Science Bulletin│Shanghai Institute of Materia Medica mengembangkan lipopleks tertarget tumor untuk menghasilkan sel CAR T/NK NKG2D secara in situ guna memperkuat imunoterapi tumor

Terapi sel CAR-T dengan reseptor antigen kimera telah mencapai efek terapeutik yang mencolok dalam penanganan tumor hematologi, tetapi penanganan tumor padat masih menghadapi tantangan. Sel CAR-T konvensional perlu diperbanyak in vitro lalu diinfuskan kembali, sehingga memerlukan proses yang rumit, biaya tinggi, siklus panjang, dan sulit menyusup secara efektif ke tumor padat setelah infus; akibatnya khasiatnya terbatas. Dalam beberapa tahun terakhir, pemanfaatan nanopembawa lipid untuk menghasilkan sel CAR secara langsung di dalam tubuh menjadi arah penelitian baru, tetapi bagaimana mencapai "pembentukan presisi, aktivasi lokal, keamanan, dan keterkendalian" masih menjadi persoalan besar. Karena itu, sangat diperlukan pengembangan teknologi baru yang dapat menargetkan pembentukan sel CAR-T/NK secara akurat dengan keamanan yang baik.

Menanggapi tantangan di atas, tim Li Yaping di Shanghai Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Sciences, dan tim Wang Dange di Shanghai Jiao Tong University menerbitkan hasil penelitian berjudul "In situ generation of NKG2D CAR T/NK cells via a tumor-targeted lipoplex for enhancing cancer immunotherapy" di Science Bulletin pada 2 Agustus 2026. Studi ini mengembangkan sistem penghantaran lipid (R8L-NI@Lipo) yang menargetkan reseptor glutamat metabotropik 4 (GRM4) dan memiliki kemampuan menembus tumor, serta mencapai penyusunan CAR secara presisi di dalam jaringan tumor melalui penghantaran pDNA responsif hipoksia yang mengode NKG2D-CAR dan IL-15 (Gambar 1). R8L-NI@Lipo mencapai penetrasi tumor yang dalam melalui peptida penembus R8, menggunakan molekul LSOP untuk menargetkan reseptor GRM4 pada jaringan tumor agar tercapai pengayaan yang spesifik tumor, sekaligus mensekresi IL-15 untuk mencapai stimulasi berkelanjutan sel NK dan sel T CD8+. pDNA yang dibawa sistem penghantaran lipid ini mengandung 9× elemen respons hipoksia HRE dan domain degradasi bergantung oksigen ODD, sehingga memastikan CAR hanya diekspresikan pada mikroenvironment hipoksia tumor dan mengurangi ekspresi nonspesifik NKG2D-CAR di jaringan normal. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada berbagai model mencit kanker payudara triple-negatif (TNBC), sel CAR T/NK NKG2D dapat dibentuk secara in situ di dalam tumor, membentuk ulang mikroenvironment imun tumor, secara signifikan menghambat pertumbuhan tumor, dan memperpanjang kesintasan, sekaligus secara efektif menghindari toksisitas di luar target pada organ normal seperti hati.

Berdasarkan ekspresi tinggi GRM4 pada jaringan kanker payudara dan berbagai sel imun (sel T, sel NK, dan lain-lain), tim peneliti memilih liposom yang dimodifikasi dengan agonis GRM4 L-O-fosfoserin (LSOP) yang mengandung gugus fosfat, lalu mengonjugasikannya dengan arginin oktamerik bergugus guanidin (R8) untuk membentuk pembawa DSPE-PE distearoilfosfatidiletanolamin-polietilena glikol terkait peptida R8 termodifikasi LOSP (DSPE-PEG-R8L) yang menargetkan GRM4 dan dapat menembus barier vaskular tumor. Vektor ini dapat memadatkan secara efisien plasmid pDNA (Dzr) yang membawa sistem transposon piggyBac, yang mengode reseptor antigen kimera NKG2D (CAR) dan IL-15 serta diatur oleh elemen respons hipoksia (HRE) dan domain degradasi bergantung oksigen (ODD). Percobaan in vitro dan in vivo menegaskan bahwa NKG2D CAR hanya diekspresikan secara signifikan pada kondisi hipoksia (≤1% O₂) dan hampir tidak aktif pada kondisi normoksia, sehingga tercapai pembentukan sel CAR-T/NK yang spesifik terhadap mikroenvironment hipoksia tumor. Dibandingkan dengan plasmid kontrol yang diatur normoksia (Cme), plasmid Dzr yang dihantarkan R8L-NI@Lipo secara signifikan mengurangi ekspresi CAR nonspesifik pada organ normal seperti jantung, hati, limpa, paru, dan ginjal, serta menghindari toksisitas berupa penurunan sel darah putih dan gangguan fungsi hati. Pada saat yang sama, analisis transkriptom menunjukkan bahwa sistem ini secara spesifik mengaktifkan jalur imun antitumor seperti presentasi antigen, sitotoksisitas NK, dan kaskade komplemen (Gambar 2). Pada model mencit 4T1 dan EMT6 subkutan, R8L-NI@Lipo secara signifikan meningkatkan infiltrasi sel T CD8⁺ NKG2D⁺ dan sel NK di dalam tumor, meningkatkan kadar molekul efektor seperti granzim B dan IFN-γ, memicu polarisasi makrofag M1, dan menurunkan sel T regulator, sehingga membentuk ulang mikroenvironment imun. Volume dan berat tumor kelompok perlakuan menurun secara signifikan (berat tumor rata-rata pada model 4T1 hanya 9,2% dari kelompok kontrol), waktu kesintasan median diperpanjang dari 22,5 hari menjadi 42,5 hari (4T1) atau 44,5 hari (EMT6), dan sebagian mencit mencapai remisi lengkap (Gambar 3). Studi ini mengembangkan kompleks lipid yang dapat menembus tumor dan menargetkan GRM4, yaitu R8L-NI@Lipo, yang dapat mewujudkan pembentukan in situ sel CAR-T/NK NKG2D yang responsif hipoksia di jaringan TNBC, sehingga memberikan strategi pembentukan in situ yang akurat, aman, dan efisien bagi imunoterapi CAR untuk tumor padat.

