يتزايد معدل الإصابة بالسرطان والوفيات الناجمة عنه بشكل سريع في جميع أنحاء العالم، مما يشكل تهديداً لبقاء الإنسان والتنمية المجتمعية. ويعد سرطان المعدة ثالث سبب رئيسي للوفيات المرتبطة بالسرطان عالمياً وينتشر بشكل كبير1. ونظراً لانخفاض معدلات التشخيص المبكر، يتم تشخيص نسبة كبيرة من المرضى في مراحل متقدمة. وتشمل العلاجات التقليدية الجراحة، والعلاج الإشعاعي، والعلاج الكيميائي. وقد يكون الاستئصال الجراحي للمرضى الذين يعانون من سرطان المعدة في مراحله المتوسطة إلى المتأخرة أو الحالات المعقدة غير مكتمل. علاوة على ذلك، فإن الصدمة الجراحية الكبيرة وفترة التعافي الطويلة بعد الجراحة يمكن أن تؤثر سلباً على جودة حياة المرضى وقد تؤدي إلى حدوث مضاعفات. كما يؤدي العلاج الإشعاعي والكيميائي إلى إتلاف الأنسجة الطبيعية بشكل شديد، مما يسبب العديد من الآثار الجانبية أثناء العلاج. في المقابل، توفر العلاجات الموجهة والخلوية الدقة والفعالية؛ حيث برزت هذه العلاجات كأنماط رعاية معاصرة وحاسمة، وتمثل التوجه السائد في اختيار الاستراتيجيات العلاجية المستقبلية.
لقد دفع ظهور علاج الخلايا التائية ذات المستقبلات المستضدية الوهمية (CAR-T) العلاج الخلوي نحو طفرة فارقة، حيث أظهر فعالية قوية في علاج الأورام الدموية الخبيثة2,3. يعتمد علاج CAR-T على استخدام الخلايا التائية الخاصة بالمريض، والتي يتم تعديلها وراثياً in vitro عن طريق إدخال مستقبل مستضدي وهمي (CAR) محدد. يتعرف هذا المستقبل على مستضدات معينة على أسطح الخلايا الورمية ويعمل على تنشيط الخلايا التائية لمهاجمة الخلايا السرطانية. وفي السنوات الأخيرة، تطورت أيضاً أبحاث علاج CAR-T لسرطان المعدة. ويعد اختيار الأهداف العلاجية أمراً بالغ الأهمية لأنه يحدد دقة استهداف الخلايا التائية (CAR-T) وفعاليتها. فبعد HER2، ظهر Claudin18.2 كهدف علاجي بارز آخر في سرطان المعدة، حيث تتراوح معدلات التعبير عنه بين 40% و87% لدى المرضى. وعادة ما يكون Claudin18.2 مدفوناً داخل مخاطية المعدة، ولكن عندما تقوم الأورام الخبيثة بتخريب الوصلات المحكمة المسؤولة عن التبادل الجزيئي بين الخلايا، يصبح Claudin18.2 مكشوفاً على سطح الخلايا الورمية، مما يجعله هدفاً علاجياً محدداً لهذه الأورام4.
تتضمن عملية التصنيع القياسية لخلايا CAR-T عادةً جمع الخلايا، واختيار الخلايا التائية وإثراءها، وتنشيط الخلايا التائية، وبناء جين CAR، ونقل الجين، والتوسيع، ومراقبة الجودة، والتخزين والنقل، متبوعةً بحقن المريض. وتعد عملية تحضير خلايا CAR-T بالكامل معقدة للغاية، حيث تتطلب ظروفاً معقمة ومواصفات بيئية وأجهزة صارمة. ويؤدي ذلك إلى ارتفاع تكلفة علاج CAR-T، مما يحد من تطبيقه السريري. ولمعالجة تعقيدات إنتاج CAR-T خارج الجسم (ex vivo)، تم اقتراح مفهوم تحضير CAR-T داخل الجسم (in vivo). ويتضمن هذا النهج برمجة خلايا CAR-T مباشرة داخل جسم المريض، مما يلغي الحاجة إلى جمع الخلايا وتعديلها وتوسيعها خارج الجسم (ex vivo). تهدف هذه الاستراتيجية إلى تقليل التكاليف، وتعزيز السلامة وإمكانية الوصول، وتمكين تطبيقات أوسع في علاج الأمراض5.
