Dünya Sağlık Örgütü (DSÖ)’nün verilerine göre dünyada her yıl milyonlarca insan kansere yakalanmaktadır1. Vücudumuzdaki çeşitli hücrelerin kontrolsüz şekilde çoğalmasıyla oluşan bu hastalık grubunun teşhis edilmesi oldukça güç olabiliyor. Tedavisi ise yıllardır bilim dünyasının gündeminde. En çok tercih edilen ve cerrahi olmayan kanser tedavileri; kemoterapi ve radyasyondur. Fakat kanser hücreleri zamanla bu tedavi yöntemlerine karşı direnç geliştirmekte ve tedavinin etkinliğinin azalmasına neden olmaktadır2. Bu nedenle bilim insanları yeni yaklaşım arayışlarına girmiştir.
İşte yazımızın asıl konusu olan kimerik antijen reseptör T hücrelerinin (CAR-T cells) buluşu, eşi kanserden öldükten sonra, bilim insanı Carl June’un kanser tedavisine yeniden odaklanmasıyla başlamıştır. 2010’un başlarında çalışmalarını sürdürmesine rağmen yalnızca fareler üzerinde etkisini görebildiği için deneyleri yetersiz kalıyordu. Bu sırada kanser olan küçük kızlarının fazla yaşamayacağını öğrenen varlıklı bir aile, Carl June’un çalışmalarını öğrenmiş ve bu tedaviyi geliştirip kızlarını iyileştirmesi için tüm servetini Dr. June’a vermeyi teklif etmiştir. Bu sayede Kimerik antijen reseptörü (CAR) T-hücresi tedavisinin geliştirilmesinde öncü olan Carl June, MD, deneysel olarak CAR T-hücre tedavisi alan ilk çocuk olan Emily’nin tedavisine yardımcı olmuştur3. 2014’te ise anti-CD19 CAR-T hücre tedavisi, Amerikan Gıda ve İlaç Dairesi “çığır açan tedaviler” arasına girmiştir.


Bahsetmiş olduğumuz kemoterapi, radyoterapi ve cerrahi tedavi yöntemleri kanser hastalarında sıklıkla kullanılmakta iken, son günlerde hastanın immün sistemini aktive ederek kanserli hücrelerle mücadelesini sağlayan ‘immünoterapi’ yöntemi de önemli bir alternatif olmuştur4. Car-T hücre terapisi ise etkili bir immünoterapi yöntemlerinden birisidir. Peki, gelin kanser hastalarına umut vadeden CAR-T hücrelerini yakından inceleyelim.
Yapısı ve Fonksiyonu
Kanser hücrelerini teşhis etmede ve vücudumuzu bu kanserli hücrelerden korumada büyük rolü olan bağışıklık hücreleri sitotoksik CD8 T lenfositler ve doğal öldürücüler (NK)’dir5. Bu lenfositlerin kanser hücrelerini daha spesifik tanıyabilmesi ve güçlü immün yanıt verebilmesi amacıyla kimerik antijen reseptörleri ile modifiye edilmiş T lenfositler (CAR-T cells) geliştirilmiştir. Kimerik denmesindeki amaç hastanın kendi lenfositlerinden alınıp modifiye edildikten sonra tekrar vücuda verilmesine dayanır. CAR-T, hücre dışı antijen tanıyan domain ve T-hücre sinyalini aktaran bir transmembran domainine sahip yapay bir füzyon proteinidir. Tümör ilişkili antijeni tanıyan bu bölge, genellikle tek zincirli değişken fragman (scFv) antikor yapısındadır6. T-hücre sinyal domaini ise, T-hücre aktivasyon domaini (CD3𝜁) ve CD28 veya 4-1BB ko-stimülatör domainden oluşmaktadır (Şekil 1). Birinci nesil CAR’lar yalnızca CD3𝜁 ile sitolitik etki gösterirken, ikinci ve yeni nesil CAR’lar birden fazla ko-stimülatöre sahip olup daha güçlü sitokin üretimi yeteneği ve güçlü sitolitik etki kazanmışlardır7. CAR T hücrelerinin, endojen tümör reaktif hücrelerin in vivo hazırlanmasına dayanan ve bu nedenle insan lökosit antijeni (HLA) kısıtlı olan aşıların ve immünomodülatör ajanların dışında daha evrensel, yani HLA tiplerinden bağımsız olarak güçlü antitümör tepkilerini indüklendiği kanıtlanmıştır4,6.