Peneliti Li Yaping dari Shanghai Institute of Materia Medica dan peneliti Wang Dange dari Shanghai Jiao Tong University adalah penulis korespondensi bersama artikel ini. Xu Xiaoxuan, kandidat doktor di Shanghai Institute of Materia Medica, Yi Wenzhe, peneliti pascadoktoral, dan Sun Xiangshi, kandidat doktor di Jilin University, adalah penulis pertama bersama artikel ini. Penelitian ini didanai oleh tugas penelitian ilmiah Lingang Laboratory, proyek ilmu dan teknologi nasional utama, serta proyek lainnya.

Tautan teks lengkap: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927326008728

Gambar 1 Konstruksi sistem penghantaran obat lipid R8-NI@Lipo dengan daya tembus tumor dan respons mikroenvironment hipoksia, serta prinsip produksi CAR-T/NK secara in situ di dalam tumor padat

Gambar 2 (a) Perbedaan ekspresi GRM4 pada kanker payudara manusia (BRCA) dan jaringan sehat dari TCGA; (b) Imunohistokimia GRM4 pada mikroarray jaringan payudara pasien (n=40); (c) t-SNE dan ekspresi GRM4; (d) Proses pembuatan R8L-NI@Lipo; (e) Ukuran partikel dan mikroskop elektron transmisi (TEM); (f) Pencitraan fluoresensi in vivo (λex/λem) R8L-NI@Lipo berlabel DiR menurut waktu = 740/780 nm); (g) Gambar ekstravasasi 24 jam setelah injeksi, antibodi anti-CD31 (hijau); (h, i) Konstruksi plasmid transposon piggyBac; (j) Deteksi sitometri aliran NKG2D CAR pada sel limpa setelah 48 jam perlakuan normoksia atau hipoksia (n=3); (k) Kelimpahan HIF-1α pada tumor ~100 atau 200 mm³; (l) Ekspresi HIF-1α (n=3); (m) Peta kolokalisasi irisan tumor setelah perlakuan R8L-NI@Lipo: EGFP (putih), HIF-1α (hijau), NKG2D (merah), inti sel (biru); (n) Intensitas sinyal di dalam area yang digambarkan; (o) Pratelakuan PBS atau R8L-NI@Lipo, 48 jam kemudian ekspresi NKG2D pada sel limpa (n=3); (p) ekspresi NKG2D pada tumor; (q, r) perubahan lipat NKG2D CAR pada sel T CD8⁺ (q) dan sel NK (r) (n=3); (s) kadar IL-15 pada tumor pada 48 jam (n=3).

Gambar 3 (a–e) Ekspresi NKG2D CAR pada sel imun di jantung (a), hati (b), limpa (c), paru (d), dan ginjal (e) (n=4); (f) Pewarnaan organ sehat: IL-15 (hijau), NKG2D (merah), inti sel (biru); (g) Kepadatan sel darah putih (WBC) (n=5); (h) Kadar alanin aminotransferase (ALT) dalam serum (n=5); (i) Garis waktu penanganan dan analisis; PBS (G1), NI (G2), NI@Lipo (G3), R8-NI@Lipo (G4), R8L-I@Lipo (G5), R8L-N@Lipo (G6), dan R8L-NI@Lipo (G7), n=4 pada setiap kelompok; (j–l) Mekanisme aktivasi imun oleh R8L-NI@Lipo: sel NK (j), sel NK GzmB⁺ (k), dan sel NK IFN-γ⁺ (l); (m–p) Persentase sel imun dalam tumor: sel T CD8⁺ (m), sel T CD8⁺ GzmB⁺ (n), sel T CD8⁺ IFN-γ⁺ (o), dan sel T regulator (Treg) (p); (q) Kurva pertumbuhan tumor pada model tumor 4T1 (n=6); (r) Berat tumor pada hari ke-15 (n=6); (s) Kurva kesintasan dan waktu kesintasan median (MST); (t) Kurva pertumbuhan tumor EMT6 (n=6); (u) Kurva perubahan berat badan (n=6); (v) Kurva kesintasan tumor dan MST.

(Departemen penyumbang: kelompok riset Li Yaping; penyumbang: Yi Wenzhe; peninjau: Diao Wentong; penyunting: Song Wenke)