En enkelt indsprøjtning kan erstatte ugers laboratoriearbejde
Kræftimmunterapi har hidtil krævet en kompleks proces: udtag af celler, genetisk bearbejdning i et laboratorium og derefter genindgivelse til patienten. En ny tilgang fra University of California viser, at en enkelt indsprøjtning kan være tilstrækkelig.
Forskere ved University of California i San Francisco har i forsøg med mus påvist, at menneskelige T-lymfocytter kan "omprogrammeres" uden at blive fjernet fra kroppen. En almindelig indsprøjtning omdannede en del af immuncelllerne til effektive CAR-T-celler, som inden for kort tid eliminerede aggressive blodkræftformer og solide tumorer.
Hvorfor er den nuværende CAR-T-terapi så kostbar og tidskrævende
Den eksisterende CAR-T-terapi hører til de mest effektive behandlingsmetoder mod visse typer blodkræft. Læger træner T-lymfocytterne i at genkende et specifikt molekyle på overfladen af kræftceller og dirigerer dem som præcisionsmissiler direkte mod tumoren. For mange patienter, der har udtømt andre muligheder, har denne behandling ført til langvarig remission.
Problemet er, at behandlingen er ekstremt ressourcekrævende og utilgængelig for de fleste patienter. For hver enkelt patient skal lægerne fremstille en individuelt tilpasset dosis CAR-T-celler. Hele proceduren tager flere uger og koster mellem 400.000 og 500.000 dollars. Hertil kommer kravet om forberedende kemoterapi, som en del patienter tåler meget dårligt.
Standardprocedurens trin
Den sædvanlige fremgangsmåde omfatter følgende:
- Udtag af T-lymfocytter fra patientens blod via aferese
- Transport af biologisk materiale til et certificeret laboratorium
- Indføring af genet for CAR-receptoren ved hjælp af en viral vektor
- Dyrkning og opformering af de modificerede celler over to til tre uger
- Kvalitets- og mængdekontrol af de producerede CAR-T-celler
- Nedfrysning og returtransport til hospitalet
- Forberedende kemoterapi for at skabe plads i knoglemarven
- Infusion af de færdige CAR-T-celler tilbage i blodbanen
Hvert enkelt trin kræver specialiseret udstyr, uddannet personale og streng kvalitetskontrol. Det forklarer, hvorfor behandlingen kun når ud til en lille procentdel af de patienter, der ville kunne drage nytte af den. Ifølge eksperter ved onkologiske centre er den største forhindring ikke blot prisen, men også den tid, som mange patienter med aggressive tumorer simpelthen ikke har.
Den nye metode anvender CRISPR direkte i blodbanen
Justin Eyquems team ved University of California i San Francisco vendte den hidtidige logik i CAR-T-terapi på hovedet. I stedet for at fjerne T-lymfocytter og bearbejde dem i laboratoriet udviklede de en metode til at gennemføre hele processen direkte inde i kroppen. Nøglen er et system bestående af to typer molekyler, der kan gives intravenøst via en enkelt indsprøjtning.
Det første molekyle bærer CRISPR-Cas9-redskabet — molekylære sakse til præcis klipning af DNA — specifikt målrettet mod T-lymfocytter, der cirkulerer i blodet. Det andet molekyle indeholder et nyt DNA-segment med instruktioner til at bygge en CAR-receptor, som indsættes præcist på et udvalgt sted i genomet og kun aktiveres i T-lymfocytter.
Dette er første gang, det er lykkedes forskere at indføre et så langt DNA-segment på et præcist valgt sted i genomet af menneskelige T-lymfocytter uden forudgående fjernelse fra kroppen. Ifølge forskerne ved det californiske universitet repræsenterer denne tilgang et gennembrud inden for anvendt genedittering.
Hvilke risici medfører genedittering direkte i kroppen
I laboratoriet kan forskere grundigt undersøge de modificerede celler, sortere defekte fra og derefter introducere dem i kroppen. Når arbejdet foregår direkte i blodbanen, eksisterer denne kontrol ikke. Forskerne måtte derfor fra starten designe systemet til at minimere ændringer i andre celler end T-lymfocytter.
Dette opnåede de ved at vælge en specifik adresse i lymfocytternes genom og anvende en molekylær kontakt, der kun er aktiv i disse immunceller. Ifølge forskningsrapporterne forekom der praktisk talt ingen ændringer i andre celletyper, selvom fuldstændige sikkerhedsdata først vil kunne indhentes i kliniske studier med mennesker.
