Cientistas projetam células CAR-T para atingir amiloide na doença de Alzheimer

Cientistas liderados por Jonathan Kipnis, da Washington University in St. Louis, relataram que células T podem ser projetadas para expressar receptores quiméricos de antígeno (CARs) que reconhecem Aβ agregado. Em camundongos, células T com expressão estável desses CARs reduziram amiloide na dura-máter, enquanto uma versão com expressão transitória do receptor removeu placas no cérebro. Os resultados foram publicados em 9 de fevereiro na PNAS.

Os pesquisadores criaram o CAR ao fundir as sequências codificadoras das cadeias pesada e leve da região variável de lecanemab em um fragmento de ligação a amiloide de cadeia única, e então o conectaram aos domínios coestimulatório CD28 e de sinalização CD3ζ. Eles empacotaram esse constructo em um vetor viral.

O primeiro autor Pavle Boskovic e colegas isolaram células T auxiliares CD4+ de baços de animais wild-type e as transduziram para expressar o constructo de forma estável. Ao contrário das células citotóxicas CD8+ usadas na terapia contra o câncer para destruir células-alvo, as células CD4+ mobilizam outras células imunes, incluindo a microglia, quando ativadas. Os cientistas injetaram duas doses de células T CD4+ CAR, com intervalo de três semanas, nas veias atrás dos olhos de camundongos 5xFAD de 6 meses. Esses camundongos expressam os transgenes humanos APP e PSEN1 portadores de múltiplas variantes associadas à DA e desenvolvem patologia amiloide abundante nessa idade.

Após seis semanas, cerca de 2 por cento da membrana da dura-máter próxima às veias de conexão continha amiloide, em comparação com 7 por cento nos controles injetados com solução salina. Em 2024, o grupo de Kipnis havia relatado que moléculas entram e saem do parênquima cerebral por meio de “manguitos” ao redor dessas veias de conexão. Não ocorreram mudanças na patologia amiloide dentro do próprio cérebro com essa abordagem.

Os autores consideram que a entrega gênica viral para expressão estável de CAR traz o risco de ativação imunológica excessiva que, em casos raros, pode levar à neurodegeneração. Eles tentaram uma estratégia alternativa, transfectando células T CD4+ com o mRNA do CAR de lecanemab para que as células expressassem os receptores apenas temporariamente. Eles injetaram três doses dessas células CAR-T transitórias nas veias oculares de camundongos 5xFAD, com intervalo de 10 dias. Em contraste com as duas doses de CAR-Ts transfectadas de modo estável, administradas com intervalo de três semanas, esse regime mais frequente reduziu as placas amiloides no próprio cérebro.

Kipnis acredita que mais doses em um período mais curto provavelmente tiveram um papel na redução das placas no cérebro. A administração repetida também pode ser mais segura do que usar células transduzidas por via viral. Os autores ainda não sabem como essas células CAR-T de lecanemab reduzem amiloide na dura-máter ou no parênquima. Kipnis suspeita que as células secretem fatores que recrutam células imunes do hospedeiro, como a microglia, para realizar o trabalho, e disse que estudos futuros esclarecerão esse mecanismo.

CARs são receptores de membrana celular produzidos em laboratório que redirecionam células T para alvos específicos. No fim da década de 1980, Zelig Eshhar e colegas, no Weizmann Institute of Science, em Rehovot, Israel, criaram as primeiras versões ao fundir um fragmento de anticorpo de cadeia única a um domínio de sinalização intracelular que ativa as células T quando o receptor CAR se liga ao seu alvo. Embora isso tenha sido um avanço conceitual, esses CARs desencadeavam apenas uma ativação fraca das células T. No fim da década de 1990 e no início dos anos 2000, cientistas começaram a adicionar domínios coestimuladores aos CARs para imitar um sinal secundário de ativação. Isso melhorou dramaticamente a ativação e a sobrevivência das células em modelos animais de câncer e, mais tarde, em pessoas.

A terapia CAR-T funciona melhor contra cânceres do sangue, direcionando células T a células B malignas ao mirar proteínas em sua superfície, como o antígeno de maturação de células B ou CD19.

Em pesquisas paralelas que abordam preocupações de segurança da CAR-T, uma equipe de cientistas do Ludwig Lausanne, liderada por Melita Irving e Greta Maria Paola Giordano Attianese, juntamente com colaboradores da École Polytechnique Fédérale de Lausanne, projetou uma plataforma inovadora de células CAR-T capaz de ser desligada remotamente e de forma reversível. Seus achados, publicados em Nature Chemical Biology, enfrentam obstáculos formidáveis, como o risco de dano colateral a células saudáveis e a hiperativação imune potencialmente fatal.

A nova tecnologia aprimora o controle sobre as células CAR-T por meio de um “CAR de interação proteína-proteína com desligamento regulado por fármaco” (DROP-CAR) que modula a integridade do receptor na superfície celular. Esse sistema não depende da degradação de componentes do CAR nem de induzir a morte das células CAR-T, como ocorria em projetos anteriores de desligamento. Em vez disso, ele explora uma interface proteica finamente projetada, composta inteiramente por elementos derivados de humanos, minimizando assim a imunogenicidade. O domínio extracelular inclui uma proteína humana desenhada computacionalmente, chamada dmLD3, que se liga ao BCL-2 com afinidade excepcional. A porção de ligação ao antígeno do CAR é anexada a um fragmento complementar de BCL-2.

Venetoclax, um fármaco oncológico aprovado pela FDA e conhecido por sua ligação de alta afinidade ao BCL-2, funciona como o controle remoto molecular nesse sistema. A administração de venetoclax rompe competitivamente a interação dmLD3–BCL-2, fazendo com que a arquitetura extracelular do CAR se dissocie e o receptor se desmonte, silenciando efetivamente a função de direcionamento tumoral da célula CAR-T. De forma crucial, os receptores CAR então se reconstroem rapidamente após a retirada de venetoclax, restaurando a atividade citotóxica. Esse mecanismo reversível permite modulação temporal precisa da funcionalidade das células CAR-T sem desencadear apoptose ou remoção celular, preservando a população de células terapêuticas ao longo de ciclos de tratamento.

O design DROP-CAR oferece uma solução potencial para a exaustão impulsionada por antígeno, um fenômeno em que a estimulação persistente no microambiente tumoral imunossupressor leva a um estado disfuncional das células T, marcado por remodelamento epigenético e transcriptômico que limita as funções efetoras. O design permite protocolos de tratamento nos quais as células CAR-T podem ser “pausadas” transitoriamente, permitindo que descansem e recuperem função antes da reativação. Esse controle temporal poderia prolongar a durabilidade e a eficácia das terapias CAR-T contra tumores sólidos, que frequentemente exibem ambientes altamente supressores.