Kanserde CAR-T Hücre Terapisi Basamakları
T-hücrelerinin Toplanması ve Saflaştırılması
CAR T hücrelerinin geliştirilmesinde ilk adım olan lökoferez işleminde donörün kanı alınarak aferez cihazı yardımıyla lökositler ayrıştırılır ve geriye kalan kan dolaşıma geri verilir. Toplanan lökositler yeterli miktara ulaştığında T-hücreleri ile zengin hale getirilir (Şekil 4)4,8.
T-hücrelerinin Aktivasyonu
Bir sonraki aşama ise zenginleştirilmiş T-hücrelerinin aktivasyonudur. Bu adımda antikor kaplı boncuklar kullanılarak anti-CD3/CD28 boncuk uyarımı (beads stimulation) ile T-hücreleri aktif hale gelir4,8.
Gen Transdüksiyonu
Gen transdüksiyon aşamasında yaygın olarak CAR transgeni taşıyan viral vektörler (γ-retrovirüs ve lenti-virüs dahil) ve transpozonlar kullanılmaktadır. T lenfositlerin modifikasyonlarında sıklıkla kullanılması ve konakçı hücrelerin genomuna entegrasyon yoluyla hedef genlerin stabil ve güçlü ekspresyonu sağlanması, bu viral vektörlerinin tercih edilmesindeki etkenlerden yalnızca birkaçıdır4,8.
CAR-T Hücre Ekspansiyonu
Genetik olarak modifikasyona uğramış aktif T-hücrelerinden daha fazla elde etmek için CAR-T hücreleri çeşitli protokoller kullanılarak ex vivo daha fazla ekspanse edilir4,8.
Hastalara CAR-T Hücre İnfüzyonu
İnfüzyon aşamasına hazırlama amacıyla hastaya kısa süreli kemoterapi tedavisi yapılır. İnterlökin (IL)-2’nin, T hücre kültüründe gerekli olmasıyla beraber kısa süreli ya da düşük konsantrasyonda kullanılması göre erken bellek T hücrelerinin oluşumunu destek sağlayarak böylece terapötik etkinliği arttırır ve üretim maliyetinden tasarruf sağlar. Ayrıca IL-7, IL-15 ve/veya IL-21 sitokinlerinin artırılması ve regülatuar T-hücrelerinin sayısının azaltılmasıyla beraber in vivo çalışmalarda kalıcılık sağlanmış olur. Ayrıca transfer edilen CAR-T hücrelerinin alıcıda aktivitesi artırılmış olur. İnfüzyon aşamasına hazır hale gelmiş alıcıya genetiği değiştirilmiş T hücrelerinin infüzyonu sağlanır4,8.

Güncel çalışmalarda CAR-T hücre terapisi akut lenfoblastik lösemi (ALL), lenfoma, kronik lenfositik lösemi (KLL), mutlipl myeloma (MM) gibi hematolojik kanserlerde uygulanmaktadır. Fakat spesifik antijen yetmezliği ve CAR-T hücrelerinin tümöre yetersiz ulaşımı gibi nedenlerden dolayı CAR-T hücre terapisini katı tümörlerde hedeflemek hematolojik kanserleri hedeflemekten güçtür.
Ulusal Kanser Enstitüsü [National Cancer Institute (NCI)], Pensilvanya Üniversitesi (UPenn) ve Memorial Sloan-Kettering Kanser Merkezi [Memorial Sloan Kettering Cancer Center (MSKCC)] CAR-T hücre terapisinin klinik çalışmalarına öncülük etmektedir. Türkiye’de ise ilk kez Ankara Onkoloji Eğitim ve Araştırma Hastanesi klinik araştırmalar kapsamında, CAR-T hücre terapisini hematolojik kanserli hastalara uygulamaya başlamıştır. Bu kapsamda, devrim niteliğinde olan bu gelişmeler hasta, hasta yakınları ve hekimler için umut vadetmektedir. Gün geçtikçe geliştirilmeye çalışılan fakat oldukça maliyetli olan bu tedavi yönteminin herkes için daha ulaşılabilir olmasını umuyoruz.
Kaynaklar:
- http://gco.iarc.fr/today
- Almåsbak, H., Aarvak, T., & Vemuri, M. C. (2016). CAR T Cell Therapy: A Game Changer in Cancer Treatment. Journal of immunology research, 2016, 5474602. https://doi.org/10.1155/2016/5474602
- https://www.aacr.org/blog/2020/08/31/an-interview-with-carl-june-md-a-pioneer-in-car-t-cell-therapy/
- Ataca, P., & Arslan, Ö. (2015). Chimeric antigen receptor T cell therapy in hematology. Turkish Journal of Hematology, 32(4), 285
- .Nutt, S. L., & Huntington, N. D. (2019). Cytotoxic T Lymphocytes and Natural Killer Cells. In R. R. Rich, T. A. Fleisher, W. T. Shearer, H. W. Schroeder, A. J. Frew, & C. M. Weyand (Eds.), Clinical Immunology: Principles and Practice (5th ed., pp. 247-259). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-7020-6896-6.00017-X
- Bagley, S. J., & O’Rourke, D. M. (2020). Clinical investigation of CAR T cells for solid tumors: Lessons learned and future directions. Pharmacology & therapeutics, 205, 107419. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2019.107419
- Mata, M., Gottschalk, S. Engineering for Success: Approaches to Improve Chimeric Antigen Receptor T Cell Therapy for Solid Tumors. Drugs79, 401–415 (2019). https://doi.org/10.1007/s40265-019-01071-7
- Zhang, H., Zhao, P., & Huang, H. (2020). Engineering better chimeric antigen receptor T cells. Experimental hematology & oncology, 9(1), 34. https://doi.org/10.1186/s40164-020-00190-2
Görsel Kaynaklar:
- https://dandavidprize.org/laureates/dr-carl-june/
- https://emilywhiteheadfoundation.org/
- Almåsbak, H., Aarvak, T., & Vemuri, M. C. (2016). CAR T Cell Therapy: A Game Changer in Cancer Treatment. Journal of immunology research, 2016, 5474602. https://doi.org/10.1155/2016/5474602
- Zhang, H., Zhao, P., & Huang, H. (2020). Engineering better chimeric antigen receptor T cells. Experimental hematology & oncology, 9(1), 34. https://doi.org/10.1186/s40164-020-00190-2
Denetleyen: Elif BÖCÜ