جلد 22، شماره 3 - ( پائیز 1404 )
جلد 22 شماره 3 صفحات 237-227 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Ethics code: IR.TMU.REC.1394.300
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Arjomandnejad M, Rahbarizadeh F. Impact of CAR Structure in Nanobody-Based Constructs on the Cytotoxic Function of CAR-T Cells Targeting CD19⁺ Cells. bloodj 2025; 22 (3) :227-237
URL: http://bloodjournal.ir/article-1-1595-fa.html
URL: http://bloodjournal.ir/article-1-1595-fa.html
ارجمندنژاد مطهره، رهبری‌زاده فاطمه. تأثیر ساختار CAR در سازه‌های مبتنی بر نانوبادی بر توانایی سیتوتوکسیک سلول‌های CAR-T علیه سلول‌های +CD19. فصلنامه پژوهشی خون. 1404; 22 (3) :227-237
استاد دانشکده علوم پزشکی دانشگاه تربیت مدرس ـ گروه بیوتکنولوژی پزشکی
چکیده: (251 مشاهده)
چکیده
سابقه و هدف
در سال‌های اخیر، درمان با سلول‌های T مهندسی شده با گیرنده کایمریک (CAR-T) تحولی چشمگیر در درمان سرطان‌های خونی، به ویژه بدخیمی‌های B سلول مانند ALL و لنفوم‌های غیر هوچکینی ایجاد کرده است. بیشترCARها از ناحیه متغیر زنجیره آنتی‌بادی‌ها ((scFvs) single-chain variable fragments) به عنوان بخش شناسایی‌کننده آنتی‌ژن استفاده می‌کنند، اما محـدودیت‌هایی مانند پایداری پایین، تجمع ناپایدار و ایمنی‌زایی بالا، توجه‌ها را به سوی جایگزین‌هایی مانند نانوبادی‌ها (VHH) جلب کرده است. در این مطالعه، سلول‌های CAR-T مجهز به گیرنده نانوبادی ضد CD19 طراحی و ساخته شد و توانایی اختصاصی آن‌ها در شناسایی و حذف سلول‌های CD19⁺ در شرایط آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها
در این مطالعه تجربی، ساختار CAR حاوی نانوبادی ضد CD19 طراحی و در قالب نسل دوم و سوم، با دومین‌های CD28 و 4-1BB ساخته شد. سازه‌ها در وکتور لنتی‌ویروسی کلون شده و به سلول‌هایT انسانی ترانسداکت شدند. پس از بررسی راندمان ترانسداکشن با فلوسیتومتری، عملکرد سلول‌های مهندسی شده در مواجهه با سلول‌های +CD19 از نظر بیان مارکرهای فعال‌سازی، ترشح سیتوکاین (اینترفرون-گاما و اینترلوکین-2) و سمیت سلولی ارزیابی شد. تحلیل داده‌های تجربی با استفاده از نرم‌افزار GraphPad prism و مقایسه گروه‌ها با آزمون‌های ANOVA یک طرفه و دو طرفه و آزمون t انجام شد.
یافته‌ها
سلول‌های CAR-T تولید شده بیان بالایی از گیرنده را نشان داده و در مواجهه با سلول‌های +CD19، پاسخ سیتوکاینی و سمیت اختصاصی داشتند. در مقابل، نسبت به سلول‌های -CD19 پاسخ نداشتند. تفاوت عملکرد بین لولاهای کوتاه و بلند و نیز بین نسل دوم و سوم نشان‌دهنده اهمیت طراحی ساختاری در بهینه‌سازی عملکرد است.
نتیجه گیری
این مطالعه که توسط نخستین تیم پژوهشی در ایران توسعه دهنده سازه‌های CAR مبتنی بر نانوبادی ضد CD19 انجام شد، نشان می‌دهد این رویکرد می‌تواند جایگزینی ایمن و کارآمد برای scFv-CAR ها باشد و چشم‌انداز عملی برای بهبود درمان‌های مبتنی بر سلول‌های CAR-T فراهم کند.
