پژوهشگران با استفاده از سیستم لنتی‌ویروسی موفق به تولید ماکروفاژهای CAR از خون محیطی شدند که توانایی هدف‌گیری و نابودی سلول‌های توموری را در مدل‌های پیش‌بالینی نشان داده‌اند.
به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در دهه اخیر، ایمنی‌درمانی مبتنی بر گیرنده‌های آنتی‌ژنی کایمریک CAR به‌ویژه در درمان سرطان‌های خونی مانند لوسمی و لنفوم، تحولی عظیم ایجاد کرده است. با این حال، محدودیت‌هایی نظیر عدم اثربخشی در تومورهای جامد و عوارض جانبی جدی، ضرورت توسعه رویکردهای جایگزین را نمایان ساخته‌اند. در این راستا، پژوهشگران به بررسی استفاده از ماکروفاژهای مهندسی‌شده با گیرنده‌های CAR پرداخته‌اند که به‌دلیل توانایی نفوذ به بافت‌های توموری و فعال‌سازی پاسخ‌های ایمنی، پتانسیل بالایی در درمان سرطان‌ها دارند.
پیشرفت‌های فنی در تولید ماکروفاژهای CAR انسانی
یکی از چالش‌های اصلی در توسعه ماکروفاژهای CAR، دشواری در انتقال ژن به این سلول‌هاست. پژوهشگران با استفاده از لنتی‌ویروس‌ها و بهینه‌سازی شرایط انتقال ژن، موفق به تولید ماکروفاژهای CAR از سلول‌های تک‌هسته‌ای خون محیطی شدند. این فرآیند شامل استفاده از وکتورهای لنتی‌ویروسی با ژن VSV-G بهینه‌شده و پروموتر EF1α برای افزایش بیان ژن بود. همچنین، حذف پلی‌برن به‌عنوان ماده تقویت‌کننده انتقال ژن، به‌دلیل سمیت برای ماکروفاژها، و جایگزینی آن با شرایط کشت بهینه، کارایی انتقال ژن را افزایش داد.
ارزیابی عملکرد ماکروفاژهای CAR در برابر سلول‌های سرطانی
ماکروفاژهای CAR تولیدشده با هدف‌گیری آنتی‌ژن‌هایCD19 و cMet، توانایی لیز و فاگوسیتوز سلول‌های سرطانی را نشان دادند. آزمایش‌های لیز با استفاده از سلول‌های Nalm6 و Raji مثبت برای CD19، نشان داد که ماکروفاژهایCAR قادر به تخریب مؤثر این سلول‌ها هستند. همچنین، آزمایش‌های فاگوسیتوز با استفاده از تصویربرداری فلورسانس، نشان‌دهنده بلع سلول‌های سرطانی توسط ماکروفاژهای CAR بود. ترشح IL-6 به‌عنوان نشانگر فعال‌سازی ایمنی نیز در این سلول‌ها مشاهده شد.
مقایسه با مطالعات مشابه و نوآوری‌های پژوهش
در مقایسه با مطالعات پیشین که از ماکروفاژهای مشتق‌شده از سلول‌های بنیادی پرتوان یا خطوط سلولی استفاده کرده‌اند، این پژوهش برای اولین بار تولید ماکروفاژهای CAR از خون محیطی انسان با استفاده از لنتی‌ویروس را گزارش می‌دهد. این رویکرد نه‌تنها فرآیند تولید را ساده‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر می‌کند، بلکه امکان استفاده از سلول‌های اتولوگ را برای درمان فراهم می‌سازد که می‌تواند خطرات ایمنی را کاهش دهد.
میکروساختار ایمنی ماکروفاژهای CAR و تفاوت با سلول‌های T-CAR
ماکروفاژهای CAR برخلاف سلول‌هایT-CAR، به‌جای تکیه بر مکانیسم سیتوتوکسیک مستقیم، با بهره‌گیری از فاگوسیتوز، ارائه آنتی‌ژن و ترشح سیتوکاین‌ها علیه سلول‌های سرطانی عمل می‌کنند. این تفاوت بنیادی سبب می‌شود که ماکروفاژهای CAR نه‌تنها سلول‌های توموری را از بین ببرند بلکه موجب تحریک پاسخ‌های ایمنی تطبیقی نیز شوند. از طرف دیگر، ماهیت انعطاف‌پذیر و تطبیق‌پذیر ماکروفاژها در میکرو محیط تومور، آن‌ها را به گزینه‌ای مناسب برای هدف قرار دادن تومورهای جامد با بافت پیچیده تبدیل می‌کند. همچنین عدم نیاز به تکثیر گسترده پیش از انفوزیون و ماندگاری کمتر در خون، احتمال بروز طوفان سیتوکاینی را نسبت به سلول‌های T-CAR کاهش می‌دهد که یک مزیت ایمنی مهم به‌شمار می‌آید.
