En enkelt indsprøjtning kan erstatte ugers laboratoriearbejde
Kræftimmunterapi har hidtil krævet en kompliceret proces: udtage celler, modificere dem i laboratoriet og sætte dem tilbage igen. En ny metode fra University of California viser, at en enkelt indsprøjtning kan være nok.
Forskere fra University of California i San Francisco har bevist på mus, at menneskelige T-lymfocytter kan "omprogrammeres" uden at blive taget ud af kroppen. En almindelig indsprøjtning forvandlede en del af immuncelllerne til effektive CAR-T-celler, som inden for kort tid eliminerede både aggressive blodkræftformer og solide tumorer.
Den eksisterende CAR-T-terapi regnes som en af de mest effektive behandlingsmetoder ved visse typer blodkræft. Lægerne lærer T-lymfocytterne at genkende et specifikt molekyle på overfladen af kræftceller og sender dem som præcisionsvåben direkte mod tumoren. Hos mange patienter, der havde udtømt alle andre muligheder, resulterede behandlingen i langvarig remission. Problemet ligger i processens kompleksitet og dens utilgængelighed for størstedelen af patienterne.
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. Dertil kommer nødvendigheden af forberedende kemoterapi, som en del patienter tåler meget dårligt. En behandling, der kunne være en livline, er dermed for mange patienter blevet utilgængelig på grund af prisen, logistikken eller simpelthen manglen på tid til at vente.
Sådan fungerer nutidens CAR-T-terapi – og hvorfor er den så dyr
Standardproceduren kræver, at T-lymfocytter udtages fra patientens blod og sendes til et specialiseret laboratorium. Her sker den genetiske modifikation ved hjælp af virale vektorer, efterfulgt af en opformering af cellerne i et kunstigt miljø. Først efter flere uger vender de modificerede CAR-T-celler tilbage til hospitalet og gives til patienten på onkologisk afdeling.
Hele processen indebærer følgende trin:
- udtag af T-lymfocytter fra patientens blod via aferese
- transport af det biologiske materiale til et certificeret laboratorium
- indsættelse 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 fremstillede CAR-T-celler
- nedfrysning og retur-transport til hospitalet
- forberedende kemoterapi hos patienten for at frigøre plads i knoglemarven
- infusion af de færdige CAR-T-celler tilbage i blodbanen
Hvert enkelt af disse trin kræver specialiseret udstyr, uddannet personale og streng kvalitetskontrol. Det forklarer, hvorfor behandlingen kun når en lille procentdel af de patienter, der ville kunne have gavn af den. Ifølge eksperter fra onkologiske centre er den største hindring ikke kun prisen, men også den tid, som mange patienter med aggressive tumorer simpelthen ikke har.
Den nye metode bruger CRISPR direkte i blodbanen
Justin Eyquems team fra University of California i San Francisco vendte hele logikken bag de nuværende CAR-T-terapier på hovedet. I stedet for at udtage T-lymfocytter og modificere dem i laboratoriet udviklede de en måde at gennemføre hele processen direkte inde i kroppen. Nøglen var et system bestående af to typer molekyler, der kan gives intravenøst som en indsprøjtning.
Det første molekyle transporterer CRISPR-Cas9-værktøjet – de molekylære sakser til præcis klipning af DNA – og er målrettet specifikt mod T-lymfocytterne i blodet. Det andet molekyle indeholder et nyt DNA-segment med instruktioner til at bygge CAR-receptoren, som indsættes præcist på et udvalgt sted i genomet og kun aktiveres i T-lymfocytterne. Forskerne var nødt til at designe molekylerne, så de effektivt binder sig til T-lymfocytterne og samtidig ikke straks fjernes af immunsystemet.
Det er første gang, det er lykkedes forskere at indsætte et så langt DNA-segment på et præcist udvalgt sted i genomet i menneskelige T-lymfocytter uden først at udtage dem fra kroppen. Ifølge forskerne fra det californiske universitet repræsenterer denne tilgang et gennembrud inden for anvendelsen af genedittering. Den nye metode kan i høj grad forenkle hele processen og åbne CAR-T-terapien for en langt bredere kreds af patienter.
Hvilke risici medfører genmodifikation direkte i kroppen
I laboratoriet kan forskere grundigt undersøge de modificerede celler, sortere de defekte fra og først derefter indføre dem i organismen. Ved arbejde direkte i blodbanen findes en sådan kontrol ikke. Derfor måtte forskerne fra starten designe systemet, så det i størst muligt omfang begrænsede modifikationer af andre celler end T-lymfocytterne.
Dette opnåede de ved at vælge en specifik adresse i lymfocytternes genom og anvende en molekylær afbryder, der kun er aktiv i netop disse immunceller. Ifølge forskningsrapporterne skete der næsten ingen ændringer i andre celletyper, selvom komplette sikkerhedsdata først vil foreligge efter kliniske studier på mennesker. Eksperter inden for genterapi påpeger, at enhver indgriben i genomet indebærer en potentiel risiko for utilsigtede mutationer.
