近日，来自German Cancer Research Center的Richard P. Harbottle和Patrick Schmidt在《Science Advances》发表了题为“A nonviral, nonintegrating DNA nanovector platform for the safe, rapid, and persistent manufacture of recombinant T cells”的文章，该研究利用核骨架/核基质结合区(S/MAR)元件设计出一款非病毒性、非整合性、适用于CAR-T细胞规模化生产的纳米基因载体 (nS/MARt) 。
[1] Matthias Bozza. et al., A nonviral, nonintegrating DNA nanovector platform for the safe, rapid, and persistent manufacture of recombinant T cells. Science Advances. 2021. DOI：10.1126/sciadv.abf1333.
CAR-T疗法产业化生产大突破：新研究开发出新一代非病毒性、非整合型纳米基因载体
发布时间：2021-04-26 11:54 文章来源：未知 作者：百替生物
近年来，免疫治疗技术突飞猛进，其中的嵌合抗原受体 (CAR) T细胞疗法因其在白血病、淋巴瘤、多发性骨髓瘤等的治疗中展现出显著的治疗效果而成为国内外研究的热点。然而，在产业转化方面，CAR-T细胞疗法仍然面临着两大挑战：难以规模化、成本高。由于CAR-T的基因递送载体作为CAR-T技术的核心环节，开发出安全、高效、稳定、同时适用于规模化生产的基因递送载体对CAR-T疗法的普及有着极其重要的意义。
近日，来自German Cancer Research Center的Richard P. Harbottle和Patrick Schmidt在《Science Advances》发表了题为“A nonviral, nonintegrating DNA nanovector platform for the safe, rapid, and persistent manufacture of recombinant T cells”的文章，该研究利用核骨架/核基质结合区(S/MAR)元件设计出一款非病毒性、非整合性、适用于CAR-T细胞规模化生产的纳米基因载体 (nS/MARt) 。
研究者以pEPI载体为起点，删除了对细菌而言非必须的DNA序列，首先构建了pS/MARt，进一步优化后获得纳米级别的nS/MARt，然后在IFN-β MAR两侧引入剪接位点得到SP-nS/MARt-B。以人类延伸因子1α(EF1α)启动子取代SP-nS/MARt-B中的巨细胞病毒(CMV)启动子，设计出SP-nS/MARt-A。在人胚肾 (HEK) 293T细胞和Hela细胞中，载体的复制能力随载体优化过程的推进而依次升高。Southern印迹分析确认了细胞中S/MAR附加型载体的存在状态。采用电穿孔法将SP-nS/MARt-A导入Jurkat76细胞后，80％以上的存活细胞可以在长达360天的期间中稳定表达报告基因。
为了探讨nS/MARt载体对人类原代T细胞的影响，作者采用电穿孔法或慢病毒转染将靶向癌胚抗原(CEA)的CAR的基因导入CD3+ T细胞中，构建nS/MARt CEA-CAR-T细胞或慢病毒CEA-CAR-T细胞。通过上述两种方法产生的CAR-T细胞的百分比相近，但nS/MARt CEA-CAR-T细胞的CAR表达相对较强。与慢病毒CEA-CAR-T细胞相比，nS/MARt CEA-CAR-T细胞能更高效地杀死HT-29和MCF-7癌细胞株。
在CEA小鼠模型中，nS/MARt CEA-CAR-T细胞显著延缓肿瘤生长并缩小肿瘤体积。接受治疗的小鼠的生存期也因此有所改善。相对于慢病毒转染的T细胞，经nS/MARt载体修饰的T细胞对肿瘤的浸润程度相对较高。
为了将nS/MARt T细胞转化到临床应用，研究者还设计出能够提供临床级别CAR-T细胞的生产工艺，利用德国美天旎的CliniMacs系统纯化采集的T细胞，利用全自动细胞培养系统， GTx ExPERT (MaxCyte)大规模流式电转系统，能够在5天时间内从10.35×109个血液细胞中纯化出1×109个T细胞，并最终获得3.6×108个经过验证具有功能的CAR-T细胞。如若这一系列最后能够商品化，将必然给CAT-T细胞治疗的开发和推广应用带来巨大深远的影响！
参考资料：
[1] Matthias Bozza. et al., A nonviral, nonintegrating DNA nanovector platform for the safe, rapid, and persistent manufacture of recombinant T cells. Science Advances. 2021. DOI：10.1126/sciadv.abf1333.