به گزارش پایگاه اطلاع‌رسانی بنیان، مقالهٔ جامعی که در مجلهٔ Signal Transduction and Targeted Therapy منتشر شده، به بررسی کاربرد سلول‌های T دارای گیرندهٔ آنتی‌ژن کایمریک (CAR-T) در بیماری‌های غیرسرطانی پرداخته است. سلول‌های CAR-T که در درمان بدخیمی‌های خونی مانند لوسمی و لنفوم دستاوردهای چشمگیری داشته‌اند، اکنون به عنوان یک پلتفرم درمانی نوین برای بیماری‌های غیرسرطانی مورد توجه قرار گرفته‌اند. این بیماری‌ها شامل بیماری‌های خودایمنی مانند لوپوس اریتماتوز سیستمیک (SLE)، آرتریت روماتوئید، مولتیپل اسکلروزیس و میاستنی گراویس، بیماری‌های مرتبط با پیری و پیری سلولی، عفونت‌های مزمن مانند HIV و هپاتیت B، بیماری‌های قلبی‑عروقی و متابولیک، و بیماری‌های عصبی هستند. در بیماری SLE، سلول‌های CAR-T با هدف قرار دادن CD19 یا BCMA باعث تخلیهٔ سلول‌های B خودواکنش‌گر و بازنشانی سیستم ایمنی می‌شوند و در کارآزمایی‌های بالینی فاز I، بهبود علائم مانند کاهش پروتئینوری و کاهش آنتی‌بادی‌های anti-dsDNA مشاهده شده است. در بیماری‌های مرتبط با پیری، سلول‌های CAR-T هدف‌گیرندهٔ uPAR موفق به پاک‌سازی سلول‌های پیر و کاهش بار التهابی شده‌اند و در مدل‌های حیوانی فیبروز کبدی و آدنوکارسینوم ریه، بهبود قابل‌توجهی نشان داده‌اند. در عفونت‌های مزمن، سلول‌های CAR-T با هدف قرار دادن آنتی‌ژن‌های ویروسی مانند gB در سیتومگالوویروس و آنتی‌ژن‌های سطحی HIV، باعث پاک‌سازی سلول‌های آلوده می‌شوند. در بیماری‌های خودایمنی، CAR-Tregs (سلول‌های T تنظیمی دارای CAR) با هدف قرار دادن آنتی‌ژن‌های خاص، باعث ایجاد تحمل ایمنی طولانی‌مدت بدون سرکوب عمومی سیستم ایمنی می‌شوند. با وجود این پیشرفت‌ها، چالش‌هایی مانند هزینه‌های بالای تولید، نیاز به هدف‌گیری دقیق برای جلوگیری از اثرات خارج از بافت هدف، و نبود تأییدیهٔ نظارتی برای کاربردهای غیرسرطانی همچنان باقی است. این مقاله با تحلیل اصول طراحی، مکانیسم‌های عمل و پتانسیل درمانی CAR-T در بیماری‌های غیرسرطانی، بینش‌هایی را برای انتخاب هدف، بهینه‌سازی طراحی CAR و استراتژی‌های افزایش ایمنی و کنترل‌پذیری این درمان ارائه می‌دهد.

