Science Bulletin│Shanghai Institute of Materia Medica, tümörü hedefleyen bir lipopleks ile in situ NKG2D CAR T/NK hücreleri oluşturarak tümör immünoterapisini güçlendiren bir yöntem geliştirdi

Kimerik antijen reseptörü (CAR) CAR-T hücre tedavisi, hematolojik tümörlerin tedavisinde kayda değer tedavi etkileri sağladı; ancak katı tümörlerin tedavisinde güçlükler sürüyor. Geleneksel CAR-T hücrelerinin önce in vitro ortamda çoğaltılıp ardından yeniden infüze edilmesi gerekiyor. Bu yaklaşım karmaşık işlemler, yüksek maliyet ve uzun döngüler gerektiriyor; ayrıca infüzyon sonrasında hücrelerin katı tümörlerin içine etkili biçimde sızması zor olduğu için etkinlik sınırlı kalıyor. Son yıllarda CAR hücrelerini doğrudan in vivo ortamda oluşturmak amacıyla lipit nanotaşıyıcıların kullanılması yeni bir araştırma yönü hâline geldi. Ancak “hassas oluşum, bölgesel aktivasyon, güvenlik ve denetlenebilirlik” nasıl sağlanacak sorusu hâlâ büyük bir sorun olarak duruyor. Bu nedenle CAR-T/NK hücrelerinin oluşumunu isabetli biçimde hedefleyebilen ve güvenliliği iyi olan yeni bir teknolojinin geliştirilmesi acil bir gereksinim.

Bu güçlüklere yanıt olarak Chinese Academy of Sciences bünyesindeki Shanghai Institute of Materia Medica'dan Li Yaping'in ekibi ile Shanghai Jiao Tong University'den Wang Dange'nin ekibi, 2 Ağustos 2026 tarihinde Science Bulletin dergisinde “In situ generation of NKG2D CAR T/NK cells via a tumor-targeted lipoplex for enhancing cancer immunotherapy” başlıklı araştırma sonucunu yayımladı. Bu çalışmada, metabotropik glutamat reseptörü 4'ü (GRM4) hedefleyen ve tümörün içine nüfuz edebilen bir lipit taşıma sistemi (R8L-NI@Lipo) geliştirildi. Sistem, NKG2D-CAR ile IL-15 kodlayan ve hipoksiye yanıt veren pDNA'yı ileterek tümör dokularının içinde isabetli CAR kodlaması sağlıyor (Şekil 1). R8L-NI@Lipo, R8 nüfuz artırıcı peptit aracılığıyla tümörün derinlerine nüfuz ediyor; LSOP molekülleriyle tümör dokularındaki GRM4 reseptörlerini hedefleyerek tümöre özgü birikim sağlıyor ve aynı zamanda IL-15 salgılayarak NK ile CD8+ T hücrelerinin sürekli uyarılmasını sağlıyor. Lipit taşıma sisteminin yüklediği pDNA, 9×HRE hipoksi yanıt elemanı ile ODD oksijene bağımlı degradasyon alanı içeriyor. Bu yapı CAR'ın yalnızca tümörün hipoksik mikroortamında ifade edilmesini güvence altına alıyor ve NKG2D-CAR'ın normal dokulardaki özgül olmayan ekspresyonunu azaltıyor. Araştırma sonuçları, çeşitli üçlü negatif meme kanseri (TNBC) fare modellerinde NKG2D CAR-T/NK hücrelerinin tümörün içinde in situ olarak oluşturulabildiğini, tümörün bağışıklık mikroortamını yeniden şekillendirdiğini, tümör büyümesini belirgin biçimde baskıladığını ve sağkalımı uzattığını gösteriyor. Tedavi bunu yaparken karaciğer gibi normal organlarda hedef dışı toksisiteden de etkili biçimde kaçınıyor.