سابقه و هدف
در سال‌های اخیر، درمان با سلول‌های T مهندسی شده با گیرنده کایمریک (CAR-T) تحولی چشمگیر در درمان سرطان‌های خونی، به ویژه بدخیمی‌های B سلول مانند ALL و لنفوم‌های غیر هوچکینی ایجاد کرده است. بیشترCARها از ناحیه متغیر زنجیره آنتی‌بادی‌ها ((scFvs) single-chain variable fragments) به عنوان بخش شناسایی‌کننده آنتی‌ژن استفاده می‌کنند، اما محـدودیت‌هایی مانند پایداری پایین، تجمع ناپایدار و ایمنی‌زایی بالا، توجه‌ها را به سوی جایگزین‌هایی مانند نانوبادی‌ها (VHH) جلب کرده است. در این مطالعه، سلول‌های CAR-T مجهز به گیرنده نانوبادی ضد CD19 طراحی و ساخته شد و توانایی اختصاصی آن‌ها در شناسایی و حذف سلول‌های CD19⁺ در شرایط آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها
در این مطالعه تجربی، ساختار CAR حاوی نانوبادی ضد CD19 طراحی و در قالب نسل دوم و سوم، با دومین‌های CD28 و 4-1BB ساخته شد. سازه‌ها در وکتور لنتی‌ویروسی کلون شده و به سلول‌هایT انسانی ترانسداکت شدند. پس از بررسی راندمان ترانسداکشن با فلوسیتومتری، عملکرد سلول‌های مهندسی شده در مواجهه با سلول‌های +CD19 از نظر بیان مارکرهای فعال‌سازی، ترشح سیتوکاین (اینترفرون-گاما و اینترلوکین-2) و سمیت سلولی ارزیابی شد. تحلیل داده‌های تجربی با استفاده از نرم‌افزار GraphPad prism و مقایسه گروه‌ها با آزمون‌های ANOVA یک طرفه و دو طرفه و آزمون t انجام شد.
یافته‌ها
سلول‌های CAR-T تولید شده بیان بالایی از گیرنده را نشان داده و در مواجهه با سلول‌های +CD19، پاسخ سیتوکاینی و سمیت اختصاصی داشتند. در مقابل، نسبت به سلول‌های -CD19 پاسخ نداشتند. تفاوت عملکرد بین لولاهای کوتاه و بلند و نیز بین نسل دوم و سوم نشان‌دهنده اهمیت طراحی ساختاری در بهینه‌سازی عملکرد است.
نتیجه گیری
این مطالعه که توسط نخستین تیم پژوهشی در ایران توسعه دهنده سازه‌های CAR مبتنی بر نانوبادی ضد CD19 انجام شد، نشان می‌دهد این رویکرد می‌تواند جایگزینی ایمن و کارآمد برای scFv-CAR ها باشد و چشم‌انداز عملی برای بهبود درمان‌های مبتنی بر سلول‌های CAR-T فراهم کند.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
خون و انكولوژي
فهرست منابع
1. Rheingold SR, Bhojwani D, Ji L, Xu X, Devidas M, Kairalla JA, et al. Determinants of survival after first relapse of acute lymphoblastic leukemia: a Children's Oncology Group study. Leukemia 2024; 38(11): 2382-94. [DOI:10.1038/s41375-024-02395-4] [PMID] []
2. Iqbal M, Kharfan-Dabaja MA. Relapse of Hodgkin lymphoma after autologous hematopoietic cell transplantation: A current management perspective. Hematol Oncol Stem Cell Ther 2021; 14(2): 95-103. [DOI:10.1016/j.hemonc.2020.05.011] [PMID]
3. Zhou D, Zhu X, Xiao Y. CAR-T cell combination therapies in hematologic malignancies. Exp Hematology Oncol 2024; 13(1): 69. [DOI:10.1186/s40164-024-00536-0] [PMID] []
4. Cuenca M, Peperzak V. Advances and Perspectives in the Treatment of B-Cell Malignancies. Cancers (Basel) 2021; 13(9): 2266. [DOI:10.3390/cancers13092266] [PMID] []
5. Maleki EH, Bahrami AR, Matin MM. Cancer cell cycle heterogeneity as a critical determinant of therapeutic resistance. Genes Dis 2024; 11(1): 189-204. [DOI:10.1016/j.gendis.2022.11.025] [PMID] []