 از انکولوژی تا بیماری‌های غیرسرطانی
سلول‌های T دارای گیرندهٔ آنتی‌ژن کایمریک (CAR-T) لنفوسیت‌های T مهندسی‌شدهٔ ژنتیکی هستند که گیرنده‌های غشایی مصنوعی بیان می‌کنند و توانایی هدف‌گیری اختصاصی آنتی‌ژن را فراهم می‌آورند. از نظر ساختاری، این گیرنده‌های کایمریک یک دامنهٔ اتصال آنتی‌ژن خارج‌سلولی (معمولاً قطعهٔ متغیر تک‌زنجیره‌ای، scFv) را با ماژول‌های سیگنالینگ داخل‌سلولی که قادر به فعال‌سازی عملکردهای افکتور سلول T هستند، یکپارچه می‌کنند. پس از اتصال آنتی‌ژن، سلول‌های CAR-T برنامه‌های سیتوتوکسیک را از طریق ترشح پرفورین‑گرانزیم و مسیرهای Fas/FasL آغاز می‌کنند و همزمان اجزای ایمنی ذاتی را از طریق ترشح سیتوکین‌ها (مانند اینترفرون گاما و اینترلوکین ۲) فراخوانی می‌کنند و بدین ترتیب ایمنی ضدتوموری هماهنگ را سازماندهی می‌نمایند. بنیان مفهومی فناوری CAR از تلاش‌های اولیه برای بازآرایی معماری گیرنده‌های ایمنی نشأت گرفت. در سال ۱۹۸۷، ادغام TCR‑آنتی‌بادی شناسایی آنتی‌ژن مستقل از MHC را ممکن ساخت و اختصاصی بودن را از سیگنالینگ TCR جدا کرد. تا سال ۱۹۸۹، TCRهای کایمریک هدف‌گیرندهٔ پروتئین متصل‌شونده به فولات، سلول‌های توموری را لیز کردند و بدین ترتیب درمان با سلول‌های T مهندسی‌شده را اعتبارسنجی نمودند. در سال ۱۹۹۳، اِشهار و همکارانش نخستین CAR را با اتصال یک scFv ضد‑TNP به CD3ζ ساختند و هدف‌گیری شبه‑آنتی‌بادی را با فعال‌سازی TCR ترکیب کردند. این طراحی ماژولار راه را برای نسل‌های بعدی CAR با دامنه‌های کمکی (مانند CD28 و 4-1BB) هموار کرد.

 تاریخچه و پیشرفت بالینی CAR-T در بدخیمی‌های خونی
کاربرد بالینی درمان با سلول‌های CAR-T در سال ۲۰۱۷ با نخستین تأییدیهٔ سازمان غذا و داروی آمریکا برای tisagenlecleucel در بدخیمی‌های سلول B به یک نقطهٔ عطف مهم دست یافت. تا نوامبر ۲۰۲۴، سازمان‌های نظارتی از جمله FDA و آژانس دارویی اروپا هفت محصول CAR-T متمایز را تأیید کرده‌اند. این درمان‌ها عمدتاً دو آنتی‌ژن کلیدی را هدف قرار می‌دهند: CD19 برای بدخیمی‌های سلول B (شامل لنفوم سلول B بزرگ منتشر عودکننده/مقاوم، لنفوم فولیکولار، لنفوم سلول مانتل و لوسمی لنفوبلاستیک حاد سلول B) و BCMA برای میلوم متعدد عودکننده/مقاوم. از نظر مکانیسمی، سلول‌های CAR-T از طریق گیرنده‌های کایمریک مهندسی‌شدهٔ خود CD19 یا BCMA را شناسایی می‌کنند و دو مسیر سیتوتوکسیک دوگانه را آغاز می‌نمایند: لیز مستقیم سلول هدف با واسطهٔ پرفورین/گرانزیم و آپوپتوز ناشی از تعامل Fas/FasL. همزمان، سلول‌های CAR-T فعال‌شده سیتوکین‌های پیش‌التهابی (مانند IFN-γ و TNF-α) ترشح می‌کنند و افکتورهای ایمنی ذاتی (ماکروفاژها و سلول‌های NK) را برای تقویت فعالیت ضدتوموری فراخوانی می‌نمایند. این حملهٔ چندوجهی به تخلیهٔ پایدار جمعیت‌های بدخیم سلول B منجر می‌شود.

