Sel T CAR

Dalam biologi, reseptor antigen kimerik (bahasa Inggris:chimeric antigen receptors, CAR), dikenal pula sebagai imunoreseptor kimerik (chimeric immunoreceptors), reseptor sel T kimerik (chimeric T cell receptors), atau reseptor sel T buatan (artificial T cell receptors), adalah protein reseptor yang telah direkayasa untuk memberikan sel T kemampuan baru dalam menargetkan antigen tertentu. Reseptor ini bersifat kimerik karena menggabungkan fungsi pengikatan antigen dan aktivasi sel T dalam satu reseptor.

Terapi sel T CAR menggunakan sel T yang direkayasa dengan CAR untuk mengobati kanker. Sel T dimodifikasi agar dapat mengenali sel kanker dan menghancurkannya. Pendekatan standar adalah mengambil sel T dari pasien, mengubahnya secara genetik, kemudian menginfuskan kembali sel T CAR yang dihasilkan ke dalam tubuh pasien untuk menyerang tumor mereka.^[1]

Sel T CAR dapat berasal secara autolog dari sel T dalam darah pasien sendiri atau secara alogenik dari donor. Setelah diisolasi, sel T ini direkayasa secara genetik untuk mengekspresikan CAR tertentu, menggunakan vektor yang berasal dari lentivirus yang telah direkayasa seperti HIV . CAR memprogram sel T untuk menargetkan antigen yang terdapat pada permukaan sel tumor. Demi keamanan, sel T CAR direkayasa agar spesifik terhadap antigen yang diekspresikan pada sel tumor tetapi tidak pada sel sehat.^[2]

Setelah sel T yang dimodifikasi diinfuskan ke dalam tubuh pasien, sel tersebut bertindak sebagai "obat hidup" melawan sel kanker.^[3] Ketika bersentuhan dengan antigen target pada permukaan sel, sel T akan berikatan dengannya dan menjadi teraktivasi, kemudian berkembang biak dan menjadi sitotoksik.^[4] Sel T CAR menghancurkan sel melalui beberapa mekanisme, termasuk proliferasi sel yang sangat terstimulasi, peningkatan tingkat toksisitas terhadap sel hidup lainnya (sitotoksisitas), serta dengan menyebabkan peningkatan sekresi faktor-faktor yang dapat memengaruhi sel lain seperti sitokin, interleukin, dan faktor pertumbuhan.^[5]

Permukaan sel T CAR dapat memiliki salah satu dari dua jenis koreseptor, yaitu CD4 dan CD8. Kedua jenis sel ini, masing-masing disebut CD4+ dan CD8+, memiliki efek sitotoksik yang berbeda namun saling berinteraksi. Terapi yang menggunakan rasio 1 banding 1 dari kedua jenis sel ini tampaknya menghasilkan efek antitumor yang sinergis.^[6]

Sejarah

Reseptor kimerik pertama yang mengandung bagian dari antibodi dan reseptor sel T dideskripsikan pada tahun 1987 oleh Yoshihisa Kuwana dkk.,^[7] di Universitas Kesehatan Fujita dan Kyowa Hakko Kogyo Co. Ltd., di Jepang, serta secara independen pada tahun 1989 oleh Gideon Gross dan Zelig Eshhar^[8]^[9] di Institut Weizmann di Israel.^[10] Awalnya disebut "T-body", pendekatan awal ini menggabungkan kemampuan antibodi untuk berikatan secara spesifik dengan berbagai target dengan domain konstan dari protein TCR-α atau TCR-β.^[11]

Pada tahun 1991, reseptor kimerik yang mengandung domain pensinyalan intraseluler CD3ζ terbukti dapat mengaktifkan pensinyalan sel T oleh Arthur Weiss di Universitas California, San Francisco.^[12] Penelitian ini mendorong penambahan domain intraseluler CD3ζ ke dalam reseptor kimerik dengan domain ekstraseluler mirip antibodi, yang umumnya berupa domain variabel rantai tunggal (single-chain fraction variable, scFv), serta protein seperti CD4, yang kemudian disebut sebagai CAR generasi pertama.^[13]^[14]