De vigtigste bekymringer
- Indføring af CAR-genet på en forkert position i DNA med øget risiko for tumordannelse
- Voldsom immunreaktion, også kaldet en cytokinestorm
- Utilsigtet modification af andre celler end T-lymfocytter med indvirkning på organfunktionen
- Uforudsigelig overlevelsestid for de modificerede celler i kroppen
Eksperter inden for genterapi understreger, at enhver indgreb i genomet indebærer en potentiel risiko for utilsigtede mutationer. Hvert aspekt — fra dosis og administrationsmåde til valg af målsted i genomet — skal undersøges ekstremt omhyggeligt i kliniske studier.
Hvad lykkedes det at opnå i forsøgene med mus
Forskerne testede deres metode på mus med et humaniseret immunsystem, det vil sige mus, hvor en del af immuncelllerne stammede fra mennesker. Dette giver et bedre grundlag for at forudsige, hvordan behandlingen vil virke hos mennesker, end et typisk dyremodel. Den nye indsprøjtning blev afprøvet i tre vanskelige onkologiske situationer: hos mus med akut lymfoblastisk leukæmi, kronisk lymfocytær leukæmi og solide tumorer.
I praksis omdannede op til 40 procent af immuncelllerne i visse organer sig til CAR-T-celler. En enkelt dosis var tilstrækkelig til, at praktisk talt alle de testede mus inden for to uger ikke havde spor af sygdommen i standarddiagnostiske tests.
Det er bemærkelsesværdigt, at de nyskabte CAR-T-celler, som opstod direkte i kroppen, tilsyneladende var mere effektive end deres modstykker fremstillet ad klassisk vej i laboratoriet. Forskerne forklarer dette med, at T-lymfocytterne ikke behøver at gennemgå den udtømmende proces med isolering, modificering og opformering i et kunstigt miljø. De forbliver hele tiden i deres eget naturlige miljø, hvilket bevarer deres vitalitet og evne til langsigtet overvågning af væv.
Hvilke forandringer kan den nye metode bringe til onkologien
Hvis tilsvarende resultater kan opnås hos mennesker, er perspektiverne enorme. Den nødvendige kæde af laboratorier, transport af biologisk materiale og kompleks celledyrkning ville forsvinde. Behandlingen ville nærme sig modellen med en almindelig indsprøjtning, som kan gives på praktisk talt ethvert større hospital. Forskerne vurderer, at en sådan forandring radikalt kunne reducere omkostningerne til CAR-T-terapi og forkorte tiden fra kvalificering til behandling fra uger til blot nogle få dage.
Yderligere fordele ved den nye tilgang
- Lettere adgang for patienter fra mindre centre uden udviklet onkologisk infrastruktur
- Åbning for bredere indikationer, herunder solide tumorer resistente over for eksisterende behandling
- Mulighed for gentagen administration uden behov for yderligere aferese
- Reduktion af patientens belastning fra forberedende kemoterapi
- Eliminering af kontaminationsrisikoen under transport og celledyrkning
For at bringe denne teknologi frem til fasen med kliniske studier har forskningsteamet grundlagt selskabet Azalea Therapeutics. Det skal arbejde med at færdigudvikle præparatet, håndtere regulatoriske spørgsmål og udforme de første tests med mennesker. Ifølge selskabets grundlæggere kan det første kliniske studie begynde inden for de kommende år, hvis regulatoriske myndigheder godkender sikkerhedsdata fra de prækliniske eksperimenter.
Hvad kan denne teknologi føre til i fremtiden
Hvis CAR-T-terapi direkte i kroppen passerer de næste faser med succes, kan anvendelsen række ud over onkologien. Lignende løsninger — målrettet genedittering af bestemte celler inde i kroppen — kunne teoretisk også bruges ved autoimmune eller genetiske sygdomme, hvor immunsystemets funktion skal ændres. Forskere fra forskellige universiteter overvejer allerede anvendelse ved multipel sklerose, systemisk lupus og svær kombineret immundefekt.
For kræftpatienter kan den forenklede logistik være afgørende. I stedet for at rejse til et af ganske få højt specialiserede centre ville patienterne kunne behandles på hospitaler tættere på hjemmet. Det handler ikke kun om bekvemmelighed, men også om psykisk velvære: mindre stress, kortere adskillelse fra familien og lettere pleje.
Eksperter inden for sundhedspolitik påpeger, at en decentralisering af avanceret onkologisk behandling markant kunne reducere ulighed i adgangen til spidsmedicin. Det er dog klogt at betragte disse perspektiver med dobbelt filter — med håb, fordi en del hidtil ubehandlelige tumorer med tiden kan blive til kroniske sygdomme, men også med sund fornuft, for vejen fra lovende museforsøg til rutinebehandling tager sædvanligvis mange år med tests og regulatoriske processer.