چرا CAR-T به سمت بیماری‌های غیرسرطانی حرکت می‌کند؟
موفقیت تحول‌آفرین درمان CAR-T در انکولوژی، کاوش آن را در آسیب‌شناسی‌های با واسطهٔ ایمنی برانگیخته است و از هدف‌گیری دقیق آن برای بازبرنامه‌ریزی فعالیت ایمنی نابجا بهره می‌برد. در بیماری‌های خودایمنی، سلول‌های B بیماری‌زا نقش مرکزی دارند و با تولید خودآنتی‌بادی‌هایی که کمپلکس‌های ایمنی تشکیل می‌دهند، فعال‌سازی ایمنی نابجا و آسیب بافتی را هدایت می‌کنند. فراتر از خودایمنی، سلول‌های CAR-T ممکن است به سایر فرایندهای پاتولوژیک نیز بپردازند: سلول‌های پیر که از طریق فنوتیپ ترشحی مرتبط با پیری التهاب را تشدید می‌کنند؛ آسیب کاردیومیوسیت که فعال‌سازی فیبروبلاست و فیبروز پیشرونده را برمی‌انگیزد؛ و عفونت‌های مزمن (مانند HIV، HBV و آسپرژیلوس) که عدم تنظیم ایمنی را تداوم می‌بخشند. در زمینهٔ بیماری‌های عفونی مانند HIV و HCMV که نقص ایمنی تصویر بالینی را تحت‌الشعاع قرار می‌دهد، سلول‌های CAR-T برای حذف مستقیم سلول‌های آلوده و بازگرداندن توانمندی ایمنی طراحی شده‌اند. به طور مشابه، در بیماری پیوند علیه میزبان (GvHD) — عارضه‌ای از پیوند آلوژنیک — سلول‌های CAR-T تنظیمی وعدهٔ سرکوب پاسخ‌های آلوایمنی بیش از حد را در حالی که ایمنی محافظتی را حفظ می‌کنند، دارند. این مجموعهٔ در حال گسترش کاربردها، تطبیق‌پذیری فناوری CAR-T را در بازتنظیم هموستاز ایمنی مختل در بیماری‌های گوناگون برجسته می‌کند.

 چالش‌های CAR-T در بیماری‌های غیرسرطانی
در حالی که درمان CAR-T مزایای متمایزی برای بیماری‌های غیربدخیم ارائه می‌دهد، از جمله بهبودی طولانی‌مدت بالقوه از طریق تشکیل حافظهٔ ایمنی و کاهش خطر سندرم آزادسازی سیتوکین در مقایسه با کاربردهای سرطانی، چندین چالش باقی می‌ماند: اختصاصی بودن هدف (بسیاری از آنتی‌ژن‌های مرتبط با پیری بر بافت‌های سالم نیز بیان می‌شوند)، نیازهای دقت (بیماری‌های مزمن به هدف‌گیری فوق‌العاده اختصاصی برای جلوگیری از اثرات خارج از بافت نیاز دارند) و موانع هزینه (هزینه‌های بالای مرتبط با تولید اتولوگ/آلوژنیک). این مقاله به طور جامع کاربردهای CAR-T را در بیماری‌های غیرسرطانی از جمله اختلالات خودایمنی، بیماری‌های عفونی، پیری و پیری سلولی، اختلالات قلبی‑عروقی و متابولیک و بیماری‌های عصبی بررسی می‌کند. تحلیل اصول طراحی، مکانیسم‌های عمل و پتانسیل درمانی آنها، با هدف ارائهٔ بینش‌هایی در انتخاب هدف، پژوهش پاتوژنز، بهینه‌سازی طراحی CAR و استراتژی‌های افزایش ایمنی و کنترل‌پذیری درمان CAR-T در بیماری‌های غیرسرطانی انجام شده است.

