IsoPlexis單細(xì)胞蛋白組學(xué)檢測技術(shù)證明了，利用表達(dá)IL-12和PD-L1阻斷蛋白的組合基因工程腺病毒感染間充質(zhì)干細(xì)胞(CAd12_PD-L1 MSCs)促進了HER.2-CAR-T細(xì)胞的腫瘤抗原特異性多功能性，并且該多功能性與CAR-T細(xì)胞在體外和體內(nèi)抗腫瘤活性增強相關(guān)。
單細(xì)胞多重蛋白組學(xué)技術(shù)也揭示了HER.2 CAR-T細(xì)胞的多功能性增加對腫瘤抗原的反應(yīng)增強，CAd12_PD-L1骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞治療組中有34%的CD4+和40%的CD8+CAR-T多功能性細(xì)胞，而HER.2 CAR-T單一治療組中僅有5%的CD4+和16%的CD8+CAR-T多功能性細(xì)胞。
當(dāng)腫瘤細(xì)胞和CAd12_PD-L1間充質(zhì)干細(xì)胞MSC載體共培養(yǎng)時，多功能CD4+HER.2 CAR-T細(xì)胞顯示出共同分泌IFN-g、顆粒酶B和CCL11的大多數(shù)細(xì)胞因子的特征，而多功能CD8-HER.2 CAR-T細(xì)胞與IFN-g、顆粒酶B、TNF-a和穿孔素共同分泌具有更大的細(xì)胞溶解活性，這解釋了CAd12_PD-L1 MSCs提高體內(nèi)HER.2 CAR-T細(xì)胞抗腫瘤活性相關(guān)機制。
IsoPlexis單細(xì)胞功能蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)為CAd12_PD-L1 MSC在增強HER.2 CAR-T細(xì)胞多功能性和效應(yīng)細(xì)胞因子方面提供了獨特的機制見解，并證明了溶瘤免疫療法與CAR-T細(xì)胞療法的聯(lián)合治療在促進抗腫瘤功能方面的方法學(xué)和效果。
腫瘤微環(huán)境 (TME) 的復(fù)雜性可以限制CAR-T細(xì)胞的浸潤，并為使用過繼細(xì)胞療法治療實體瘤設(shè)置障礙。TME會產(chǎn)生免疫抑制蛋白、細(xì)胞因子和趨化因子，從而抑制細(xì)胞毒性T細(xì)胞反應(yīng)。因此，確認(rèn)可破壞TME同時促進T細(xì)胞持久性功能驅(qū)動因素的療法是實體瘤治療的一個重要目標(biāo)。基于工程化腺病毒 (OAd) 的溶瘤免疫療法可破壞TME并刺激相關(guān)CAR-T細(xì)胞，增強宿主抗腫瘤免疫反應(yīng)。但是溶瘤病毒如何遞送到相應(yīng)病灶內(nèi)的腫瘤部位極具挑戰(zhàn)性，而且由于患者對病毒治療的天然或適應(yīng)性免疫反應(yīng)，在某些情況下無法進行靜脈給藥。為了克服這些挑戰(zhàn)，利用特定細(xì)胞載體系統(tǒng)如間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 可將OAd遞送至腫瘤部位。最近發(fā)表在Molecular Therapy上的一項研究通過IsoPlexis的單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)證實了OAd細(xì)胞遞送聯(lián)合CAR-T療法在治療實體瘤方面的方法學(xué)及效果。
利用功能性單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)解決溶瘤免疫療法破壞腫瘤微環(huán)境的挑戰(zhàn)
McKenna等科學(xué)家在研究中使用間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)系統(tǒng)的遞送包含OAd和輔助性腺病毒(HDAd) 并表達(dá)白介素-12(IL-12)和PD-L1(程序性死亡配體1)阻斷蛋白的組合載體[CAd]。CAd感染的MSCs可以遞送并釋放有功能的病毒感染和裂解肺腫瘤細(xì)胞，同時通過釋放IL-12和PD-L1阻斷蛋白增強CAR-T細(xì)胞抗腫瘤活性。這種方法與靶向HER2特異性CAR-T細(xì)胞療法的結(jié)合可在體外消除3D培養(yǎng)的腫瘤球體，并且在體內(nèi)觀察到抑制了兩種原位肺癌模型的腫瘤生長。與單一CAR-T細(xì)胞治療相比，組合載體CAd通過間充質(zhì)干細(xì)胞MSCs遞送療法增加了人T細(xì)胞的總體數(shù)量，并增強了其多功能細(xì)胞因子的分泌。
單細(xì)胞分泌蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定與CAd感染的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞治療的CAR-T細(xì)胞抗腫瘤功能改善相關(guān)的上調(diào)T細(xì)胞多功能性