Araştırma ekibi, GRM4'ün meme kanseri dokularında ve çeşitli bağışıklık hücrelerinde (T hücreleri, NK hücreleri vb.) yüksek düzeyde eksprese edilmesinden yola çıkarak, fosfat grubu içeren GRM4 agonisti L-O-fosfoserin (LSOP) ile modifiye edilmiş lipozomları seçti. Bu lipozomlar, guanidin grubu içeren oktamerik arginin (R8) ile birleştirilerek, GRM4'ü hedefleyen ve tümör damar bariyerini aşabilen LOSP ile modifiye edilmiş R8 peptidine bağlı DSPE-PE distearoilfosfatidiletanolamin-polietilen glikol (DSPE-PEG-R8L) taşıyıcısı oluşturuldu. Bu vektör, piggyBac transpozon sistemini taşıyan, NKG2D kimerik antijen reseptörü (CAR) ile IL-15'i kodlayan ve hipoksi yanıt elemanı (HRE) ile oksijene bağımlı degradasyon alanı (ODD) tarafından düzenlenen plazmit pDNA'yı (Dzr) verimli biçimde paketleyebiliyor. In vitro ve in vivo deneyler, NKG2D CAR'ın yalnızca hipoksik (≤1% O₂) koşullarda belirgin biçimde ifade edildiğini, normoksi altında ise neredeyse sessiz kaldığını doğruladı; böylece tümörün hipoksik mikroortamına özgü CAR-T/NK hücrelerinin oluşturulması sağlandı. R8L-NI@Lipo ile iletilen Dzr plazmiti, normoksi ile düzenlenen kontrol plazmitine (Cme) kıyasla kalp, karaciğer, dalak, akciğer ve böbrek gibi normal organlarda özgül olmayan CAR ekspresyonunu belirgin biçimde azalttı ve lökopeni ile anormal karaciğer fonksiyonu gibi toksisiteleri önledi. Aynı zamanda transkriptom analizi, bu sistemin antijen sunumu, NK sitotoksisitesi ve kompleman kaskadı gibi antitümör bağışıklık yolaklarını özgül olarak etkinleştirdiğini gösterdi (Şekil 2). Deri altı 4T1 ve EMT6 fare modellerinde R8L-NI@Lipo, tümörlerdeki NKG2D⁺CD8⁺ T hücreleri ile NK hücrelerinin infiltrasyonunu belirgin biçimde artırdı, granzim B ve IFN-γ gibi efektör moleküllerin düzeylerini yükseltti, M1 makrofajlarının polarizasyonunu tetikledi ve düzenleyici T hücrelerini azalttı; böylece bağışıklık mikroortamını yeniden şekillendirdi. Tedavi grubunda tümör hacmi ve ağırlığı belirgin biçimde azaldı (4T1 modelinde ortalama tümör ağırlığı kontrol grubunun yalnızca %9,2'si kadardı), medyan sağkalım süresi 22,5 günden 42,5 güne (4T1) ya da 44,5 güne (EMT6) uzadı ve bazı farelerde tam remisyon elde edildi (Şekil 3). Bu çalışmada, GRM4'ü hedefleyen ve tümöre nüfuz edebilen bir lipit kompleksi olan R8L-NI@Lipo geliştirildi. Bu kompleks, TNBC dokularında hipoksiye yanıt veren biçimde in situ NKG2D CAR-T/NK hücresi oluşumunu sağlıyor ve katı tümörlerin CAR immünoterapisi için isabetli, güvenli ve verimli yeni bir in situ oluşum stratejisi sunuyor.

Shanghai Institute of Materia Medica'dan araştırmacı Li Yaping ile Shanghai Jiao Tong University'den araştırmacı Wang Dange bu makalenin ortak sorumlu yazarlarıdır. Shanghai Institute of Materia Medica'dan doktora öğrencisi Xu Xiaoxuan, doktora sonrası araştırmacı Yi Wenzhe ve Jilin University'den doktora öğrencisi Sun Xiangshi bu makalenin ortak birinci yazarlarıdır. Bu araştırma Lingang Laboratory bilimsel araştırma görevleri, büyük ulusal bilim ve teknoloji projeleri ve diğer projeler tarafından desteklenmiştir.