ساختار و نسل‌های CAR
گیرنده‌های آنتی‌ژن کایمریک پروتئین‌های فیوژنی متشکل از یک دامنهٔ ترارسانی سیگنال داخل‌سلولی (مانند CD3ζ)، یک دامنهٔ غشایی و یک دامنهٔ خارج‌سلولی هستند که قطعهٔ متغیر تک‌زنجیره‌ای (scFv) مشتق از آنتی‌بادی است. اختصاصی بودن CAR عمدتاً توسط دامنهٔ خارج‌سلولی scFv تعیین می‌شود که سلول‌های هدف را به طور اختصاصی شناسایی می‌کند و سپس سیگنال فعال‌سازی را برای اثرات سیتوتوکسیک به سلول‌های CAR-T منتقل می‌نماید. توسعهٔ سازه‌های CAR از پنج نسل متمایز تکامل یافته است که هر کدام به محدودیت‌های حیاتی طراحی‌های قبلی می‌پردازند. CARهای نسل اول که تنها دامنهٔ سیگنالینگ CD3ζ را داشتند، به دلیل گسترش ناکافی سلول T و خستگی سریع پس از مواجههٔ مکرر با آنتی‌ژن، اثربخشی بالینی محدودی نشان دادند. این محدودیت کلیدی، توسعهٔ CARهای نسل دوم را برانگیخت که دامنه‌های کمکی اضافی (CD28، 4-1BB یا OX40) را در کنار CD3ζ گنجاندند و منجر به فعال‌سازی، گسترش، سیتوتوکسیسیتی و پایداری به طور قابل‌توجهی بهبودیافتهٔ سلول T شدند. با تکیه بر این پیشرفت، CARهای نسل سوم چندین دامنهٔ کمکی (معمولاً CD3ζ، CD28 و 4-1BB) را ترکیب کردند تا مسیرهای سیگنالینگ را بیشتر بهینه کنند، هرچند مطالعات مقایسه‌ای تأثیرات متغیری بر پایداری درون‌تنی بسته به ترکیب دامنه‌ها نشان داده‌اند. ظهور CARهای نسل چهارم، با نام TRUCKs، دو نوآوری عمده را معرفی کرد: ظرفیت ترشح سیتوکین (به ویژه IL-12) برای فراخوانی و فعال‌سازی سلول‌های ایمنی ذاتی علیه سلول‌های توموری آنتی‌ژن‑منفی، و گنجاندن مکانیسم‌های ایمنی از جمله ژن‌های خودکشی و سیستم‌های کنترل منطقی برای تنظیم پیشرفته. اخیراً، CARهای نسل پنجم دامنه‌های کمکی جدیدی را یکپارچه کرده‌اند که قادر به فعال‌سازی مسیرهای سیگنالینگ JAK-STAT هستند و مزایای بالقوه‌ای در تکثیر سلول T و پایداری طولانی‌مدت ارائه می‌دهند. این تکامل تدریجی طراحی‌های CAR، تلاش مستمری را برای ایجاد تعادل بین فعالیت ضدتوموری قوی و ایمنی و دوام بهبودیافتهٔ پاسخ‌های سلولی منعکس می‌کند.

 استراتژی‌های مهندسی CAR
این شکاف درمانی، پژوهش‌های فشرده‌ای را برای بهینه‌سازی خود ساختار گیرندهٔ آنتی‌ژن کایمریک برانگیخته است و چندین استراتژی نوآورانه در حال بررسی برای افزایش دقت و عملکرد هستند. یک پیشرفت کلیدی شامل توسعهٔ سیستم‌های منطقی است که در آن فعال‌سازی CAR نیازمند ترکیب‌های خاصی از ورودی‌ها (دروازه‌های OR، AND یا NOT) است. این رویکردهای زیست‌شناسی مصنوعی مدارهای پاسخ‌دهندهٔ چندسیگنالی را ایجاد می‌کنند که دقت هدف‌گیری را بهبود می‌بخشند و در عین حال قابلیت اطمینان سیستم را حفظ می‌کنند — اگر یک مسیر فعال‌سازی شکست بخورد، مسیرهای جایگزین می‌توانند پاسخ مطلوب را فعال کنند. تلاش‌های موازی بر افزایش تناسب سلولی از طریق اصلاحات ژنتیکی متمرکز است. این موارد شامل بیان بیش از حد عوامل پیش‌بقا مانند c-Jun، حذف گیرنده‌های مهاری (PD1، TGFBR2، HPK1) و گنجاندن کلیدهای ایمنی (EGFRt، اپی‌توپ CD20، HER2t، HSV-tk، iCasp9) برای حذف کنترل‌شده در صورت نیاز است. پلتفرم‌های قابل‌تنظیم نوآوری حیاتی دیگری را نمایندگی می‌کنند و کنترل دقیق فضایی‑زمانی فعالیت CAR را از طریق القاکننده‌های خارجی ممکن می‌سازند.

برای مبارزه با میکرومحیط ایمنی‌سرکوب‌گر تومور، سلول‌های CAR-T «زره‌پوش» با قابلیت‌های دفاعی تقویت‌شده مهندسی شده‌اند. این موارد شامل گیرنده‌های غالب‑منفی، مهارکننده‌های نقطهٔ کنترل، اصلاحات سیتوکینی و گیرنده‌های سوئیچ هستند. استراتژی‌های مکمل با هدف درگیر کردن ایمنی درون‌زا از طریق بیان بیش از حد گیرنده‌های کموکین یا بیان تعدیل‌کننده‌های ایمنی انجام می‌شوند. در نهایت، بهبود گسترش و پایداری سلول‌های CAR-T یک تمرکز عمده باقی مانده است، با رویکردهایی شامل ترشح IL-15، دامنهٔ سوشی، IL-7 و انواع جهش‌یافتهٔ ساختاری. این استراتژی‌های بهینه‌سازی چندوجهی با هدف غلبه بر محدودیت‌های فعلی و گسترش پتانسیل درمان CAR-T در نشانه‌های بیماری گسترده‌تر انجام می‌شوند.

