την επίβλεψη της Δρ. Παπαδοπούλου Λευκοθέας, Καθηγήτριας Φαρμακολογίας ΑΠΘ, αξιοποιεί την τεχνολογία του mRNA για την ανάπτυξη της CAR ανοσοθεραπείας έναντι του καρκίνου του στόματος, με πάρα πολύ ενθαρρυντικά αποτελέσματα. Η μεταφορά του mRNA γίνεται μέσω της καινοτόμου πλατφόρμας με τη χρήση πεπτιδίων μεταγωγής, η οποία έχει κατοχυρωθεί με εθνικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας (ΔΕ 1010063; PCT/GR2020/000059).
Οι μέχρι τώρα κλινικές δοκιμές έχουν επιδείξει θεαματική αποτελεσματικότητα σε ασθενείς με Οξεία Λεμφοβλαστική Λευχαιμία (ALL) (7) τελικού σταδίου, χρησιμοποιώντας anti-CD19 CAR T-λεμφοκύτταρα, με ποσοστό 92% πλήρους ανάκαμψης. Το Tisagenlecleucel-T (Kymriah/Novartis) αντιστοιχεί στην πρώτη εγκεκριμένη CAR Τ-θεραπεία και απευθύνεται σε παιδιά και νεαρούς ενήλικες που πάσχουν από υποτροπιάζουσα/ανθεκτική ALL. Το προϊόν έχει εγκριθεί από τον FDA (30-8-2017) (κόστος: $475.000), ενώ εγκρίθηκε και από τον EMA (Οκτώβριος 2018). Το Axicabtagene-Ciloleucel (Yescarta/Kite Phama) εγκρίθηκε από τον FDA (18-10-2017) (κόστος: $373.000) και απευθύνεται σε ασθενείς που πάσχουν από υποτροπιάζων/ανθεκτικό non-Hodgkin λέμφωμα Β-λεμφοκυττάρων-(NHL) και δεν είναι επιλέξιμοι για μεταμόσχευση αυτόλογων βλαστικών κυττάρων (5, 8).
Στην Ελλάδα έχουν πραγματοποιηθεί ήδη CAR θεραπείες σε ασθενείς, παιδιά και νεαρούς ενήλικες, με υποτροπιάζουσα ή ανθεκτική Οξεία Λεμφοβλαστική Λευχαιμία και σε ασθενείς με Διάχυτο Λέμφωμα από Β-μεγάλα κύτταρα, στο Νοσοκομείο Παίδων και στον Ευαγγελισμό στην Αθήνα, και στο Νοσοκομείο Παπανικολάου, στη Θεσσαλονίκη.
Η πρώτη ασθενής που έλαβε θεραπεία με CAR T-λεμφοκύτταρα ήταν η Emily Whitehead, όταν ήταν 6 ετών (πίσω στο 2011) και αντιμετώπιζε μια απειλητική για τη ζωή υποτροπή της οξείας λεμφοβλαστικής λευχαιμίας, του πιο συχνού παιδικού καρκίνου. Ο καρκίνος της Emily αντιστάθηκε σε 16 μήνες χημειοθεραπείας, όταν είπαν στους γονείς της ότι ο καρκίνος της είχε υποτροπιάσει και ότι δεν είχε καθόλου ελπίδες για να επιζήσει. Αποφασισμένοι να σώσουν τη ζωή του παιδιού τους, οι γονείς της, έγραψαν την κόρη τους σε μια κλινική δοκιμή μιας νέας τότε θεραπείας, της CAR ανοσοθεραπείας που είχε σχεδιαστεί για να μετατρέψει το ανοσοποιητικό σύστημα της Emily σε ένα ισχυρό όπλο κατά του καρκίνου. Η θεραπεία δούλεψε και ο καρκίνος έπεσε σε πλήρη ύφεση (9). Η Emily εν έτη 2022 διανύει το τέλος της εφηβείας της και γεμάτη υγεία και όρεξη για τη ζωή, ενώ λίγα χρόνια πριν ήταν ζήτημα αν θα επιβίωνε για κάποιους μήνες.
Ο άνθρωπος που ηγήθηκε της κλινικής ομάδας και που σχεδίασε το πρωτόκολλο που έσωσε τη ζωή της Emily δεν ήταν άλλος από τον Carl June. Και μπορεί η Patient 1 να ήταν η Emily, ακολούθησαν όμως και άλλοι πολλοί. Σήμερα, περίπου 140 φαρμακευτικές/βιοτεχνολογικές εταιρείες αναπτύσσουν προγράμματα CAR ανοσοθεραπείας.
