La terapia celular CAR-T, un avance pionero en la industria farmacéutica durante los últimos 20 años, ejemplifica los avances innovadores realizados en áreas como las proteínas recombinantes, las tecnologías de ARNm y las terapias celulares avanzadas. Este progreso se vio respaldado por el Reglamento europeo 1394/2007, que estableció el marco regulador de los medicamentos de terapia avanzada (MTA) en Europa, clasificándolos en 4 clases de productos:
Entre ellos destaca la terapia con células T receptoras de antígenos quiméricos (CAR). Las células CAR-T se clasifican en la categoría de medicamentos de terapia génica, ya que se basan en células T modificadas genéticamente. La modificación consiste en integrar un transgén en el genoma de la célula T, que codifica el CAR. Esta alteración genética produce células CAR-T, que desempeñan un papel crucial en la acción inmunológica de la terapia.
La andadura de las terapias con células CAR-T comenzó a finales de los años ochenta. A pesar de la existencia de una importante cartera de productos y de los numerosos ensayos clínicos en curso, sólo dos terapias CAR-T autólogas anti-CD19 han recibido autorización de comercialización en Europa y Estados Unidos hasta la fecha:
En la actualidad, estas terapias se dirigen principalmente a los cánceres hematológicos (de la sangre). En esta entrada del blog, profundizaremos en los elementos clave de la terapia celular CAR-T, incluidas la célula T y la CAR, exploraremos su marco normativo y sus procesos de fabricación, y analizaremos las perspectivas de futuro de esta terapia con células inmunitarias efectoras (IEC).
Las células T, también llamadas linfocitos T, son uno de los componentes más importantes del sistema inmunitario adaptativo, además de las células B.
Todos los elementos celulares de la sangre, como los glóbulos rojos, las plaquetas y los glóbulos blancos, se originan a partir de las mismas células precursoras (también llamadas células progenitoras), a saber, las células madre hematopoyéticas de la médula ósea. Estas células madre multipotentes pueden diferenciarse en células progenitoras mieloides y células progenitoras linfoides.
De estas células progenitoras mieloides derivan los monocitos (macrófagos en forma madura), las células dendríticas, los granulocitos y los mastocitos . Estas células no se tratarán con más detalle en esta entrada del blog. El segundo grupo de células progenitoras - las células progenitoras linfoides - dan lugar a los linfocitos y a las células asesinas naturales (células NK).
Existen dos tipos principales de linfocitos: Los linfocitos B (células B) y los linfocitos T (células T). Los linfocitos B maduran en la médula ósea, mientras que los linfocitos T migran al timo para madurar. Una vez maduros, los linfocitos T y B entran en el torrente sanguíneo y migran a los órganos linfoides periféricos (por ejemplo, los tejidos linfoides asociados a las mucosas, como el apéndice, los ganglios linfáticos y el bazo) para llevar a cabo sus tareas de respuesta inmunitaria adaptativa.
Estos diferentes linfocitos no pueden distinguirse en función de aspectos morfológicos, pero pueden clasificarse en función de sus receptores únicos, células T y células B, o de la ausencia de un receptor específico en el caso de las células NK.
Los tipos específicos de células T obtenidos por leucaféresis (que se describirán más adelante) servirán como materiales de partida en el proceso de fabricación de CAR-T, como se explicará más adelante. Se pueden distinguir tres subconjuntos principales de células T, a saber:
De células T vírgenes a células T efectoras
Tras la maduración completa, la célula T vírgenes (célula T inactivada) buscará antígenos extraños.
El receptor de antígenos de células T (TCR) presente en la membrana de la célula T reconoce péptidos derivados de proteínas o patógenos extraños, por ejemplo, células tumorales o células infectadas por virus, asociados a una molécula del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC).
Otros cuatro dominios de señalización -denominados colectivamente CD3- y las cadenas ζ, son necesarios para que la célula T sepa que el péptido está unido.
Figura 1- Base molecular del reconocimiento del CMH por el TCR y el péptido. El complejo TCR contiene las cadenas CD3ζ, CD3γ, CD3δ y CD3ε (fuente: referencia 3).
