- Por Agathe Ok -
A compreensão dos mecanismos das respostas imunológicas nos últimos anos levou ao desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas contra o câncer. A terapia com células "CAR-T ", baseada no uso de linfócitos T geneticamente modificados para expressar um receptor quimérico de antígeno (CAR), permite o reconhecimento de células cancerígenas e o desencadeamento de uma resposta imunológica citotóxica que leva à eliminação do tumor.
Vários ensaios clínicos que utilizam esta terapia estão em andamento com resultados promissores. [1] No entanto, às vezes são observados efeitos coletarias graves, como a síndrome de liberação de citocinas. De fato, a proliferação de células CAR-T leva a uma secreção significativa de citocinas inflamatórias (IL-6, TNF-α, IFN-γ), resultando em uma resposta inflamatória excessiva. Embora na maioria dos casos estes efeitos desapareçam (febre, náuseas, fadiga), o agravamento do quadro dos pacientes pode requerer cuidados intensivos. Toxicidades neurológicas, bem como a síndrome de lise tumoral, também têm sido observadas em estratégias terapêuticas utilizando células CAR-T. [2]
A injeção de anticorpos monoclonais (bloqueadores da sinalização por IL-6) ou corticosteróides pode reduzir esses efeitos secundários, embora o efeito sobre a capacidade citotóxica dos células CAR-T seja ainda controverso. Vários projetos de investigação estão em curso para melhorar a especificidade das células CAR-T enquanto se reduz a toxicidade através do controle da sua atividade. Várias construções de células CAR-T foram desenvolvidas para este fim, onde a adição de uma molécula poderia levar à ativação (ON-switch) ou eliminação (suicide switch) de células CAR-T. O trabalho de Greta Giordano-Attianese e colaboradores [3] uma abordagem computacional de desenho de uma proteína moduladora da função do CAR, permitindo a construção de uma célula STOP-CAR-T, cuja atividade poderia ser temporariamente interrompida na presença de uma molécula destinada a interferir neste circuito.
A construção de um célula CAR-T clássica de segunda geração apresenta todos os seus elementos na mesma cadeia, a saber: o scFv reconhecendo o antígeno, o domínio de sinalização CD3-ζ (permitindo a ativação) e um domínio de co-estimulação (neste caso, o CD28) reforçando a proliferação e persistência de células CAR-T. No caso do STOP-CAR, scFv e CD3-ζ são separados e codificados por duas cadeias diferentes ligadas por um complexo proteico CDH.
O CDH (heterodímero quimicamente disruptível) pode se separar em dois monômeros na presença de uma molécula competidora, fazendo com que as duas cadeias STOP-CAR se separem e interrompam sua atividade. A molécula competidora utilizada deve ter uma vida útil suficiente (superior a 10 horas) e ser bem tolerada em humanos.
Para o design do CDH, os pesquisadores utilizaram uma abordagem de design computacional. Para isso, utilizaram como base a interação existente entre a proteína Bcl-XL e o domínio BH3 da proteína BIM. De fato, o uso de proteínas de origem humana reduz o risco de rejeição imunológica e os domínios globulares bem dobrados não interferem com a sinalização da sinapse imunológica.
O grupo identificou proteínas que apresentam complementaridade estrutural com o domínio BH3. As proteínas selecionadas podem assim carregar o domínio BH3 e ter a capacidade de se ligar às proteínas Bcl-Xl com afinidade suficiente. Após várias análises de afinidade para Bcl-XL, foi escolhido o monômero LD3 e foram construídas as células do STOP CAR-T (ver os esquemas acima; os esquemas não são desenhados em proporção com as dimensões reais dos elementos).
A publicação descreve o funcionamento do sistema, em que as células STOP-CAR-T assim formadas tinham atividade citotóxica in vitro e in vivo semelhante às células CAR-T de segunda geração. Esta atividade citotóxica foi interrompida com a dissociação temporária do CDH durante a administração da droga moduladora. Esta interrupção é transitória, pois quando a administração da molécula competidora é interrompida, a formação do complexo CDH é restaurada e a atividade citotóxica das células do STOP-CAR-T é retomada. Modular a atividade das células CAR-T, interrompendo temporariamente sua atividade sem eliminá-las, é de grande interesse terapêutico, limitando certos efeitos colaterais deletérios e permitindo acelerar o desenvolvimento clínico e o acesso desta terapia a um maior número de pacientes.
Referências:
[1] Risks and Benefits of Chimeric Antigen Receptor T-Cell (CAR-T) Therapy in Cancer: A Systematic Review and Meta-Analysis | Elsevier Enhanced Reader.
[2] LaRussaA. Chimeric Antigen Receptor (CAR) T-Cell Therapy. (2015).
[3] Giordano-Attianese, G. et al. A computationally designed chimeric antigen receptor provides a small-molecule safety switch for T-cell therapy. Nature Biotechnology 38, 426–432 (2020).