iPSC 衍生的 NK 细胞:一种生成用于免疫治疗的 NK 细胞的有效新方法
时间:2024-07-22 14:33:03    浏览量:

过继细胞疗法 (ACT) 代表了一种有前途的癌症治疗方法。这是一个过程,其中免疫细胞如 T 细胞或表达嵌合抗原受体的 T 细胞(CAR-T 细胞)从患者自身的血液中提取,经过修饰、扩增并回输到患者体内以对抗癌症。这种方法提供了有效的反应,并已广泛应用于临床。然而,它可能导致移植物抗宿主病 (GVHD)、神经毒性并激活过度细胞因子释放,从而产生包括发烧、恶心、严重头痛、疲劳、心跳加快、低血压和呼吸困难在内的副作用。因此,替代免疫疗法将成为该领域规避T/CAR-T细胞疗法局限性的重要关键。

对具有较低身体风险和相当功效的替代方法的探索导致自然杀伤 (NK) 细胞在 ACT 中用于免疫治疗的应用。

免疫疗法的视角已经转向更安全的方式:NK 细胞

自然杀伤细胞是先天免疫系统的淋巴细胞,在保护我们的身体免受各种感染方面发挥着重要作用。它们受 IL-15 信号调节并表达许多抑制性和激活性受体。包括 NKG2D、Nkp46 和 CD16 在内的激活受体可以触发抗体依赖性细胞毒性 (ADCC),从而帮助靶向和杀死癌细胞。抑制性受体 NKG2A 和 KIR 被癌细胞上的 HLA-E 和 HLA I 类抑制,从而使癌细胞逃避 NK 细胞。因此,NK 细胞杀死癌细胞的功能取决于刺激这些受体的平衡。

来自外周血 (PB-NK) 或脐带血 (UB-NK) 的 NK 细胞传统上用于 ACT。尽管 PB-NK 和 UB-NK 在临床前和临床研究中都取得了成功,但也存在一定的局限性。这些包括骨髓归巢不良和细胞冷冻保存时的疗效降低,复杂的制造过程也导致治疗成本高。

除了从血液中分离的 NK 细胞外,还研究了克隆 NK 细胞系的 ACT。永生化细胞系NK-92显示出良好的抗肿瘤作用。他们很容易培养 在体外, 作为克隆种群,它允许进行同质工程和基因操作。然而,NK-92 细胞系具有较差的体内扩张,从而降低细胞毒性功效。

iPSC 衍生的 NK 细胞:一种生成用于免疫治疗的 NK 细胞的有效新方法

诱导多能干细胞 (iPSC) 来源于成纤维细胞和血细胞等体细胞,然后重新编程为胚胎样多能状态。iPSC 具有高扩展能力和多能性,它们可以分化成任何所需的细胞,包括 NK 细胞。iPSC 克隆可以作为主细胞库存储而不会丢失其特性,从而为临床使用提供稳健且可重复的细胞来源。iPSC 很容易在允许基因修饰的实验室中培养,特别是用于癌症治疗,并且比原代细胞模型更简单。这些属性使源自 iPSC 的 NK 细胞成为 ACT 的有吸引力的途径。

在临床上使用 iPSCs 衍生的 NK 细胞进行癌症治疗可以保持一致性并克服细胞变异的问题,正如在 PB 和 UB 衍生的 NK 细胞中发现的那样,细胞变异在供体之间存在差异。iPSC 衍生的 NK 细胞也显示出强大的细胞毒性细胞/组织 血液和实体肿瘤细胞系,包括肺癌、肝细胞癌、卵巢癌等。据报道,它们还能够减缓异种移植卵巢癌模型中肿瘤的进展。

iPSC 衍生的 NK 细胞:一种生成用于免疫治疗的 NK 细胞的有效新方法

该图说明了 NK 细胞上的抑制性(左)和激活性(右)受体,它们与两侧的靶细胞相互作用

来自外周血 (PB-NK) 或脐带血 (UB-NK) 的 NK 细胞传统上用于 ACT。尽管 PB-NK 和 UB-NK 在临床前和临床研究中都取得了成功,但也存在一定的局限性。这些包括骨髓归巢不良和细胞冷冻保存时的疗效降低,复杂的制造过程也导致治疗成本高。