يكمن المفتاح لتحضير خلايا CAR-T in vivo في اختيار ناقل توصيل مثالي. وتُصنف الناقلات حالياً إلى ناقلات فيروسية وغير فيروسية. ومن بين الخيارات الفيروسية، تُستخدم الناقلات الفيروسية البطيئة (LV) والناقلات الفيروسية المرتبطة بالأدينو (AAV) بشكل أساسي. ومع ذلك، فإن المخاطر الكبيرة وسعة الحمولة المحدودة المرتبطة بالناقلات الفيروسية تشكل عقبات رئيسية أمام الأبحاث السريرية6. ومن العيوب الرئيسية للناقلات الفيروسية في التوصيل in vivo قدرتها على الاندماج الجينومي، مما قد يؤدي إلى سمية جينية وطفرات إقحامية. وقد وثقت حالات سابقة حدوث استجابات مناعية قاتلة أو إصابة بالسرطان لدى جزء صغير من المرضى بعد العلاج. علاوة على ذلك، فإن السمية والقدرة المناعية المتأصلة في الفيروسات تقيد بشدة استخدامها في الإدارة المتكررة in vivo. ويتمثل تحدٍ آخر في سعة الحمولة المحدودة للناقلات الفيروسية، مما يمنع التوصيل المتزامن لجينات متعددة.
تعالج أنظمة توصيل mRNA غير الفيروسية هذه القصور بفعالية؛ فهي تتجنب الاندماج في جينوم المضيف، وبالتالي تتفادى العديد من المخاطر. ويمنع تأثيرها المؤقت حدوث تسمم خارج الهدف، مما يسمح بتعبير قصير المدى وقابل للتحكم لخلايا CAR-T، وهو ما يقلل من الآثار الجانبية ومخاطر السلامة. ومن بين الأنظمة غير الفيروسية، توفر الجسيمات النانوية الدهنية (LNPs) نهجاً أكثر أماناً، حيث تتغلب على قيود الحجم التي تفرضها النواقل الفيروسية. كما تعالج الجسيمات النانوية الدهنية مشكلات طفرات الإدخال والاستجابة المناعية، مما يجعلها مرشحة واعدة في علاج خلايا CAR-T، مع إمكانية تقليل السمية وتعزيز السلامة وخفض التكاليف7.
تركز الأبحاث الحالية حول العلاج المناعي للأورام الصلبة بشكل أساسي على تحسين تركيبات الجسيمات النانوية الدهنية (LNP)، والتعديل المستهدف، وهندسة تسلسلات الـ mRNA عبر نماذج سرطانية متنوعة، بما في ذلك الميلانوما8، وسرطان الثدي، وسرطان القولون والمستقيم9. كما وُجهت الجهود نحو إنشاء بلعميات ذات مستقبلات مستضد خيمرية (CAR-M)10 وخلايا شجرية (CAR-DC)11 via أنظمة توصيل الـ LNP لاختراق الحواجز الفيزيائية المعقدة والبيئة الدقيقة المثبطة للمناعة في الأورام الصلبة (TME). توفر المنصة المعروضة هنا نظاماً متعدد الاستخدامات وغير فيروسي لتوصيل الـ mRNA يتميز بدرجة عالية من التركيبية. ومن خلال استبدال تسلسل الـ mRNA ببساطة، يمكن تكييف هذه المنصة بسرعة لتناسب نماذج الأورام الصلبة التي تستهدف مستضدات أخرى، أو توسيع نطاقها ليشمل مجالات علاجية غير متعلقة بالأورام، مثل الأمراض المناعية الذاتية، وأمراض القلب والأوعية الدموية، والأمراض التليفية.
