Celulele CAR-NK modificate genetic demonstrează o capacitate sporită de distrugere a cancerului și de evitare a răspunsului imun

În 2025, un studiu amplu publicat în revista Nature Communications a demonstrat o metodă inovatoare de inginerie genetică prin care celulele CAR-NK alogene (celule natural killer modificate pentru a exprima receptori antigenici himerici) pot fi proiectate să evite respingerea de către sistemul imun al gazdei și, simultan, să manifeste o activitate antitumorală crescută. Lucrarea a fost realizată de o echipă internațională de cercetători specializați în imunoterapie celulară și biotehnologie avansată.
Terapia cu celule CAR-T și CAR-NK a revoluționat tratamentul cancerelor hematologice. În prezent, toate cele șase terapii aprobate cu celule CAR-T utilizează limfocitele T proprii ale pacientului. Această abordare autologă, deși eficientă, prezintă limitări majore:

• costuri foarte ridicate și durată mare de producție („vein-to-vein time”);
• calitate scăzută a limfocitelor T la pacienții tratați anterior cu chimioterapie;
• risc crescut de reacții severe, inclusiv boala grefă-contra-gazdă (GVHD) în cazul utilizării celulelor alogene.

În schimb, celulele NK (natural killer) nu provoacă boală grefă-contra-gazdă, fiind astfel candidați ideali pentru dezvoltarea terapiilor alogene „gata de folosinţă”. Totuși, aceste celule pot fi eliminate rapid de sistemul imun al gazdei, în special prin acțiunea limfocitelor CD8+ și a altor celule NK ale receptorului.

Despre studiu

Cercetătorii au abordat problema respingerii imune combinând mai multe modificări genetice într-o singură etapă de producție. Scopul a fost obținerea de celule CAR-NK alogene capabile să:

• evite recunoașterea de către limfocitele T prin reducerea expresiei moleculelor HLA-ABC;
• evite eliminarea de către celulele NK ale gazdei prin expresia crescută a moleculei HLA-E sau a receptorului inhibitor PD-L1;
• păstreze un profil de siguranță optim, reducând riscul de reacții inflamatorii sistemice.

Metodologie

Echipa a utilizat o strategie de tip RNA interference pentru a identifica secvențe shRNA capabile să reducă expresia HLA-ABC fără a afecta expresia HLA-E. Dintre cele 15 secvențe analizate, shRNA #1 și shRNA #13 au fost cele mai eficiente. În paralel, au fost introduse constructe genetice care exprimau PD-L1 sau o versiune modificată a moleculei HLA-E (numită single-chain HLA-E, SCE), menită să inhibe răspunsul NK al gazdei. Toate aceste componente - shRNA, CAR, PD-L1/HLA-E - au fost integrate într-un singur vector lentiviral, permițând obținerea rapidă a celulelor CAR-NK alogene într-un singur pas de transducție.

Rezultate

Reducerea expresiei HLA-ABC și evitarea distrugerii de către limfocitele T

Experimentele au arătat că celulele NK modificate prin shRNA #1 sau #13 au redus semnificativ expresia HLA-ABC, ceea ce le-a permis să evite aproape complet liza mediată de limfocitele CD8+. La un raport efector/țintă de 50:1, distrugerea celulelor NK modificate a fost sub 10%, comparativ cu 80% în cazul celulelor nemodificate.

Expresia PD-L1 reduce moderat activarea celulelor T

Celulele NK care supraexprimau PD-L1 au indus o reducere a markerilor de activare (CD69 și CD25) la limfocitele T alogene, de la 40% la aproximativ 25%. Aceasta indică o inhibiție parțială a răspunsului imun al gazdei, contribuind la o supraviețuire îmbunătățită a celulelor NK transferate.

Expresia HLA-E (SCE) inhibă atacul celulelor NK ale gazdei

Variantele SCE Y84C au fost cele mai eficiente în prevenirea activării și degranulării celulelor NK gazdă. În testele in vitro, expresia SCE a redus activarea NK-urilor umane (marcată prin CD107a și IFNγ) cu peste 70%, eliminând aproape complet liza celulelor alogene.

Combinația genetică optimă: shRNA #1 + PD-L1 sau SCE

Atât în experimentele in vitro, cât și în modelele murine, combinația dintre reducerea HLA-ABC și expresia PD-L1 sau SCE a permis celulelor CAR-NK să evite respingerea de către ambele brațe ale sistemului imun: celulele T și NK. În modelele animale, celulele CAR-NK modificate au reprezentat peste 80% din populația totală de celule NK la 21 de zile post-transfer, în timp ce omologii lor nemodificați au fost aproape complet eliminați.

Activitate antitumorală și profil de siguranță

Celulele CD19-CAR-NK și mesothelin-CAR-NK cu reducerea HLA-ABC și expresia PD-L1 sau HLA-E au prezentat o activitate citotoxică semnificativ crescută împotriva liniilor tumorale Raji și OVCAR8. Liza celulelor tumorale a crescut de la 30–50% în grupurile control la 70–80% în grupurile modificate. În plus, aceste celule au redus semnificativ nivelurile citokinelor inflamatorii implicate în sindromul de eliberare de citokine, precum IL-6, IFNγ și TNF, atât în cocultură cu celule umane, cât și în modele in vivo.

Concluzii

Studiul demonstrează o strategie eficientă de producție într-un singur pas a celulelor CAR-NK alogene, combinând knockdown-ul HLA-ABC cu supraexpresia PD-L1 sau HLA-E. Rezultatul este o terapie celulară „gata de folosinţă” care:

• evită respingerea imună prin suprimarea recunoașterii T și NK;
• prezintă o citotoxicitate crescută împotriva celulelor tumorale;
• reduce riscul de reacții inflamatorii sistemice;
• poate fi aplicată în dezvoltarea altor terapii celulare alogene.

Prin aceste descoperiri, autorii propun o nouă paradigmă în imunoterapia oncologică - celulele CAR-NK alogene rezistente la respingerea imună - care pot oferi pacienților acces rapid la tratamente eficiente, standardizate și sigure, fără necesitatea recoltării de celule proprii.