6. Mazinani M, Rahbarizadeh F. New cell sources for CAR-based immunotherapy. Biomark Res 2023; 11(1): 49. [DOI:10.1186/s40364-023-00482-9] [PMID] []
7. Ramírez-Chacón A, Betriu-Méndez S, Bartoló-Ibars A, González A, Martí M, Juan M. Ligand-based CAR-T cell: Different strategies to drive T cells in future new treatments. Front Immunol 2022; 13: 932559. [DOI:10.3389/fimmu.2022.932559] [PMID] []
8. Tang L, Huang Z, Mei H, Hu Y. Immunotherapy in hematologic malignancies: achievements, challenges and future prospects. Signal Transduct Target Ther 2023; 8(1): 306. [DOI:10.1038/s41392-023-01521-5] [PMID] []
9. Rajabzadeh A, Rahbarizadeh F, Ahmadvand D, Kabir Salmani M, Hamidieh AA. A VHH-Based Anti-MUC1 Chimeric Antigen Receptor for Specific Retargeting of Human Primary T Cells to MUC1-Positive Cancer Cells. Cell J 2021; 22(4): 502-13. [DOI:10.1186/s12860-021-00397-z] [PMID] []
10. Nasiri F, Safarzadeh Kozani P, Rahbarizadeh F. T-cells engineered with a novel VHH-based chimeric antigen receptor against CD19 exhibit comparable tumoricidal efficacy to their FMC63-based counterparts. Front Immunol 2023; 14: 1063838. [DOI:10.3389/fimmu.2023.1063838] [PMID] []
11. Jamnani FR, Rahbarizadeh F, Shokrgozar MA, Mahboudi F, Ahmadvand D, Sharifzadeh Z, et al. T cells expressing VHH-directed oligoclonal chimeric HER2 antigen receptors: Towards tumor-directed oligoclonal T cell therapy. Biochim Biophys Acta 2014; 1840(1): 378-86. [DOI:10.1016/j.bbagen.2013.09.029] [PMID]
12. Banihashemi SR, Hosseini AZ, Rahbarizadeh F, Ahmadvand D. Development of specific nanobodies (VHH) for CD19 immuno-targeting of human B-lymphocytes. Iran J Basic Med Sci 2018; 21(5): 455-64.
13. Sena-Esteves M, Gao G. Production of High-Titer Retrovirus and Lentivirus Vectors. Cold Spring Harb Protoc 2018; 2018(4). [DOI:10.1101/pdb.prot095687] [PMID]
14. Arjomandnejad M, Sylvia K, Blackwood M, Nixon T, Tang Q, Muhuri M, et al. Modulating immune responses to AAV by expanded polyclonal T-regs and capsid specific chimeric antigen receptor T-regulatory cells. Mol Ther Methods Clin Dev 2021; 23: 490-506. [DOI:10.1016/j.omtm.2021.10.010] [PMID] []
15. Brown CE, Wright CL, Naranjo A, Vishwanath RP, Chang WC, Olivares S, et al. Biophotonic cytotoxicity assay for high-throughput screening of cytolytic killing. J Immunol Methods 2005; 297(1-2): 39-52. [DOI:10.1016/j.jim.2004.11.021] [PMID]
16. Benmebarek MR, Karches CH, Cadilha BL, Lesch S, Endres S, Kobold S. Killing Mechanisms of Chimeric Antigen Receptor (CAR) T Cells. Int J Mol Sci 2019; 20(6): 1283. [DOI:10.3390/ijms20061283] [PMID] []
17. Safarzadeh Kozani P, Naseri A, Mirarefin SMJ, Salem F, Nikbakht M, Evazi Bakhshi S, et al. CAR-T cells for cancer immunotherapy. Biomark Res 2022; 10(1): 24. [DOI:10.1186/s40364-022-00371-7] [PMID] []
18. Bannas P, Hambach J, Koch-Nolte F. Nanobodies and Nanobody-Based Human Heavy Chain Antibodies As Antitumor Therapeutics. Front Immunol 2017; 8: 1603. [DOI:10.3389/fimmu.2017.01603] [PMID] []
