新たな工学的戦略がCAR-NKおよびCAR-T細胞療法の抗がん効果を強化

研究者らは、がん治療に向けた改変免疫細胞療法を大幅に改善し得る複数の新規アプローチを特定した。CAR-TおよびCAR-NK細胞技術の双方で進展が示され、現在の制約を克服する可能性がある。

CAR-T細胞研究では、免疫応答を抑制する分子チェックポイントとして以前から認識されていた核内受容体NR2F6を欠失させると、固形腫瘍に対するCAR-T細胞の性能が顕著に向上することが見いだされた。これらの知見は、NR2F6の除去が疲弊したCAR-T細胞を再活性化し、腫瘍細胞に対する活性をより有効に持続できるようにすることを示唆する。この発見は、がん免疫療法における主要課題の1つ、すなわち血液がんに比べて固形腫瘍を標的とするCAR-T治療の成功が限定的であるという問題の克服に向けた洞察を提供する。

一方、中国科学院動物研究所のチームは、がん免疫療法向けにナチュラルキラー（NK）細胞を大量生産する画期的な方法を開発した。成熟NK細胞を改変する代わりに、研究者らは臍帯血から採取したCD34+造血幹・前駆細胞（HSPC）を出発材料とした。チームは、単一のCD34+ HSPCから最大で1,400万個のiNK細胞、または760万個のCAR-iNK細胞を産生できることを見いだした。研究者らは、一般的な臍帯血ユニットの5分の1が理論上、数千回分、さらには数万回分の治療用量に十分な細胞を産生し得ると推定している。これらの成果はNature Biomedical Engineeringに掲載された。

中国チームは3段階のシステムを用いた。まず、照射したAFT024フィーダー細胞の助けを借りてCD34+ HSPCを増幅した。14日以内に細胞はおよそ800〜1,000倍に増殖した。次に、増幅した細胞をOP9フィーダー細胞と共培養し、人工造血オルガノイド凝集体を作製した。これはNK系統への効率的なコミットメントと発生を支える構造である。最終段階では、NK細胞になることにコミットした細胞をさらに成熟・増殖させた。このプロセスにより、内因性CD16を発現する高純度のiNKまたはCAR-iNK細胞が得られた。

もう1つの大きな改善点は、CARエンジニアリングに必要なウイルスベクター量の大幅な削減である。成熟NK細胞の改変に通常必要とされる量と比較して、この方法ではウイルスベクターを、培養42日目で約~1/140,000、培養49日目で約~1/600,000の量しか使用しなかった。

実験室試験では、iNKおよびCAR-iNK細胞はいずれも強力な腫瘍殺傷能を示した。ヒトB細胞急性リンパ芽球性白血病の細胞株由来異種移植（xenograft）および患者由来異種移植マウスモデルにおいて、CD19 CAR-iNK細胞は腫瘍増殖を抑制し、動物の生存期間を延長した。

別の研究として、Ribeirão Preto Blood CenterとCenter for Cell-Based Therapyの研究者らは、2B4およびDAP12などの特定の共刺激ドメインを組み込んだ新たなキメラ抗原受容体（CAR）設計を検証した。これらのドメインは内部活性化回路のように働き、CARが標的を認識した後にNK細胞がどの程度強く攻撃を増幅するかを規定する。NK-92細胞株を用いたところ、改変細胞は腫瘍細胞をより効果的に殺傷し、より強い抗がん活性を示した。結果はFrontiers in Immunologyに掲載された。

実験では、2B4とDAP12の追加により細胞がより攻撃的な状態に置かれ、「攻撃準備が整った」状態となり、腫瘍破壊能が改善した。研究者らはまた、その強い活性を管理する実用的な方法として、dasatinibによる一時的な薬理学的制御も検討した。細胞を恒久的に改変するのではなく、dasatinibを短期的なツールとして用い、活性化を調節した。動物モデルでは、2B4-DAP12で構築しdasatinibで前処置したCAR-NK細胞は、従来型よりも良好な腫瘍制御を達成した。

臍帯血由来NK細胞に関する研究は、中華人民共和国科学技術部および中国国家自然科学基金のほか、他の資金源から支援を受けた。CTCはFAPESPが資金提供するResearch, Innovation, and Dissemination Centersの1つである。