Tam metin bağlantısı: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927326008728

Şekil 1 Tümöre nüfuz edebilen ve hipoksik mikroortama yanıt veren lipit ilaç taşıma sistemi R8-NI@Lipo'nun oluşturulması ile katı tümörlerin içinde in situ CAR-T/NK üretiminin ilkesi

Şekil 2 (a) TCGA verilerinde insan meme kanseri (BRCA) ve sağlıklı dokular arasındaki GRM4 ekspresyon farkı; (b) hasta meme dokusu mikroarray'inde GRM4 immünohistokimyası (n=40); (c) t-SNE ve GRM4 ekspresyonu; (d) R8L-NI@Lipo'nun hazırlanma süreci; (e) partikül boyutu ve transmisyon elektron mikroskobu (TEM); (f) DiR ile işaretlenmiş R8L-NI@Lipo'nun zaman içindeki in vivo floresans görüntülemesi (λex/λem = 740/780 nm); (g) enjeksiyondan 24 saat sonraki ekstravazasyon görüntüsü, anti-CD31 antikoru (yeşil); (h, i) piggyBac transpozon plazmitinin oluşturulması; (j) 48 saatlik normoksi ya da hipoksi uygulamasının ardından dalak hücrelerinde NKG2D CAR'ın akış sitometrisiyle saptanması (n=3); (k) ~100 ya da 200 mm³ tümörlerde HIF-1α bolluğu; (l) HIF-1α ekspresyonu (n=3); (m) R8L-NI@Lipo tedavisinin ardından tümör kesitlerinin eş yerleşim haritası: EGFP (beyaz), HIF-1α (yeşil), NKG2D (kırmızı), çekirdek (mavi); (n) gösterilen alandaki sinyal yoğunluğu; (o) PBS ya da R8L-NI@Lipo ön uygulamasından 48 saat sonra splenosittlerde NKG2D ekspresyonu (n=3); (p) tümörlerde NKG2D ekspresyonu; (q, r) CD8⁺ T hücrelerinde (q) ve NK hücrelerinde (r) NKG2D CAR kat değişimi (n=3); (s) 48. saatte tümörlerde IL-15 düzeyi (n=3).

Şekil 3 (a–e) Kalp (a), karaciğer (b), dalak (c), akciğer (d) ve böbrekteki (e) bağışıklık hücrelerinde NKG2D CAR ekspresyonu (n=4); (f) sağlıklı organların boyanması: IL-15 (yeşil), NKG2D (kırmızı), çekirdek (mavi); (g) beyaz kan hücresi (WBC) yoğunluğu (n=5); (h) serumda alanin aminotransferaz (ALT) düzeyi (n=5); (i) tedavi ve analiz zaman çizelgesi; PBS (G1), NI (G 2), NI@Lipo (G3), R8-NI@Lipo (G4), R8L-I@Lipo (G5), R8L-N@Lipo (G6) ve R8L-NI@Lipo (G7), her grupta n=4; (j–l) R8L-NI@Lipo'nun bağışıklık aktivasyon mekanizması: NK hücreleri (j), GzmB⁺ NK hücreleri (k) ve IFN-γ⁺ NK hücreleri (l); (m–p) tümörlerdeki bağışıklık hücrelerinin yüzdesi: CD8⁺ T hücreleri (m), GzmB⁺ CD8⁺ T hücreleri (n), IFN-γ⁺ CD8⁺ T hücreleri (o) ve düzenleyici T hücreleri (Tregs) (p); (q) 4T1 tümör modelinde tümör büyüme eğrisi (n=6); (r) 15. günde tümör ağırlığı (n=6); (s) sağkalım eğrisi ve medyan sağkalım süresi (MST); (t) EMT6 tümör büyüme eğrisi (n=6); (u) vücut ağırlığı değişim eğrisi (n=6); (v) tümör sağkalım eğrisi ve MST.

(Katkıda bulunan bölüm: Li Yaping'in araştırma grubu; katkı sağlayan: Yi Wenzhe; inceleyen: Diao Wentong; editör: Song Wenke)