A kiméra antigen receptorokkal (CAR) módosított T sejtek paradigmaváltást hoztak a kemoterápia-rezisztens limfómák kezelésében, szolid szervi daganatokkal szemben alkalmazva azonban hatékonyságuk elmaradt a várakozástól. Bár a CAR konstruktok CD3z effektor alegysége mellé beépített CD28 vagy 41BB kostimulációs domének nagy mértékben fokozták a T sejt készítmények hosszú távú hatékonyságát, a korai tumorellenes aktivitásban betöltött szerepük egyelőre tisztázatlan. Munkánk során Airyscan szuperrezolúciós mikroszkópia és fluoreszcencia korrelációs spektroszkópia segítségével vizsgáltuk első (.z), második (CD28.z, 41BB.z) és harmadik (CD28.41BB.z) generációs HER2 specifikus CAR-ok membránbeli szerveződését és diffúziós kinetikáját a kiméra receptorok RoseTTAFold gépi mélytanuláson alapuló szerkezeti modellezésével és a natív Western blot módszerrel meghatározott oligomerizációjával összefüggésben. Eredményeink szerint míg .z és a CD28.z CAR-ok dimereket, és azok nagy kiterjedésű membrán klasztereket alkotnak, a 41BB-t tartalmazó CAR-ok főleg oligomer formában vannak jelen, és ezek kisméretű membrán klaszterekbe szerveződnek. Az 1., 2. és 3. generációs CAR-ok laterális diffúziós sebessége a CD3z domén membrán síkjától mért távolságával arányos növekedést mutatott. A tumorsejttel való kontaktusba lépéskor kialakuló immunológiai szinapszis immunfluoreszcenciás konfokális mikroszkópos analízise feltárta, hogy mind a fokozott mobilitású CD28.41BB.z kis méretű, mind az alacsony mobilitású .z CAR nagy kiterjedésű receptorklaszterei hatékonyabb proximális jelátvitelt közvetítettek, mint a közepes mobilitású CD28.z és 41BB.z CAR konstrukciók. Ugyanakkor az elektromos sejt-szubsztrát impedancia módszerrel detektált tumorellenes citolitikus aktivitás a CD28.41BB.z CAR esetén bizonyult a legalacsonyabbnak, míg a .z CAR T sejtek tumor eliminációs hatékonysága minden vizsgált konstrukció között a legjobb volt. Mindezek alapján a molekuláris szerkezet, a membránbeli szerveződés és a mobilitás kritikus paraméterei az optimális terapeutikus hatékonysággal rendelkező CAR-ok tervezésének a kostimulációs domének hosszú távú biológiai hatása mellett.
Szerzők: Marianna Mezősi-Csaplár, Árpád Szöőr, György Vereb
Cancers, 2023, 15(12):3081
DOI: https://doi.org/10.3390/cancers15123081