CAR generasi pertama yang mengandung domain ekstraseluler CD4 dan domain intraseluler CD3ζ digunakan dalam uji klinis pertama sel T reseptor antigen kimerik oleh perusahaan bioteknologi Cell Genesys pada pertengahan 1990-an, yang memungkinkan sel T yang ditransfer secara adoptif menargetkan sel yang terinfeksi HIV, meskipun tidak menunjukkan perbaikan klinis.^[13] Uji klinis awal serupa terhadap sel T CAR pada tumor padat pada tahun 1990-an yang menggunakan CAR generasi pertama yang menargetkan antigen tumor padat seperti MUC1 juga tidak menunjukkan persistensi jangka panjang dari sel T yang ditransfer maupun menghasilkan remisi yang signifikan.^[15]

Pada awal tahun 2000-an, domain kostimulatori seperti CD28 atau 4-1BB ditambahkan ke domain intraseluler CD3ζ pada CAR generasi pertama. Disebut sebagai CAR generasi kedua, konstruksi ini menunjukkan persistensi yang lebih besar dan peningkatan pembersihan tumor dalam model praklinis.^[16] Uji klinis pada awal 2010-an yang menggunakan CAR generasi kedua yang menargetkan CD19, suatu protein yang diekspresikan oleh sel B normal serta limfoma dan leukemia sel B, oleh peneliti di NCI, Universitas Pennsylvania, dan Memorial Sloan Kettering Cancer Center menunjukkan efektivitas klinis terapi sel T CAR dan menghasilkan remisi lengkap pada banyak pasien yang telah menjalani berbagai pengobatan sebelumnya.^[15] Uji coba ini pada akhirnya mengarah di Amerika Serikat pada dua persetujuan pertama oleh FDA terhadap terapi sel T CAR pada tahun 2017, yaitu untuk tisagenlecleucel (Kymriah), yang dipasarkan oleh Novartis awalnya untuk leukemia limfoblastik akut prekursor sel B (B-ALL), dan axicabtagene ciloleucel (Yescarta), yang dipasarkan oleh Kite Pharma awalnya untuk limfoma sel B besar difus (DLBCL).^[15] Hingga tahun 2022, enam terapi sel T CAR telah disetujui oleh FDA.^[17]

Produksi

Langkah pertama dalam produksi sel T CAR adalah isolasi sel T dari darah manusia. Sel T CAR dapat diproduksi baik dari darah pasien sendiri, yang dikenal sebagai pengobatan autolog, maupun dari darah donor sehat, yang dikenal sebagai pengobatan alogenik. Proses pembuatannya sama dalam kedua kasus; yang berbeda hanya pilihan donor darah awal.^{[butuh rujukan]}

Pertama, leukosit diisolasi menggunakan pemisah sel darah dalam proses yang dikenal sebagai aferesis leukosit. Sel mononuklear darah perifer (PBMC) kemudian dipisahkan dan dikumpulkan.^[18]^[19] Hasil aferesis leukosit kemudian dipindahkan ke pusat pemrosesan sel. Di pusat pemrosesan sel, sel T tertentu distimulasi agar dapat berproliferasi secara aktif dan berkembang menjadi jumlah yang besar. Untuk mendorong ekspansi ini, sel T biasanya diberi perlakuan dengan sitokin interleukin 2 (IL-2) dan antibodi anti-CD3.^[20] Antibodi anti-CD3/CD28 juga digunakan dalam beberapa protokol.^[19]

Sel T yang telah diperbanyak kemudian dimurnikan dan ditransduksi dengan gen yang mengode CAR hasil rekayasa melalui vektor retrovirus, biasanya berupa gammaretrovirus yang berintegrasi (RV) atau vektor lentivirus (LV).^[19] Vektor-vektor ini pada masa kini sangat aman karena adanya penghapusan sebagian pada wilayah U3.^[21] Alat penyuntingan gen baru CRISPR/Cas9 baru-baru ini digunakan sebagai pengganti vektor retrovirus untuk mengintegrasikan gen CAR ke lokasi tertentu dalam genom.^[22]

Pasien menjalani kemoterapi limfodeplesi sebelum pengenalan sel T CAR hasil rekayasa.^[4] Penurunan jumlah leukosit yang bersirkulasi dalam tubuh pasien meningkatkan jumlah sitokin yang diproduksi serta mengurangi persaingan sumber daya, yang membantu mendorong ekspansi sel T CAR hasil rekayasa.^[23]