19. Mazinani M, Rahbarizadeh F. CAR-T cell potency: from structural elements to vector backbone components. Biomark Res 2022; 10(1): 70. [DOI:10.1186/s40364-022-00417-w] [PMID] []
20. Bao C, Gao Q, Li LL, Han L, Zhang B, Ding Y, et al. The Application of Nanobody in CAR-T Therapy. Biomolecules 2021; 11(2): 238. [DOI:10.3390/biom11020238] [PMID] []
21. Mao R, Kong W, He Y. The affinity of antigen-binding domain on the antitumor efficacy of CAR T cells: Moderate is better. Front Immunol 2022; 13: 1032403. [DOI:10.3389/fimmu.2022.1032403] [PMID] []
22. Hirobe S, Imaeda K, Tachibana M, Okada N. The Effects of Chimeric Antigen Receptor (CAR) Hinge Domain Post-Translational Modifications on CAR-T Cell Activity. Int J Mol Sci 2022; 23(7): 4056. [DOI:10.3390/ijms23074056] [PMID] []
23. Qin L, Lai Y, Zhao R, Wei X, Weng J, Lai P, et al. Incorporation of a hinge domain improves the expansion of chimeric antigen receptor T cells. J Hematol Oncol 2017; 10(1): 68. [DOI:10.1186/s13045-017-0437-8] [PMID] []
24. Fujiwara K, Tsunei A, Kusabuka H, Ogaki E, Tachibana M, Okada N. Hinge and Transmembrane Domains of Chimeric Antigen Receptor Regulate Receptor Expression and Signaling Threshold. Cells 2020; 9(5): 1182. [DOI:10.3390/cells9051182] [PMID] []
25. Hudecek M, Sommermeyer D, Kosasih PL, Silva-Benedict A, Liu L, Rader C, et al. The nonsignaling extracellular spacer domain of chimeric antigen receptors is decisive for in vivo antitumor activity. Cancer Immunol Res 2015; 3(2): 125-35. [DOI:10.1158/2326-6066.CIR-14-0127] [PMID] []
26. Li N, Quan A, Li D, Pan J, Ren H, Hoeltzel G, et al. The IgG4 hinge with CD28 transmembrane domain improves VHH-based CAR T cells targeting a membrane-distal epitope of GPC1 in pancreatic cancer. Nat Commun 2023; 14(1): 1986. [DOI:10.1038/s41467-023-37616-4] [PMID] []
27. Zhao Z, Condomines M, van der Stegen SJC, Perna F, Kloss CC, Gunset G, et al. Structural Design of Engineered Costimulation Determines Tumor Rejection Kinetics and Persistence of CAR T Cells. Cancer Cell 2015; 28(4): 415-28. [DOI:10.1016/j.ccell.2015.09.004] [PMID] []
28. Milone MC, Fish JD, Carpenito C, Carroll RG, Binder GK, Teachey D, et al. Chimeric receptors containing CD137 signal transduction domains mediate enhanced survival of T cells and increased antileukemic efficacy in vivo. Mol Ther 2009; 17(8): 1453-64. [DOI:10.1038/mt.2009.83] [PMID] []
29. Gomes-Silva D, Mukherjee M, Srinivasan M, Krenciute G, Dakhova O, Zheng Y, et al. Tonic 4-1BB Costimulation in Chimeric Antigen Receptors Impedes T Cell Survival and Is Vector-Dependent. Cell Rep 2017; 21(1): 17-26. [DOI:10.1016/j.celrep.2017.09.015] [PMID] []
30. Long AH, Haso WM, Shern JF, Wanhainen KM, Murgai M, Ingaramo M, et al. 4-1BB costimulation ameliorates T cell exhaustion induced by tonic signaling of chimeric antigen receptors. Nat Med 2015; 21(6): 581-90. [DOI:10.1038/nm.3838] [PMID] []
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