پتانسیل هدف‌گیری تومورهای جامد توسط ماکروفاژهای CAR
یکی از چالش‌های اصلی در درمان تومورهای جامد، عدم دسترسی سلول‌های T-CAR به داخل بافت متراکم و ایمنو ساپرسور تومور است. ماکروفاژها به‌دلیل توانایی طبیعی خود در نفوذ به بافت‌ها و مهاجرت به سمت نواحی التهابی، قادرند به قلب تومورهای جامد دست یابند. با مهندسی این سلول‌ها به گیرنده‌های CAR که علیه آنتی‌ژن‌های خاص توموری طراحی شده‌اند، مسیر جدیدی برای نفوذ و نابودی سلول‌های سرطانی در این محیط‌های سخت پدید می‌آید. همچنین، ماکروفاژهای CAR می‌توانند سایر اجزای ایمنی محیط تومور را بازآموزی کرده و نقش مهمی در تغییر فاز میکرو محیط تومور از سرکوب‌گر به ایمنی‌زا ایفا کنند.
چالش‌های زیستی در تولید انبوه ماکروفاژهای CAR
با وجود پیشرفت‌های اخیر، تولید انبوه و مقیاس‌پذیر ماکروفاژهای CAR هنوز با موانعی روبه‌رو است. یکی از مهم‌ترین چالش‌ها، پایداری بیان گیرنده CAR پس از تمایز کامل ماکروفاژها است؛ چرا که این سلول‌ها پس از ورود به فاز عملکردی نهایی، تمایل به خاموش‌سازی ژن‌های خارجی دارند. علاوه بر آن، حفظ فنوتیپ ضدتوموری ماکروفاژها و جلوگیری از تغییر آن‌ها به نوع M2 (که خاصیت تومورپرور دارد) نیز از جمله دغدغه‌های اساسی در کارآزمایی‌های پیش‌بالینی محسوب می‌شود. انتخاب پروموترهای مناسب، بهینه‌سازی سیستم‌های تحویل ژن و شرایط کشت کنترل‌شده از جمله راهکارهای در حال بررسی برای رفع این موانع هستند.
اهمیت انتخاب آنتی‌ژن هدف در طراحی ماکروفاژهای CAR
یکی از عوامل تعیین‌کننده در کارایی و ایمنی ماکروفاژهای CAR، انتخاب دقیق آنتی‌ژن هدف است. برخلاف سلول‌های T-CAR که در مواجهه با آنتی‌ژن‌های مشترک توموری و بافت سالم می‌توانند آسیب‌های شدیدی وارد کنند، ماکروفاژها در صورت هدف‌گیری اشتباه می‌توانند باعث التهاب گسترده و تخریب بافت‌های حیاتی شوند. از این رو، طراحی گیرنده‌های CAR با حساسیت بالا به آنتی‌ژن‌های خاص توموری و کم‌ابراز شده در بافت‌های طبیعی، یک پیش‌نیاز اساسی در توسعه این فناوری است. همچنین بررسی دوگانه‌بودن گیرنده‌ها Dual CARs یا استفاده از گیرنده‌های منطقی logic-gated CARs برای افزایش دقت عملکرد، از مسیرهای نوین طراحی به‌شمار می‌روند.
پیشرفت سیستم‌های غیرویروسی برای انتقال ژن به ماکروفاژها
اگرچه استفاده از لنتی‌ویروس در این پژوهش نتایج امیدوارکننده‌ای به همراه داشت، پژوهش‌های موازی به بررسی استفاده از سامانه‌های غیرویروسی برای انتقال ژن به ماکروفاژها نیز پرداخته‌اند. از جمله این روش‌ها می‌توان به استفاده از نانوذرات لیپیدی، الکتروپوریشن بهینه‌شده و پلاسمیدهای حلقوی اشاره کرد. این فناوری‌ها از آن جهت اهمیت دارند که خطرات احتمالی ناشی از درج تصادفی ژن در ژنوم را کاهش داده و امکان کنترل بهتری بر سطح بیان ژن فراهم می‌سازند. همچنین، این سیستم‌ها می‌توانند مسیر را برای تولید سریع، ایمن و مقیاس‌پذیر ماکروفاژهای CAR در محیط‌های کلینیکی هموار سازند.
چشم‌اندازهای آینده و مسیرهای پژوهشی نوین
تولید ماکروفاژهای CAR از خون محیطی با استفاده از لنتی‌ویروس، گامی مهم در توسعه ایمنی‌درمانی‌های مؤثر و ایمن برای سرطان‌ها به‌ویژه تومورهای جامد محسوب می‌شود. این رویکرد با بهره‌گیری از سلول‌های ایمنی ذاتی بدن، امکان نفوذ به بافت‌های توموری و فعال‌سازی پاسخ‌های ایمنی را فراهم می‌سازد. با ادامه پژوهش‌ها و کارآزمایی‌های بالینی، ماکروفاژهای CAR می‌توانند به‌عنوان یک ابزار قدرتمند در درمان سرطان‌ها به‌ویژه در موارد مقاوم به درمان‌های سنتی مطرح شوند. با توجه به موفقیت در تولید ماکروفاژهای CAR از خون محیطی، پژوهش‌های آینده می‌توانند به بررسی اثربخشی این سلول‌ها در مدل‌های حیوانی و کارآزمایی‌های بالینی بپردازند. همچنین، ترکیب ماکروفاژهای CAR با سایر روش‌های ایمنی‌درمانی مانند سلول‌های T مهندسی‌شده یا داروهای ایمنی‌تقویت‌کننده، می‌تواند اثربخشی درمان را افزایش دهد. توسعه نشانگرهای زیستی برای پیش‌بینی پاسخ به درمان و بهینه‌سازی طراحی گیرنده‌های CAR نیز از دیگر مسیرهای پژوهشی مهم در این حوزه هستند.
پایان مطلب./