Blandt de primære bekymringer er indsættelse af CAR-genet på det forkerte sted i DNA'et og dermed øget risiko for tumordannelse. Yderligere mulige komplikationer omfatter en voldsom immunreaktion kaldet cytokin-storm, modifikation af andre celler end T-lymfocytterne med indvirkning på organfunktionen eller en uforudsigelig overlevelsestid for de modificerede celler i kroppen. Alle aspekter – fra præparatets dosis og indgivelsesmetode til valget af målsted i genomet – skal undersøges ekstremt grundigt i kliniske studier.
Hvad lykkedes det at opnå i forsøg på mus
Forskerne testede deres metode på mus med et humaniseret immunsystem, det vil sige mus, hvor en del af immuncelllerne stammede fra mennesker. Det gør det muligt bedre at forudsige, hvordan behandlingen vil virke hos mennesker, sammenlignet med en typisk dyremodel. Den nye indsprøjtning blev anvendt i tre vanskelige onkologiske situationer: mus med akut lymfoblastisk leukæmi, kronisk lymfocytær leukæmi og solide tumorer.
I praksis ændrede op til fyrre procent af immuncelllerne i visse organer sig til CAR-T-celler. Én enkelt dosis var tilstrækkelig til, at næsten alle testede mus inden for to uger ikke viste nogen spor af sygdom i standarddiagnostiske tests. Bemærkelsesværdigt nok syntes de nyoprettede CAR-T-celler, der opstod direkte i kroppen, at være mere effektive end deres modstykker fremstillet på klassisk vis i laboratoriet.
Forskerne forklarer dette med, at T-lymfocytterne ikke behøver at gennemgå den udmattende proces med isolation, modifikation og opformering i et kunstigt miljø. De forbliver hele tiden i den egne organisme under naturlige betingelser, hvilket betyder, at de bevarer større vitalitet og evne til på lang sigt at patruljere i vævene. Læger fra onkologiske centre betragter dette som et meget lovende fund, eftersom netop udtømmelse af CAR-T-celler er en hyppig årsag til svigt af den klassiske terapi.
Hvilke forandringer kan den nye metode bringe til onkologien
Hvis tilsvarende resultater kan opnås hos mennesker, er indsatsen enorm. Den nødvendige kæde af laboratorier, transport af biologisk materiale og kompliceret celledyrkning ville forsvinde. Behandlingen ville nærme sig modellen med en almindelig indsprøjtning, som kan gives på næsten ethvert større hospital. Forskerne anslår, at en sådan ændring radikalt kunne sænke udgifterne til CAR-T-terapi og afkorte tiden fra godkendelse til medicinering fra uger til blot nogle få dage.
Yderligere fordele omfatter:
- lettere adgang for patienter fra mindre centre uden veludviklet onkologisk infrastruktur
- åbning af vejen mod bredere indikationer, herunder solide tumorer, der er resistente over for eksisterende behandlinger
- mulighed for gentagen indgivelse uden behov for yderligere aferese
- reduktion af patientens belastning med forberedende kemoterapi
- eliminering af risikoen for kontaminering under transport og celledyrkning
For at føre denne teknologi frem til fasen med kliniske studier grundlagde forskerteamet virksomheden Azalea Therapeutics. Den skal arbejde med videreudvikling af præparatet, regulatoriske spørgsmål og udformning af de første tests på mennesker. Ifølge virksomhedens grundlæggere kunne det første kliniske studie muligvis begynde inden for de næste par år, forudsat at de regulatoriske myndigheder godkender sikkerhedsdata fra de prækliniske forsøg.
Hvor langt kan denne teknologi nå i fremtiden
Hvis CAR-T-terapi direkte i kroppen med succes passerer de næste faser, kan dens anvendelse rækker ud over onkologien. Lignende løsninger – målrettet genedittering af bestemte celler inde i organismen – vil teoretisk set også kunne bruges ved autoimmune eller genetiske sygdomme, hvor det er nødvendigt at ændre immunsystemets funktion. Forskere fra forskellige universiteter overvejer allerede anvendelse ved multipel sklerose, systemisk lupus eller svær kombineret immundefekt.
For kræftpatienter kan den forenklede logistik være afgørende. I stedet for at rejse til ganske få højt specialiserede centre kunne patienterne modtage behandling på hospitaler tættere på hjemmet. Det er ikke blot et spørgsmål om bekvemmelighed, men også om det psykiske velbefindende: mindre stress, kortere adskillelse fra familien og enklere pleje. Eksperter inden for sundhedspolitik fremhæver, at decentralisering af avanceret kræftbehandling markant ville kunne mindske uligheder i adgangen til topmoderne medicin.
Set fra et praktisk perspektiv er det værd at følge disse informationer med et dobbelt filter: med håb, fordi nogle hidtil uhelbredelige tumorer med tiden kan blive til kroniske sygdomme, og med sund fornuft, fordi vejen fra lovende museforsøg til rutinebehandling af patienter sædvanligvis tager årevis af arbejde, tests og regulatoriske forhandlinger. Kunne netop denne metode dog ændre den måde, vi opfatter ikke blot kræft, men hele den personaliserede medicin på?
