Доклинические исследования острой токсичности CAR-клеточных продуктов для терапии злокачественных новообразований на примере «анти-HER2-CAR-T/CAR-NK»

Введение. Car-T-клеточная терапия является современным перспективным методом в лечении онкологических заболеваний. На сегодняшний день управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрено шесть препаратов для клеточной иммунотерапии онкологических заболеваний крови. Однако отсутствует информация о доклинических испытаниях данных биомедицинских клеточных продуктов, так как используемые в них Т-клетки, несущие химерный антигенный рецептор, являются аутологичными для человека, что представляет проблему для применения к ним классических токсикологических тестов. Кроме того, это ставит под сомнение безопасность данных лекарственных средств, поэтому разрабатываются различные стратегии доклинических исследований, которые позволили бы преодолеть вышеуказанные проблемы и создать адекватные тест-системы с терапевтической мишенью.

Цель исследования — оценка острой токсичности противоопухолевого препарата на основе генетически модифицированных T/NK-клеток, экспрессирующих химерный Т-клеточный рецептор против антигена HER2, на иммунодефицитных мышах линии BALB/c Nude.

Материал и методы. Опытная и контрольная группы включали 5 самцов и 5 самок. Тестируемый препарат, а также носитель (растворитель-криоконсервант) животным вводили однократно внутривенно или внутрибрюшинно, в объеме 0,2 мл/животное. Опытным животным исследуемый препарат вводили в двух дозах: 0,5 • 10⁶ клеток/животное, эквипотенциальной терапевтической дозе для человека, и 5 • 10⁶ клеток/животное, в 10 раз превышающей терапевтическую дозу. В ходе исследования у животных регистрировали вес тела, потребление корма и проявление клинических признаков токсичности исследуемого препарата. На 15-й день исследования животные были подвергнуты эвтаназии и некропсии с осмотром макроповреждений органов, их взвешиванием и фиксацией. С целью выявления токсического действия тестируемого биомедицинского клеточного продукта проводили гистологический анализ.

Результаты. Установлено, что однократное внутривенное или внутрибрюшинное введение биомедицинского продукта «анти-HER2-CAR-T/CAR-NK» в дозе, эквивалентной терапевтической для человека, а также в 10 раз превышающей терапевтическую, является безопасным для мышей BALB/c Nude. Проведённое доклиническое исследование продемонстрировало отсутствие значимых токсических эффектов. 

Ограничения исследования. Исследование выполнено на иммунодефицитных мышах линии BALB/c Nude, поскольку исследуемый продукт содержал живые чужеродные клетки.

Заключение. Данная работа может стать основой для создания протокола по доклиническим испытаниям биомедицинских клеточных продуктов, полученных с помощью CAR- технологий.

Соблюдение этических стандартов. Все манипуляции с животными проводили в соответствии с Протоколом-заявкой на животных, рассмотренным и одобренным «Институтской комиссией по контролю за содержанием и использованием лабораторных животных» ФИБХ РАН.

Участие авторов:
Горячева Н.А., Бондаренко Д.А., Ржевский Д.И., Слащева Г.А., Новикова Н.И., Дьяченко И.А., Мурашев А.Н. — сбор и обработка материала, сбор данных литературы, написание текста;
Ржевский Д.И. — обработка материала и статистический анализ;
Киселевский М.В., Чикилева И.О., Власенко Р.Я. — концепция и дизайн исследования.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила в редакцию: 08 февраля 2022 / Принята в печать: 12 декабря 2022 / Опубликована: 30 декабря 2022

1. Daher M., Rezvani K. Outlook for new CAR-based therapies with a focus on CAR-NK cells: what lies beyond CAR-engineered T cells in the race against cancer. Cancer Discov. 2021 Jan; 11(1): 45-58. https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-20-0556

2. Morgan M.A, Büning H., Sauer M., Schambach A. Use of Cell and Genome Modification Technologies to Generate Improved “Off-the-Shelf” CAR T and CAR NK Cells. Front Immunol. 2020 Aug 7; 11: 1965. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.01965

3. Киселевский М.В., Чикилева И.О., Ситдикова С.М., Власенко Р.Я., Караулов А.В. Перспективы применения генетически модифицированных лимфоцитов с химерным Т-клеточным рецептором (CAR-T-клеток) для терапии солидных опухолей. Иммунология. 2019; 40(4): 48-55. https://doi.org/10.24411/0206-4952-2019-14006

4. Majzner R.G., Mackall C.L. Clinical lessons learned from the first leg of the CAR T cell journey. Nat Med. 2019; 25: 1341-55. https://doi.org/10.1038/s41591-019-0564-6