除了从血液中分离的 NK 细胞外,还研究了克隆 NK 细胞系的 ACT。永生化细胞系NK-92显示出良好的抗肿瘤作用。他们很容易培养 在体外, 作为克隆种群,它允许进行同质工程和基因操作。然而,NK-92 细胞系具有较差的 体内 扩张,从而降低细胞毒性功效。

iPSC 衍生的 NK 细胞:一种生成用于免疫治疗的 NK 细胞的有效新方法

诱导多能干细胞 (iPSC) 来源于成纤维细胞和血细胞等体细胞,然后重新编程为胚胎样多能状态。iPSC 具有高扩展能力和多能性,它们可以分化成任何所需的细胞,包括 NK 细胞。iPSC 克隆可以作为主细胞库存储而不会丢失其特性,从而为临床使用提供稳健且可重复的细胞来源。iPSC 很容易在允许基因修饰的实验室中培养,特别是用于癌症治疗,并且比原代细胞模型更简单。这些属性使源自 iPSC 的 NK 细胞成为 ACT 的有吸引力的途径。

在临床上使用 iPSCs 衍生的 NK 细胞进行癌症治疗可以保持一致性并克服细胞变异的问题,正如在 PB 和 UB 衍生的 NK 细胞中发现的那样,细胞变异在供体之间存在差异。iPSC 衍生的 NK 细胞也显示出强大的细胞毒性 细胞/组织 血液和实体肿瘤细胞系,包括肺癌、肝细胞癌、卵巢癌等。据报道,它们还能够减缓异种移植卵巢癌模型中肿瘤的进展。

iPSC 衍生的 NK 细胞:一种生成用于免疫治疗的 NK 细胞的有效新方法

iPSC 衍生的 CAR-NK 细胞 – 细胞疗法的标准化、现成替代品

除了 iPSCs 衍生的 NK 细胞,衍生的 NK 细胞或 iPSC 本身可以被修饰以表达 CAR,以提高其在肿瘤识别和杀伤作用方面的效率。

CAR-NK 最近引起了广泛关注。CAR-NK 细胞疗法利用基因工程 NK 细胞来靶向特定癌症。有多种方法可以从多种来源产生用于患者免疫治疗的 CAR-NK 细胞。最近,iPSC 已成为“现成”CAR-NK 细胞产品的一个有吸引力的 CAR-NK 细胞来源。这归因于 iPSC 能够提供克隆种群,是一种易于进行基因改造的系统,并且具有无限的增殖能力。iPSCs 衍生的 NK 细胞可以通过在用 CAR 进行基因工程改造之前分化为 NK 细胞或在分化为 NK 细胞之前被改造为 CAR-iPSCs 来产生。后一种方法更有可能产生同质的 CAR-NK 细胞群,因为只有一个基因修饰的 CAR-iPSC 可以扩增并分化成大量的 CAR-NK 细胞。

尽管 CAR-NK 细胞表现出更高的抗肿瘤细胞消除潜力,但为 NK 细胞设计的不同 CAR 构建体在细胞毒性作用和细胞因子产生方面存在差异。因此,有必要仔细优化 CAR-NK 细胞的工程和制造,以便在临床试验应用之前将 CAR-NK 细胞开发为一种安全、有效且“现成”的疗法。

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【北联干细胞-iPSC细胞实验室】

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北京北联世纪干细胞生物科技有限公司,是一所集临床、科研、国际学术交流为一体的全球生命科学研究公司,技术源头为美国圣地亚哥Biocentrium公司,公司致力于再生医学新技术的基础研究与临床应用转化,并将iPSc诱导多能干细胞培养技术平移到国内,同时与国内多家三甲医院开展科研课题。

现涵盖iPSc诱导多能干细胞,鲜活细胞、间充质干细胞、神经干细胞、血管内皮干细胞、软骨干细胞、NK/NKT/CTL/CAR-T/CAR-NK/DC-CIK/INKT等免疫细胞,肿瘤疫苗等;应用范围包括:疾病预防、两性生殖、神经系统疾病、脑部疾病、亚健康、免疫系统疾病、骨关节疾病等,同时拥有个体化iPS制备和分化成精原细胞、卵原细胞并形成精子、卵子技术、NSC脑部立体定向技术、NSC球后视神经靶向技术等。

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