Điều chỉnh hoạt động của tế bào diệt tự nhiên trong thiết lập vi liệu pháp tiêu diệt khối u và với thụ thể kháng nguyên kỳ tổ hợp

Tế bào diệt tự nhiên (NK) là các lympho bào tự nhiên có khả năng tiêu diệt nhanh chóng các tế bào khối u, đặc biệt là những tế bào thiếu phân tử MHC lớp I. Tế bào NK cũng có thể tiêu diệt nhanh chóng các tế bào nhiễm virus herpes. Chúng tôi đã thiết kế một virus herpes tiêu diệt khối u (oHSV) để chọn lọc nhiễm, sao chép bên trong và ly giải glioblastoma (GBM), một khối u não tàn phá với tuổi thọ trung bình chỉ 15 tháng sau khi được chẩn đoán. Chúng tôi đã chỉ ra rằng sự thâm nhập nhanh chóng của tế bào NK hạn chế hiệu quả của oHSV trong GBM khi chúng cản trở sự sao chép và lây lan của oHSV [Alvarez-Breckenridge et al., Nat Med, 2012, 18(12):1827-34]. Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi đã phát triển các liệu pháp GBM mới dựa trên tế bào NK bằng cách giảm thiểu sự thâm nhập của tế bào NK vào não để nâng cao hiệu quả của oHSV, trong khi trang bị cho tế bào NK trong não một thụ thể kháng nguyên kỳ tổ hợp (CAR) nhắm vào cả EGFR loại hoang dã và dạng đột biến của nó EGFRvIII, hai kháng nguyên liên quan đến khối u GBM. Chúng tôi sau đó đã điều tra các hiệu ứng tương hợp giữa tế bào NK EGFR-CAR và oHSV. Yếu tố tăng trưởng chuyển hóa (TGF)-β là một cytokine ức chế miễn dịch mạnh đối với tế bào NK [Yu et al, Immunity, 2006, 24(5):575-90]. Chúng tôi đầu tiên xác định xem hiệu quả của oHSV trong điều trị GBM có được tăng cường bởi việc ức chế hoạt động chống oHSV của tế bào NK bằng cách tiền điều trị với TGF-β hay không. Trong ống nghiệm, các tế bào NK được tiền điều trị bằng TGF-β có khả năng ly giải thấp hơn đối với các dòng tế bào GBM nhiễm oHSV và các tế bào gốc giống như GBM của bệnh nhân. Trong thí nghiệm sao chép virus, việc đồng nuôi cấy các tế bào GBM nhiễm oHSV với các tế bào NK được tiền điều trị với TGF-β đã làm tăng đáng kể titer virus. Trong một mô hình chuột GBM đồng huyết có hệ miễn dịch, việc tiêm TGF-β cho chuột mang khối u GBM trước khi tiêm oHSV đã ngăn chặn đáng kể sự thâm nhập và kích hoạt của tế bào NK trong não (P < 0.05). Trong các mô hình xenograft GBM người và các mô hình chuột GBM đồng huyết, điều trị TGF-β trong vivo trước liệu pháp oHSV đã dẫn đến ức chế sự thâm nhập của tế bào NK, ức chế sự phát triển của khối u và làm tăng đáng kể tuổi thọ của chuột mang khối u GBM (P < 0.05). Hơn nữa, việc tiêu diệt tế bào NK đã ức chế không hoàn toàn hiệu ứng tích cực của việc điều trị in vivo GBM bằng TGF-β đối với sự sống sót, gợi ý rằng TGF-β cũng có thể tác động trực tiếp lên các tế bào miễn dịch bẩm sinh khác như đại thực bào/microglia. Dữ liệu này chứng minh rằng một liều duy nhất của TGF-β trước khi tiêm oHSV làm tăng hiệu quả chống khối u đối với GBM ít nhất thông qua việc ức chế tạm thời các phản ứng miễn dịch bẩm sinh đối với sự nhiễm trùng oHSV. Tiếp theo, chúng tôi đã khảo sát xem hoạt động của tế bào NK có thể được tăng cường để nhắm mục tiêu trực tiếp vào các khối u não trong khi không tiêu diệt oHSV. Vì vậy, chúng tôi đã nhiễm cả tế bào NK-92 từ người và tế bào NK từ người nguyên phát để biểu hiện thụ thể CAR thế hệ thứ hai nhằm nhắm đến cả EGFR và EGFRvIII mà chúng tôi đã thiết kế. Hơn nữa, chúng tôi đã đặt câu hỏi liệu điều trị với tế bào NK EGFR-CAR cộng với oHSV có thể tạo ra sự hợp lực điều trị cho khối u não hay không. Trong ống nghiệm, so với các tế bào CAR-NK không bị chuyển giao, tế bào NK EGFR-CAR thể hiện độc tính cao hơn và sản xuất IFN-γ cao hơn một cách đáng kể khi đồng nuôi cấy với các tế bào khối u, cho cả tế bào NK-92 và tế bào NK nguyên phát (P < 0.01). Hơn nữa, hoạt động ly giải tế bào đối với các tế bào khối u đã có sự gia tăng đáng kể khi tế bào CAR NK được kết hợp với sự nhiễm oHSV-1 ở các tế bào khối u, so với từng liệu pháp đơn lẻ (P < 0.05). Trong các thí nghiệm trên chuột, để tránh việc tế bào EGFR-CAR NK làm sạch oHSV sau khi tiêm tế bào khối u vào chuột, chúng tôi đã tiêm hai tác nhân này theo thứ tự; tiêm tế bào NK EGFR-CAR trực tiếp vào khối u trước tiên dưới dạng tiêm đơn 2 × 106 tế bào, sau đó là sự nhiễm trùng trong não với 2 × 105 đơn vị tạo đốm oHSV năm ngày sau đó, có thể sau khi sự sống sót của tế bào EGFR-CAR NK đã giảm. So với các đối chứng xe hơi, việc tiêm nội sọ tế bào NK EGFR-CAR hoặc oHSV đều làm giảm sự phát triển của khối u. Tuy nhiên, sự kết hợp của tế bào NK EGFR-CAR và sau đó là sự nhiễm trùng oHSV đã khiến việc tiêu diệt các tế bào khối u trở nên hiệu quả hơn một cách đáng kể (P < 0.05) và kéo dài tuổi thọ cho chuột mang khối u khi so với bất kỳ liệu pháp đơn lẻ nào.