Dependiendo de la clase del CMH (I o II), se unirá un tipo diferente de célula T virgen. Las células Tc (CD8+) reconocerán antígenos en asociación con moléculas MHC de clase I y las células Th están implicadas para moléculas MHC de clase II (Figura 1).
Para la proliferación y diferenciación de las células T ingenuas en células T efectoras (células T activadas), se debe recibir una señal coestimuladora no específica de la célula presentadora de antígeno (APC) además de la unión específica del TCR. De hecho, CD28 de la célula T se une a CD80/CD86 en la APC (Figura 2).
Figura 2- Ilustración de la activación de una célula T mediante la interacción entre las moléculas MHC de clase II de la célula presentadora de antígeno y el receptor de células T (TCR) y la señal coestimuladora del CD28 con CD80/CD86. (Fuente referencia 4)
Aunque las células T son muy eficaces, algunos patógenos o células malignas han encontrado formas de escapar a este reconocimiento de antígenos y, por lo tanto, pueden eludir el sistema de vigilancia de células T del sistema inmunitario. Se han inventado nuevas tecnologías para superar esta barrera, concretamente la reingeniería de la célula T en una célula CAR-T para terapias con células CAR-T.
CAR son las siglas de Chimeric Antigen Receptor (receptor quimérico de antígenos), ya que está compuesto por varios dominios derivados de distintos componentes mediante una manipulación ex vivo de ingeniería, como los anticuerpos quiméricos (Ab) derivados de distintas especies (por ejemplo, una combinación de anticuerpos humanos y de ratón).
En el caso de los CAR, el dominio de reconocimiento de antígeno se deriva de un Ab y el dominio de señalización de células T CD3ζ se deriva del TCR.
Figura 3 - Diseño de la célula T con receptor de antígeno quimérico (CAR). El fragmento variable de cadena única (scFv) del CAR deriva de las cadenas pesada y ligera de la región variable del anticuerpo, mientras que el dominio CD3ζ del CAR deriva de los dominios de señalización intracelular del receptor de células T. (fuente referencia 5)
Desde el desarrollo del primer CAR, se han creado varias generaciones nuevas para aumentar la persistencia, la actividad y la regulación de las células CAR-T. En general, los CAR constan de 4 dominios principales con sus acciones específicas:
Figura 4 - Estructura de los CAR (fuente: referencia 7)
En la actualidad, sólo se ha autorizado la comercialización de dos CAR-T autólogas. Por lo tanto, se destacarán los aspectos clave del proceso de fabricación de una terapia autóloga.
La industria está desarrollando procesos de fabricación automatizados cerrados o semicerrados (por ejemplo, Miltenyi CliniMACS Prodigy) para reducir el riesgo de contaminación del producto y acelerar el tiempo de administración de la vena a la vena, es decir, reducir todo el tiempo de fabricación desde el punto de donación hasta la administración.
Figura 5 - Diagrama del proceso de tratamiento con células T CAR (fuente: referencia 8)
En esta entrada del blog se analizarán cuatro retos principales. Para más información, consulte a los expertos en ATMP de QbD.
Perspectivas y retos futuros de la terapia celular CAR-T
Las terapias con células CAR-T han demostrado su enorme potencial en el tratamiento de las neoplasias malignas de células B CD19. No obstante, su actividad antitumoral y su perfil de seguridad pueden mejorarse en otras neoplasias malignas (como los tumores sólidos). Se seguirán estudiando nuevas estrategias para reducir los costes y la posibilidad de pasar a productos alogénicos disponibles en el mercado.
Algunos de los obstáculos que habrá que superar en un futuro próximo son el escape de antígenos, la falta de persistencia in vivo, los problemas de penetración tumoral, el microentorno inmunosupresor, la toxicidad sistemática de las citocinas, los efectos no tumorales en el objetivo y la linfopenia, el tiempo de producción o los CAR-T fuera de especificaciones (OOS).