Η πρόσφατη εργασία της ομάδας του June στο Nature ήρθε να δώσει ελπίδα και αναπτέρωση του ηθικού στην παγκόσμια επιστημονική κοινότητα. Αναφέρει δύο από τους πρώτους ασθενείς (o Doug Olson και ο Bill Ludwig) με χρόνια λεμφοκυτταρική λευχαιμία, οι οποίοι εγχύθηκαν με CAR Τ-λεμφοκύτταρα το 2010 ως μέρος μιας κλινικής δοκιμής φάσης Ι και ανταποκρίθηκαν με πλήρεις υφέσεις του καρκίνου («cancer-free»), ενώ ακόμα πιο εντυπωσιακό είναι ότι παρατηρήθηκε και η επιμονή (persistence) των εγχυόμενων, λειτουργικών CAR Τ-λεμφοκυττάρων, τόσα χρόνια μετά από τη θεραπεία. Αυτό το εύρημα αποδίδει το μακροπρόθεσμο δυναμικό των CAR Τ-λεμφοκυττάρων, τα οποία φαίνεται να έχουν σώσει και θα μπορούν να σώσουν μεγάλο αριθμό ασθενών με καρκίνο του αίματος τελικού σταδίου και μη. Στον Olson, τα κύτταρα CAR που παραμένουν είναι όλα απόγονοι (κλώνοι) τριών μεμονωμένων CAR Τ-λεμφοκυττάρων. Εάν οι επιστήμονες καταφέρουν να καταλάβουν τι έκανε αυτά τα κύτταρα να λειτουργήσουν, θα μπορούσαν στο μέλλον να εγχύονται στους ασθενείς λιγότερα, πιο αποτελεσματικά κύτταρα και αυτό ως αποτέλεσμα θα μειώσει το κόστος της θεραπείας. Επιπλέον, ένα φλέγον θέμα είναι η αξιοποίηση της CAR ανοσοθεραπείας και σε στερεούς όγκους, με κλινικές μελέτες να πραγματοποιούνται με εξαιρετικά αποτελέσματα ύφεσης.
Είναι η CAR ανοσοθεραπεία το μέλλον για την εξάλειψη του καρκίνου; Όπως φαίνεται είναι ισχυρό όπλο στη φαρέτρα μας. Το μόνο σίγουρο είναι ότι η επιστήμη εξελίσσεται ραγδαία και η δημοσίευση του Carl June και της ομάδας του από το Πανεπιστήμιο της Pennsylvania, αποτελεί ορόσημο στον αγώνα της επιστήμης κατά του καρκίνου. Κλείνοντας μόνο ένα χαμόγελο σχηματίζεται από τα λόγια του Doug Olson:
«Εκείνη την ημέρα το 2010, όταν εγχύθηκα με τα CAR T-λεμφοκύτταρά μου και τα καρκινικά μου κύτταρα εξαφανίστηκαν – σήμαινε ότι υπήρχε μια εντελώς καινούργια θεραπεία. Αυτό δίνει ελπίδα στους ασθενείς με καρκίνο. Και αν δεν υπάρχει θεραπεία για αυτούς σήμερα, υπάρχει πιθανότητα η θεραπεία να είναι πολύ κοντά».
1. Dunn, G. P., et al., Annu Rev Immunol 2004, 22, 329-60.
2. Haji-Fatahaliha, M., et al., Artif Cells Nanomed Biotechnol 2016, 44 (6), 1339-49.
3. Gross, G., et al., Proc Natl Acad Sci U S A 1989, 86 (24), 10024-8.
4. Bridgeman, J. S., et al., Curr Gene Ther 2010, 10 (2), 77-90.
5. Miliotou, A. N., et al., Current pharmaceutical biotechnology 2018, 19 (1), 5-18.
6. Miliotou, A. N. and Papadopoulou, L.C. Chimeric Antigen Receptor T Cells 2020, 87-117
7. Kochenderfer, J. N., et al., Journal of clinical oncology: official journal of the American Society of Clinical Oncology 2015, 33 (6), 540-9.
8. Milone, M. C., et al., Molecular therapy: the journal of the American Society of Gene Therapy 2009, 17 (8), 1453-64.
9. https://www.cancerresearch.org/en-us/immunotherapy/stories/patients/emily-whitehead
* Η Δρ. Μηλιώτου είναι Συντονίστρια των Αξιολογημένων – Πιστοποιημένων Προγραμμάτων Σπουδών «Διοίκηση Ιατρικών Επισκεπτών (Πτυχίο, 4 έτη)» και «Βοηθοί (Τεχνικοί) Φαρμακείου (Δίπλωμα, 2 έτη)» του KES College. Στη διδακτορική της διατριβή, από το 2016, ασχολήθηκε με την επιτυχή ανάπτυξη μιας καινοτόμου πλατφόρμας ενδοκυττάριας μεταφοράς του mRNA. Το 2020, τα αποτελέσματα από την ερευνητική της δραστηριότητα, αναφορικά με την mRNA τεχνολογία, έχουν εγκριθεί για κατοχύρωση εθνικού διπλώματος ευρεσιτεχνίας ενώ έχουν κατατεθεί και σε διεθνές επίπεδο.
