Παραγωγή κυτταροτοξικών κυττάρων γενετικά τροποποιημένων ώστε να αναγνωρίζουν την HER-2/neu ογκοπρωτεΐνη, μέσω χιμαιρικών υποδοχέων

Η HER-2/neu ογκοπρωτεΐνη υπερεκφράζεται σε πολλά είδη καρκίνου στον άνθρωπο. Έχει αποδειχθεί ότι αυτό σχετίζεται με αυξημένη μεταστατική ικανότητα και μειωμένη πρόγνωση. Επιπρόσθετα, η HER-2/neu είναι μια ανοσογονική πρωτεΐνη, διότι διαθέτει επιτόπους, οι οποίοι με τη βοήθεια των αντιγόνων ιστοσυμβατότητας της τάξης I και II (MHC class I, II ), αναγνωρίζονται από τα Τ λεμφοκύτταρα. Δυστυχώς παρατηρείται μεγάλη δυσκολία στη σύνθεση ενός αποτελεσματικού εμβολίου, διότι πρόκειται για εαυτό αντιγόνο, με αποτέλεσμα να αναπτύσσεται μηχανισμός αυτοανοχής (self tolerance) και κατ' επέκταση απουσία απόκρισης των Τ λεμφοκυττάρων. Προκειμένου να αντιμετωπιστούν τα προβλήματα αυτά, δημιουργήθηκαν, στα πλαίσια της εργασίας αυτής, γενετικά τροποποιημένα ΝΚ κύτταρα, τα οποία αναγνωρίζουν ειδικά καρκινικά κύτταρα, θετικά για HER-2/neu. Τα ΝΚ κύτταρα, σε αντίθεση με τα Τ λεμφοκύτταρα, δε χρειάζονται προευαισθητοποίηση, προκειμένου να εκδηλώσουν την κυτταροτοξική τους δράση. Καταστρέφουν αυτόματα τους στόχους τους, αποτελώντας την πρώτη γραμμή άμυνας του οργανισμού. Επιπλέον, τα ενεργοποιημένα ΝΚ κύτταρα επιδεικνύουν σαφώς μεγαλύτερη κυτταροτοξικότητα εναντίον καρκινικών κυττάρων σε σύγκριση με τα Τ κύτταρα. Παρόλα αυτά, στα περισσότερα πρωτόκολλα ανοσοθεραπείας του καρκίνου χρησιμοποιούνται τα Τ λεμφοκύτταρα, διότι τα ενεργοποιημένα ΝΚ είναι πιθανόν να παρουσιάσουν κυτταροτοξική δράση εναντίον μη καρκινικών αυτόλογων ή αλλογενών κυττάρων. Επιπλέον, εμφανίζουν χαμηλό ρυθμό αύξησης, με αποτέλεσμα να είναι δύσκολο να αυξηθούν in vitro. Προκειμένου να παρακαμφθούν τα προβλήματα αυτά, στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν κύτταρα της ΝΚ92 κυτταρικής σειράς, τα οποία αφενός δεν εμφανίζουν κυταροτοξικότητα εναντίον αλλογενών κυττάρων και αφετέρου είναι εύκολο να αυξηθούν και να διατηρηθούν για μεγάλο χρονικό διάστημα σε in vitro καλλιέργεια. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τα κύτταρα αυτά να μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πρωτόκολλα ανοσοθεραπείας του καρκίνου, στη θέση των ΝΚ κυττάρων. Κύτταρα της ΝΚ92 κυτταρικής σειράς, τροποποιήθηκαν γενετικά με την χρησιμοποίηση ενός ρετροϊικού φορέα κλωνοποίησης, ο οποίος έφερε την αλληλουχία που κωδικοποιεί έναν χιμαιρικό υποδοχέα αποτελούμενο από το scFv τμήμα του ανθρώπινου αντί-HER-2/neu μονοκλωνικού αντισώματος συνδεδεμένο με τη ζ αλυσίδα του CD3 υποδοχέα του TCR συμπλέγματος των Τ λεμφοκυττάρων. Με αυτόν τον τρόπο τα ΝΚ92 κύτταρα είχαν τη δυνατότητα εκτός της μη ειδικής να εκδηλώνουν και ειδική κυτταροτοξική δράση, μέσω του χιμαιρικού του υποδοχέα. Η σύνδεση του χιμαιρικού τους υποδοχέα με θετικά για HER-2/neu καρκινικά κύτταρα είχε ως αποτέλεσμα την ενεργοποίηση των ΝΚ κυττάρων, με αποτέλεσμα την εκδήλωση κυτταροτοξικής δράσης εναντίον κυττάρων στόχων. Με πειράματα φάνηκε ότι τα γενετικά τροποποιημένα ΝΚ92 κύτταρα επιτελούν ένα βιολογικό κύκλο, ο οποίος ολοκληρώνεται μέσα σε περίπου 60 ημέρες. Μεταξύ 30ης και 50ης ημέρας καλλιέργειας οι ΝΚ92 κλώνοι εκφράζουν το χιμαιρικό τους υποδοχέα σε ποσοστό >95%, αυξάνονται με πολύ γρήγορο ρυθμό και εμφανίζουν κυτταροτοξική δράση εναντίον HER-2/neu θετικών κυτταρικών σειρών >80%. Στο χρονικό αυτό διάστημα, οι ΝΚ92 κλώνοι απελευθερώνουν το scFv τμήμα του χιμαιρικού τους υποδοχέα, το οποίο αναγνωρίζει τη HER-2/neu ογκοπρωτεΐνη που εκφράζεται στην επιφάνεια των HER-2/neu θετικών κυτταρικών σειρών. Το διαλυτό scFv παρουσιάζει κυτταροστατική δράση όταν προσδεθεί στη HER-2/neu ογκοπρωτεΐνη των HER-2/neu θετικών και εξαρτώμενων κυτταρικών σειρών, όπως είναι η SKBR3. Συνεπώς, τα γενετικά τροποποιημένα ΝΚ92 κύτταρα, τα οποία υπερεκφράζουν το χιμαιρικό υποδοχέα του ανθρώπινου αντί-HER-2/neu μονοκλωνικού αντισώματος, εμφανίζουν ένα διπλό τρόπο δράσης (κυτταροτοξικότητα και κυτταροστατικότητα) εναντίον των HER-2/neu θετικών και εξαρτώμενων κυτταρικών σειρών. Σύμφωνα με τα παραπάνω, διαπιστώνεται ότι η κατασκευή γενετικά τροποποιημένων κυτταροτοξικών κυττάρων, που να εκφράζουν και να εκκρίνουν ένα χιμαιρικό υποδοχέα που θα αναγνωρίζει ειδικά ένα συγκεκριμένο καρκινικό αντιγόνο ανοίγει νέους δρόμους στην ανοσοθεραπεία του καρκίνου.