Chinese and American researchers have reported a successful experiment in treating severe systemic scleroderma in a patient with a ready-made preparation of NK lymphocytes with a chimeric antigen receptor, obtained from donor induced pluripotent stem cells. The report is published in Cell.
Chimeric antigen receptor technology (you can read about it in the article “Chimera vs. Cancer”) was initially developed to modify T-lymphocytes in the treatment of tumors. The greatest success in its application has been achieved in B-cell oncological diseases, since B-lymphocytes have highly specific antigens CD19 and BCMA, which are a good target for CAR-T therapy. Also, in clinical trials, a similar approach was successfully used to treat various autoimmune diseases (the editors of the journal Science, like Nature, called these experiments one of the main scientific achievements of 2024), since B-cells play a key role in their pathogenesis. All of these treatment regimens require the isolation of autologous T-lymphocytes from the patient's blood, the introduction of the CAR transgene on a viral vector in the laboratory, reproduction, and reintroduction into the body. In most patients, typical complications develop after CAR T-lymphocyte infusion: cytokine release syndrome, neurotoxic syndrome ICANS, or hyperinflammatory syndrome IEC-HS of varying severity.
In preclinical and pilot clinical trials, chimeric antigen receptor NK cells (CAR-NK cells) have been shown to be significantly less toxic and potentially more effective than CAR-T cells in treating B-cell disease. Huji Xu of the Naval Medical University and Tsinghua University, along with colleagues and collaborators at Qihangene Biotech, decided to test CAR-NK cells in a severe, treatment-resistant autoimmune disease using NK cells derived from donor induced pluripotent stem cells (iPSCs). This approach is designed to simplify, reduce the cost, and standardize the procedure, as well as provide the patient with a ready-made drug with no waiting time.
При создании экспериментального препарата QN-139b исследователи генетически донорские ИПСК с помощью редактора цитозиновых оснований для нокаута генов и системы CRISPR/Cas9 для сайт-специфичной интеграции желаемых модификаций. Успешно модифицированные клетки клонировали в культуре и дифференцировали в NK-лимфоциты. Внесенные модификации включали нокаут компонент главного комплекса гистосовместимости B2M и CIITA для предотвращения распознавания Т-клетками реципиента, а также нокаут мембранного иммуноглобулина CD16 и нокин человеческих лимфоцитарных антигенов (HLA) G и E для минимизации активации NK-клетками пациента. Кроме того, в клетки внесли конструкты, экспрессирующие рецепторы интерлейкина-2 (IL-2RF) для усиления активации и персистирования и рецептор эпидермального фактора роста (tEGFR) в качестве «аварийного выключателя» анти-EGFR антителами. Полученные клетки снабдили двумя типами CAR, нацеленными на CD19 и BCMA, отобрали успешно модифицированные, оценили их проточной цитометрией и анализом на функциональные маркеры и испытали на клеточных культурах и мышах.
Для участия в клиническом эксперименте авторы работы пригласили 36-летнюю женщину с тяжелой диффузной кожной системной склеродермией. В 16 лет у нее выявили синдром Рейно и высокий уровень (+++) специфичных для заболевания анти-Scl-70 антител. К 18 годам появились утолщения кожи конечностей, прогрессирующая эритема и боль в суставах, со временем кожные проявления распространились на лицо, шею и грудную клетку. За три года до поступления у женщины выявили интерстициальное поражение легких, непосредственно перед ним — умеренный фиброз миокарда с сохранной фракцией выброса. Многолетняя терапия метилпреднизолоном, циклофосфамидом, гидроксихлорохином, метотрексатом, микофенолата мофетилом, тоцилизумабом и нидабусиба этансульфонатом прогрессирование заболевания не остановила.
После лимфодеплеции пациентке провели четыре внутривенных инфузии 600 миллионов клеток QN-139b с интервалом в три дня. Пиковая концентрация CAR-NK-клеток (270 на миллилитр крови) и их доля в общем числе лимфоцитов (2,74 процента) наблюдались на седьмой день от первой инфузии и вернулись почти на исходный уровень к двенадцатому. Сразу после инфузии произошло резкое снижение уровня периферических В-лимфоцитов, который начал восстанавливаться через два месяца и продолжал через полгода, причем с преобладанием наивных В-клеток (что свидетельствует о перезагрузке иммунной системы). Также на фоне лимфодеплеции резко снизились уровни Т- и NK-лимфоцитов, которые начали восстанавливаться через две недели и продолжали через полгода. В течение шести месяцев наблюдались прогрессирующее снижение уровней аутоантител анти-Scl-70 и анти-SSA/Ro52, нормализация уровней компонент системы комплемента C3 и C4, стабильный уровень иммуноглобулина G, существенное снижение уровней иммуноглобулинов А и М и нормализация уровня иммуноглобулина Е (до лечения в разы повышенного).
Clinically, there was a reduction in disease manifestations according to the EUSTAR-AI scale from 3.68 to 1.33 points by the sixth month; three or more of the five points of the CRISS scale improved by at least 20 percent by the first month, 30 percent by the second month, and 50 percent by the third month. Regression of cutaneous fibrosis, edema, and erythema was observed visually, ultrasonographically, elastographically, and histologically; pulmonary fibrosis also significantly decreased, and myocardial fibrosis was almost completely resolved. The state of the microvasculature according to capillaroscopy became significantly better with signs of new vessel growth. Quantitative proteomic analysis of blood revealed increased expression of proteins associated with angiogenesis, suppression of connective tissue proliferation, oxidative stress response, and immunosuppression, and decreased expression with immune activation, inflammation, and fibrosis. No significant adverse reactions to therapy were detected, the level of the inflammation marker C-reactive protein fluctuated within normal values, and body temperature did not increase.
The results of a pilot clinical experiment show that CAR-NK lymphocytes from donor stem cells can be considered as a promising method for treating severe autoimmune diseases that are resistant to accepted treatment regimens.
In early 2025, American researchers reported the success of the first clinical trials of a ready-made drug of CAR-NK lymphocytes from donor iPSCs (FT596), which involved 86 patients with refractory or relapsed B-cell lymphoma.