研究中也提到IsoPlexis的功能蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)來分析CAd感染的MSC提高HER.2 CAR-T細(xì)胞功效的機制。單細(xì)胞分泌組芯片用于測量單個CAR-T細(xì)胞的多功能性。在以前的研究中，多功能性與抗腫瘤活性有關(guān)，并可以很好預(yù)測臨床結(jié)果。IsoPlexis單細(xì)胞分泌蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)CAd-MSC與腫瘤細(xì)胞系共培養(yǎng)的HER2 CAR-T細(xì)胞相比未經(jīng)CAd-MSC共同培養(yǎng)的CAR-T細(xì)胞具有更多的多功能性T細(xì)胞（分別占CD4+和CD8+細(xì)胞的34%和40% VS 5%和16%）。
聯(lián)合治療通過增加CAR-T細(xì)胞中多功能細(xì)胞的數(shù)量有效地增強了HER.2 CAR-T細(xì)胞的抗腫瘤活性。
在IsoSpeak軟件對相關(guān)細(xì)胞亞群進行進一步分析中發(fā)現(xiàn)，與未感染Ad的MSCs共培養(yǎng)的一部分CD4+細(xì)胞主要分泌IL-8，而與CAd MSCs共培養(yǎng)的一個CD4+細(xì)胞亞群中細(xì)胞分泌多達(dá)9種細(xì)胞因子，其中大部分同時分泌IFN-g、Granzyme B和CCL11。CAd MSCs促進了CD4+CAR-T細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生。在CD8+CAR-T細(xì)胞亞群中則發(fā)現(xiàn)CD8+HER.2 CAR-T細(xì)胞分泌相關(guān)效應(yīng)因子的增多，包含INF-g，Granzyme B，MIP-a等。經(jīng)CAd MSCs處理的CD4+和CD8+CAR-T細(xì)胞均顯示CCL11的分泌增多（CCL11是一種與粘附分子和T細(xì)胞趨化性增加相關(guān)的趨化因子）。IsoPlexis功能性單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)揭示了CAd MSCs增強CAR-T細(xì)胞功效的抗腫瘤活性相關(guān)機制。
這種抗腫瘤活性在隨后的小鼠肺癌模型中的實驗結(jié)果一致，利用IsoPlexis技術(shù)可以在更短的時間內(nèi)利用體外3D細(xì)胞培養(yǎng)模型提供與體內(nèi)生物學(xué)反應(yīng)相一致的結(jié)果和見解。CAd-MSCs治療聯(lián)合HER.2 CAR-T治療與單獨CAR-T治療相比，能夠顯著抑制腫瘤生長。肺部腫瘤內(nèi)T細(xì)胞數(shù)據(jù)顯示，與單一CAR-T治療組相比，CAd-MSC聯(lián)合CAR-T治療細(xì)胞組中CD8+T細(xì)胞的耗竭標(biāo)志物Tim3的表達(dá)降低，表明CAd-MSC促進了T細(xì)胞的持久性。使用異種移植肺腫瘤模型進行的小鼠體內(nèi)研究得出的結(jié)果與3D培養(yǎng)細(xì)胞中結(jié)果相一致：聯(lián)合治療實現(xiàn)腫瘤在2周內(nèi)完全清除，且未觀察到任何負(fù)面作用。
總結(jié)McKenna等人的研究結(jié)果揭示了CAd-MSCs和CAR-T獨特的聯(lián)合療法的抗腫瘤活性內(nèi)在機制。聯(lián)合治療可破壞TME，改善T細(xì)胞浸潤，增強T細(xì)胞的多功能性，而多功能性與抗腫瘤活性相關(guān)。IsoPlexis通過IsoCode單細(xì)胞分泌蛋白組芯片解決方案獨特地揭示了這一點，該解決方案能夠全自動檢測數(shù)千個單細(xì)胞中32+種細(xì)胞因子數(shù)據(jù)，相對傳統(tǒng)技術(shù)僅捕獲少數(shù)功能蛋白，可以在更短的時間內(nèi)捕獲全系列功能蛋白。IsoPlexis單細(xì)胞和多組學(xué)平臺為科學(xué)家節(jié)省了寶貴的時間和金錢，加速了臨床研究進展。
參考文獻(xiàn)
1. McKenna et al., Mesenchymal stromal cell delivery of oncolytic immunotherapy improves CAR-T cell antitumor activity, Molecular Therapy (2021)
Miltenyi Biotec
成立于2013年的IsoPlexis公司總部位于美國的康涅狄格州，是一家專注于單細(xì)胞多重功能蛋白質(zhì)檢測解決方案的**供應(yīng)商。自2018年商業(yè)化以來，已在全球成功裝機超過150臺，是眾多國際知名研究機構(gòu)和制藥廠商的合作伙伴，相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)布超過100篇，并有多篇高分文章發(fā)布在Nature、Cell、Immunology等刊物上。
IsoPlexis致力于提供業(yè)內(nèi)廣受贊譽的精準(zhǔn)單細(xì)胞分析系統(tǒng)，助力加速對抗癌癥及各種疑難病癥的進程。通過揭示細(xì)胞亞群中獨特的免疫生物標(biāo)志物，推動免疫療法及靶向治療邁向更精準(zhǔn)、個性化的發(fā)展階段。