 مکانیسم‌های عمل CAR-T در بیماری‌های غیرسرطانی
سلول‌های CAR-T اثرات درمانی خود را از طریق آبشار فعال‌سازی مبتنی بر آنتی‌ژن اعمال می‌کنند. شناسایی هدف زمانی آغاز می‌شود که دامنهٔ scFv CAR با آنتی‌ژن‌های همسان درگیر می‌شود و سیگنالینگ داخل‌سلولی را از طریق دامنه‌های کمکی (CD28/4-1BB) و ITAMهای CD3ζ فعال می‌کند. این سه مکانیسم افکتور اصلی را آغاز می‌کند: سیتوتوکسیسیتی مستقیم (تشکیل منافذ با واسطهٔ پرفورین/گرانزیم و فعال‌سازی کاسپاز و آپوپتوز ناشی از Fas-FasL)، تعدیل ایمنی (ترشح IFN-γ و TNF-α که نفوذ مونوسیت‌ها/ماکروفاژها را تقویت می‌کنند و ترشح کموکین‌هایی مانند CCL2 را افزایش می‌دهند؛ این سیتوکین‌ها همچنین تولید IL-12 را تحریک می‌کنند که مسیرهای سیگنالینگ پایین‌دستی را برای القای ترشح IFN-γ توسط سلول‌های T و NK فعال می‌کند؛ IFN-γ آزادشده بیشتر فعال‌سازی ماکروفاژها و سلول‌های دندریتیک را تقویت می‌کند و یک حلقهٔ بازخورد مثبت ایجاد می‌کند که پاسخ ایمنی را حفظ و تشدید می‌نماید) و تشکیل حافظهٔ ایمنی (تولید زیرمجموعه‌های سلول T حافظه‌ای مرکزی/افکتور برای نظارت پایدار).

 پاک‌سازی سلول‌های پیر
پیری سلولی یک فرایند بیولوژیکی بنیادی است که با توقف برگشت‌ناپذیر چرخهٔ سلولی مشخص می‌شود. این وضعیت فیزیولوژیکی با تغییرات عمیق در معماری و عملکرد سلولی همراه است، از جمله بازآرایی کروماتین، بازبرنامه‌ریزی متابولیک و توسعهٔ فنوتیپ ترشحی مرتبط با پیری. در حالی که به عنوان یک مکانیسم مهم سرکوب تومور عمل می‌کند، تجمع پاتولوژیک سلول‌های پیر به طور قابل‌توجهی به التهاب مزمن، اختلال عملکرد بافتی و تبدیل بدخیم از طریق اثرات کناری با واسطهٔ SASP کمک می‌کند. پتانسیل درمانی پاک‌سازی سلول‌های پیر در مطالعات پیش‌بالینی تثبیت شده است و توسعهٔ استراتژی‌های حذف هدفمند را برانگیخته است. یک پیشرفت کلیدی در این زمینه شامل شناسایی گیرندهٔ فعال‌کنندهٔ پلاسمینوژن نوع urokinase (uPAR) به عنوان یک نشانگر سطحی تقریباً جهانی سلول‌های پیر است. این کشف طراحی درمان‌های CAR-T دقیق را ممکن ساخته است که قادر به شناسایی و حذف اختصاصی جمعیت‌های سلول پیر هستند. شواهد پیش‌بالینی اثربخشی این رویکرد را نشان می‌دهند: سلول‌های CAR-T هدف‌گیرندهٔ uPAR به طور مؤثر بار سلول‌های پیر را در داخل بدن کاهش می‌دهند، درمان بقا را در مدل‌های موشی آدنوکارسینوم ریه افزایش می‌دهد و مزایای درمانی شامل بازگرداندن هموستاز بافتی در مدل‌های فیبروز کبدی است.

پایان مطلب/