5. Tahmasebi S., Elahi R., Khosh E. et al. Programmable and multi-targeted CARs: a new breakthrough in cancer CAR-T cell therapy. Clin Transl Oncol. 2021; 23: 1003-19. https://doi.org/10.1007/s12094-020-02490-9

6. Xie G., Dong H., Liang Y., Ham J.D., Rizwan R., Chen J. CAR-NK cells: A promising cellular immunotherapy for cancer. EBioMedicine. 2020; 59: 102975. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2020.102975

7. Gong Y., Klein Wolterink R., Wang J., Bos G., Germeraad W. J Hematol Clinical lessons learned from the first leg of the CAR T cell journey. Oncol. 2021; 14(1): 73.

8. Maoz M., Devir M., Inbar M., Inbar-Daniel Z., Sherill-Rofe D., Bloch I., Meir K., Edelman D., Azzam S., Nechushtan H., Maimon O., Uziely B., Kadouri L., Sonnenblick A., Eden A., Peretz T., Zick A. Clinical implications of sub-grouping HER2 positive tumors by amplicon structure and co-amplified genes. Sci Rep. 2019; 9(1): 18795. https://doi.org/10.1038/s41598-019-55455-6

9. KYMRIAH (tisagenlecleucel). 28 марта 2019 г. Available at: https://www.fda.gov/vaccines-blood-biologics/cellular-gene-therapy-products/kymriah-tisagenlecleucel

10. YESCARTA (axicabtagene ciloleucel). 28 мая 2019 г. Available at: https://www.fda.gov/vaccines-blood-biologics/cellular-gene-therapy-products/yescarta-axicabtagene-ciloleucel

11. TECARTUS (brexucabtagene autoleucel). 17 декабря 2021 г. Available at: https://www.fda.gov/vaccines-blood-biologics/cellular-gene-therapy-products/tecartus-brexucabtagene-autoleucel

12. CARVYKTI. 8 марта 2022 г. Available at: https://www.fda.gov/vaccines-blood-biologics/carvykti

13. BREYANZI (lisocabtagene maraleucel). 4 марта 2021 г. Available at: https://www.fda.gov/vaccines-blood-biologics/cellular-gene-therapy-products/breyanzi-lisocabtagene-maraleucel

14. ABECMA (idecabtagene vicleucel). 21 апреля 2021. Available at: https://www.fda.gov/vaccines-blood-biologics/abecma-idecabtagene-vicleucel

15. Ping-Pin Zheng, Johan M. Kros, Jin Li Approved CAR T cell therapies: ice bucket challenges on glaring safety risks and long-term impacts. Drug Discovery Today. 2018; 23(6): 1175-82. Epub 2018 Mar 1. https://doi.org/10.1016/j.drudis.2018.02.012

16. ГОСТ Р 57147-2016. Лекарственные средства для медицинского применения. Доклинические исследования противоопухолевых лекарственных средств. М.: Стандартинформ, 2016.

17. Доклинические исследования противоопухолевых лекарственных средств. 21 ноября 2016 г. Доступно: https://search.rsl.ru/ru/record/01008689962

18. Бунатян Н.Д. Васильев А.Н. и др. Руководствo по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть 2. М.: Гриф и К, 2012.

19. Ефименко А.Ф., Калинина Н.И., Макаревич П.И. Методические рекомендации по проведению доклинических исследований биомедицинских клеточных продуктов, М.: 2017.

20. Washington D.C. The Guide for Care and Use of Laboratory Animals - National Academy Press, 2011. 247 р. Available at: https://grants.nih.gov/grants/olaw/guide-for-the-care-and-use-of-laboratory-animals.pdf

21. Dasyam N., George P., Weinkove R. Chimeric antigen receptor T-cell therapies: Optimising the dose. Clin Pharmacol. 2020 Sep; 86(9): 1678-89. https://doi.org/10.1111/bcp.14281

22. Gong, Y., Klein Wolterink R.G.J., Wang, J. et al. Chimeric antigen receptor natural killer (CAR-NK) cell design and engineering for cancer therapy. Hematol Oncol. 2021; 14(73): 1-35. https://doi.org/10.1186/s13045-021-01083-5

23. Guidance for Industry M3(R2) Nonclinical Safety Studies for the Conduct of Human Clinical Trials and Marketing Authorization for Pharmaceuticals January 2010 Revision 1 ICH. Jule 2008. Available at: https://www.ema.europa.eu/en/documents/scientific-guideline/ich-m-3-r2-non-clinical-safety-studies-conduct-human-clinical-trials-marketing-authorization_en.pdf