ومع ذلك، لا تزال هناك فجوة تقنية في علاجات سرطان المعدة التي تستخدم هذه المنصات: فقد ركزت الدراسات السابقة بشكل أساسي على تحرير الخلايا النخاعية، بينما ظلت استراتيجيات إعادة برمجة الخلايا التائية in vivo عالية الكفاءة استكشافية إلى حد كبير. ولمعالجة هذه الفجوة، يوضح هذا البروتوكول طريقة لتوليد خلايا CAR-T عابرة via إيصال mRNA بوساطة الجسيمات النانوية الدهنية (LNP). يهدف هذا النهج إلى التغلب على القيود المتأصلة في علاجات خلايا CAR-T التقليدية، بما في ذلك التكاليف الباهظة، وعمليات التصنيع المعقدة، والسمية الجهازية، مما يوفر بديلًا علاجيًا أكثر فعالية وسهولة في الوصول للمرضى. وقد تم إثبات أن ترانسفكشن الخلايا التائية بتسلسل mRNA محسن يشفر CAR محدد يستهدف Claudin18.2 يسمح بتعبير قوي لـ CAR على سطح الخلية، مما يوجه الخلايا التائية المعدلة لممارسة نشاط سام للخلايا وموجه ضد خلايا ورمية محددة. يتكون هذا البروتوكول من خمسة أقسام متميزة: النسخ in vitro لـ CAR mRNA، وتحضير وتوصيف LNP، وتنشيط وترانسفكشن الخلايا التائية، والكشف عن تعبير CAR، وتقييم الفعالية التحليلية للخلايا CAR-T in vitro و in vivo.
بالمقارنة مع تقنيات توصيل mRNA-LNP الحالية، يكمن الابتكار المنهجي الجوهري في هذا البروتوكول في التحسين الحركي للتعبير العابر. وقد تم إجراء تحسين تآزري لكل من المنطقة غير المترجمة 5' UTR، والمنطقة غير المترجمة 3' UTR، والقبعة 5' Cap، وذيل poly(A) بطول 120-bp. ويعمل هذا التصميم المخصص على تعديل نصف عمر mRNA ضمن البيئة المجهرية للورم، مما يحقق ترجمة عالية الكفاءة ضمن نافذة علاجية محددة يتبعها تحلل آمن. وبفضل ما تتميز به هذه المنصة من توليد سريع وعابر لمستقبلات CAR، فإنها تعمل كتركيبة "جاهزة للاستخدام" للاستعمال الفوري، مما يمنع تطور المرض خلال فترة التصنيع الطويلة المطلوبة للعلاجات التقليدية. علاوة على ذلك، يوفر ملف التعبير العابر هذا ميزة أمان قابلة للتحكم عند استهداف المستضدات التي تنطوي على سميات محتملة من نوع "على الهدف، خارج الورم"، أو للمرضى غير القادرين على تحمل متلازمة إفراز السيتوكين (CRS) الشديدة المرتبطة بعلاجات CAR-T التقليدية.
على الرغم من المزايا الجلية لتوليد خلايا CAR-T in vivo in situ، والمتمثلة في إلغاء عمليات التصنيع المعقدة ex vivo وتقليل الأعباء الاقتصادية، لا تزال هناك بعض القيود قائمة. ففي الدورة الدموية الجهازية، تكون الجسيمات النانوية الدهنية (LNPs) عرضة للتراكم غير النوعي في الكبد والابتلاع السريع بواسطة الخلايا البلعمية والخلايا التغصنية. وبدون وجود جزيئات استهداف محددة موجهة نحو الخلايا التائية، تتأثر كفاءة عفن الخلايا التائية المستهدفة حتمًا. علاوة على ذلك، عند دخول أنسجة الورم، تتعرض خلايا CAR-T المولدة in situ لبيئة ورمية (TME) عدائية؛ ففي ظل الظروف التي تتسم بنقص الأكسجين والحمضية والكبت المناعي، تصبح هذه الخلايا التائية عرضة بشكل كبير للإجهاد المناعي، مما يحد من قدرتها السامة للخلايا. بالإضافة إلى ذلك، وبينما تعزز الطبيعة العابرة للتعبير عن mRNA مستويات السلامة، فإنها تقيد مدة النافذة العلاجية. ولتحقيق فعالية مستدامة مضادة للأورام، غالبًا ما يتطلب الأمر إعطاء جرعات متقطعة ومتكررة. وبناءً على ذلك، ستتركز الأبحاث المستقبلية على معالجة هذه القيود من خلال تحسين كفاءة توصيل LNPs لتحقيق استهداف دقيق ونوعي للسلالات الخلوية.