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がん抗原を特異的に認識・攻撃するキメラ抗原受容体 (CAR)導入T細胞療法が難治がんに対する治療法として注目されているが、固形腫瘍ではT細胞の疲弊が生じ十分な治療効果が得られない。一方、免疫チェックポイント阻害剤などの細胞によらない抗体医薬品によるがん免疫療法も開発が進んでいるが、固形腫瘍においては薬剤送達効率の課題がある。本研究ではこれら両治療法の強みを融合させ、CAR-T細胞に抗体医薬品を遺伝子レベルで導入し、がん組織局所で選択的に送達するシステムの有効性、安全性を評価することを目的とした。
既知の抗原をモデルとして、がん細胞への細胞傷害活性、CAR-T細胞自身への毒性などを指標として様々な抗体分子構造を検討した。抗体分子は単鎖可変領域フラグメントとして発現させることで最も効率良い遺伝子導入及び細胞外分泌が可能であった。また、シグナルペプチドについても培養上清中のELISAを指標に最適な配列を決定した。さらに、抗体遺伝子に分子を結合させることで、追加機能を付与することを試みた。このうち分子Aの付加により、CARによるシグナルとは独立して直接的な細胞傷害活性を付与できることを確認した。一方、分子AはT細胞自身にも毒性を持ち、細胞増殖を阻害した。そこで同分子に対する耐性獲得のためにその標的シグナル経路に関わる遺伝子B、Cを修飾したところ、T細胞への毒性が回避され、がん細胞に選択的な細胞傷害活性を誘導することができた。以上の検討によりT細胞からの抗体分子搭載・分泌のためのプラットフォームが完成した。
一方、抗体分泌を持続的に担わせるためには、輸注されたT細胞が腫瘍局所で長期間生存する必要がある。このためのT細胞機能改変に関する検討を進め、PRDM1遺伝子のノックアウトがCAR-T細胞の長期生存能を高めることを見出した。
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