چرا درمان تومورهای جامد با سلول‌های CAR-T چالش‌برانگیزتر است؟

در حالی که درمان‌های CAR-T سلولی در بیماران مبتلا به تومورهای خونی مؤثر بوده است، اما اثربخشی آنها در تومورهای جامد به دلیل عوامل مختلفی از جمله محیط میکرو تومور محدود شده است. ما از یک مدل میکروفلوئیدیک سه بعدی منحصر به فرد از تومورها برای بررسی مکانیسم‌های مقاومت درمانی در برابر سلول‌های CAR-T که برای هدف قرار دادن B7-H3، یک آنتی‌ژن رایج در سرطان‌های تومور جامد طراحی شده بودند، استفاده کردیم.

در حالی که چندین مدل سه بعدی مختلف از تومورها در دسترس هستند، توانایی آنها در بازتولید دقیق عناصر کلیدی محیط میکرو تومور محدود است. ما از اسفروئیدهای تومور ارگانوتایپیک مشتق شده از بیمار (PDOTS)، مدل‌های میکروفیزیکی سه بعدی که ویژگی‌های کلیدی محیط میکرو تومور را تکرار می‌کنند، استفاده کردیم و امکان مطالعه تعاملات بین تومورها و سلول‌های ایمنی را فراهم کرد.

ما افزایش بیان گیرنده‌های مهاری را در سلول‌های CAR T پس از اولین مواجهه آنها با سلول‌های هدف مشاهده کردیم که باعث اختلال عملکرد و محدود کردن اثربخشی آنها شد. با مهار عملکرد TBK1، یک ژن قبلاً مرتبط با فرار ایمنی، توانستیم فعالیت CAR T سلولی را بازیابی کنیم، اختلال عملکرد را جلوگیری کنیم و تکثیر سلول‌های T را افزایش دهیم.

همچنین دریافتیم که مهار یا حذف TBK1 باعث می‌شود که سلول‌های سرطانی در برابر هدف‌گیری و تخریب توسط سلول‌های ایمنی حساس‌تر شوند. یافته‌ها نشان می‌دهد که هدف قرار دادن TBK1 می‌تواند مقاومت درمانی را کاهش دهد و کارایی CAR T را در سلول‌های تومور جامد که B7-H3 را بیان می‌کنند، افزایش دهد. یافته‌ها همچنین امکان‌پذیری و کاربردی بودن استفاده از PDOTS برای مطالعه تعاملات بین تومورها و سلول‌های ایمنی را نشان می‌دهد.

آزمایشگاه سولدانو فرونه در همان طبقه ما بود و دفتر او چند در آن طرف دفتر من بود. ما اغلب با هم برخورد می‌کردیم و هنگام تهیه قهوه صبح یا بعد از ظهر گپ می‌زدیم. پس از شنیدن در مورد مدل‌های PDOTS ما، او گفت: «باید همکاری کنیم و سلول‌های CAR T خود را در مدل‌های PDOTS شما آزمایش کنیم.»

به عنوان یک PI تازه کار، هیجان‌زده بودم که چنین محقق ارشدی علاقه‌مند به همکاری است اما مطمئن نبودم که علم دقیقاً ما را به کجا خواهد برد. در ابتدا، گروه سولدانو به سادگی سلول‌های CAR T را ارائه کردند و ما آنها را در تعدادی از نمونه‌های PDOTS آزمایش کردیم. اما زمانی که شروع به مشاهده حساسیت کاهش یافته به سلول‌های CAR T در مدل‌های PDOTS خود کردیم که در غیر این صورت باید پاسخگو می‌بودند، متوجه شدیم که چیزی بزرگ پیدا کرده‌ایم. ما از آن زمان به بعد تکرار کردیم و این پروژه توسط یی سون، دکترا، از آزمایشگاه من و لوک مگز، دکترا، از آزمایشگاه فرونه هدایت شد.

پس از درگذشت سولدانو، ما می‌خواستیم پروژه را تکمیل کنیم اما به حمایت و تامین مداوم سلول‌های CAR-T نیاز داشتیم. با حمایت مستمر کریستینا فرونه، MD، (اکنون در Cedars Sinai) و Xinhui Wang، MD، PhD، (MGH) برای تولید و تامین سلول‌های CAR-T، توانستیم پروژه را به پایان برسانیم. تمام مطالعات ما با استفاده از PDOTS به یک زیرساخت بانکداری بافت قوی برای تامین نمونه‌های تومور با کیفیت بالا نیاز دارد.

علاوه بر رهبری و چشم‌انداز ارائه شده توسط دکتر بولند و دکتر کوهن، عملیات روزمره جمع‌آوری، بانکداری و توزیع نمونه‌های تومور بیمار به یک تیم آموزش دیده، ماهر و فداکار متکی است که توسط تاتیانا شاروا و الایگا لاولس رهبری می‌شود. تیم ما در پردیس اصلی MGH فعالیت می‌کند تا از نزدیکی به کلینیک‌ها و اتاق‌های عمل بهره‌مند شود و ایزابلا پانووا (مدیر آزمایشگاه طبقه ما در جکسون ۹) اطمینان حاصل می‌کند که همه چیز به طور روان ادامه می‌یابد.

Moshe Sade-Feldman، PhD (همچنین یک KF-CCR PI و دستیار پروفسور پزشکی) و تیم او نقش مهمی در انجام مطالعات توالی‌یابی RNA تک سلولی مورد نیاز برای تعیین نحوه تغییر محیط میکرو تومور و سلول‌های CAR T در مدل‌های PDOTS ما داشتند. سرانجام، بودجه از مرکز تحقیقات زیرساخت علوم زیستی ماساچوست به ما امکان داد تا بخش بزرگی از ابزارآلات استفاده شده در این مطالعه را خریداری کنیم.