Kanser insidansı ve mortalitesi dünya genelinde hızla artmaktadır. Bu durum, insan hayatta kalma şansı ve toplumsal gelişim için bir tehdit oluşturmaktadır. Mide kanseri, küresel ölçekte kansere bağlı ölümlerin üçüncü öncü nedenidir ve yaygın görülmektedir1. Erken teşhis oranlarının düşük olması nedeniyle, hastaların önemli bir kısmı ileri evrelerde teşhis edilmektedir. Geleneksel tedaviler arasında cerrahi, radyoterapi ve kemoterapi yer almaktadır. Orta-geç evre veya kompleks mide kanserli hastalarda cerrahi rezeksiyon eksik kalabilmektedir. Dahası, meydana gelen ciddi cerrahi travma ve uzun süreli postoperatif iyileşme süreci, hastaların yaşam kalitesini olumsuz etkileyebilir ve potansiyel olarak komplikasyonlara yol açabilir. Radyoterapi ve kemoterapi normal dokulara ciddi şekilde zarar vererek tedavi sırasında çok sayıda yan etki oluşturur. Buna karşılık, hedefe yönelik tedaviler ve hücre tedavileri hassasiyet ve etkinlik sunmaktadır. Bu tedaviler, güncel bakım yöntemleri olarak ortaya çıkmış ve gelecekteki terapötik stratejilerin seçimindeki hakim eğilimi temsil eder hale gelmiştir.
Kimerik antijen reseptör T-hücresi (CAR-T) terapisinin gelişi, hücre terapisini dönüm noktası niteliğinde bir atılıma taşımıştır. Bu yöntem, hematolojik malignitelerin tedavisinde güçlü bir etkinlik göstermiştir2,3. CAR-T terapisi, belirli bir kimerik antijen reseptörünün (CAR) yerleştirilmesiyle in vitro olarak genetiği değiştirilmiş hastanın kendi T hücrelerini kullanır. Bu reseptör, tümör hücrelerinin yüzeyindeki spesifik antijenleri tanır ve T hücrelerini kanser hücrelerine saldırmak üzere aktive eder. Son yıllarda, mide kanserine yönelik CAR-T terapisi araştırmaları da ilerleme kaydetmiştir. Terapötik hedeflerin seçimi, CAR-T hücrelerinin hedefleme hassasiyetini ve etkinliğini belirlediği için özellikle kritiktir. HER2'nin ardından, Claudin18.2, hastalar arasında %40 ile %87 oranında ekspresyon göstererek mide kanserinde öne çıkan bir diğer terapötik hedef olarak ortaya çıkmıştır. Claudin18.2 normalde mide mukozasının içinde gömülüdür. Malign tümörler, hücreler arası moleküler değişimden sorumlu olan sıkı bağlantıları bozduğunda, Claudin18.2 tümör hücrelerinin yüzeyinde açığa çıkar. Bu durum, onu bu tümörler için spesifik bir terapötik hedef haline getirir4.
Genellikle, CAR-T hücreleri için standart üretim süreci; hücre toplama, T hücresi seçimi ve zenginleştirme, T hücresi aktivasyonu, CAR gen yapılandırması, gen transduksiyonu, ekspansiyon, kalite kontrol, saklama ve taşıma ve ardından hastaya infüzyon aşamalarını içerir. Tüm CAR-T hücresi hazırlama süreci oldukça karmaşıktır; steril koşullar gerektirir ve katı çevresel ve ekipman spesifikasyonları talep eder. Bu durum, CAR-T terapisinin maliyetinin yüksek olmasına yol açarak klinik uygulamasını sınırlandırmaktadır. ex vivo CAR-T üretiminin karmaşıklıklarını gidermek için in vivo CAR-T hazırlama kavramı önerilmiştir. Bu yaklaşım, CAR-T hücrelerinin doğrudan hastanın vücudu içinde programlanmasını sağlayarak ex vivo hücre toplama, modifikasyon ve ekspansiyon ihtiyacını ortadan kaldırır. Bu strateji, maliyetleri düşürmeyi, güvenliği ve erişilebilirliği artırmayı ve hastalık tedavisinin daha geniş uygulamalarını mümkün kılmayı amaçlamaktadır5.
in vivo CAR-T hazırlamanın anahtarı, optimal bir iletim vektörü seçmekte yatar. Günümüzde vektörler viral veya viral olmayanlar olarak kategorize edilmektedir. Viral seçenekler arasında, ağırlıklı olarak lentiviral (LV) ve adeno-ilişkili viral (AAV) vektörler kullanılmaktadır. Ancak, viral vektörlerle ilişkili önemli riskler ve sınırlı yükleme kapasitesi, klinik araştırmalar için büyük engeller oluşturmaktadır6. Viral vektörlerin in vivo iletim için temel bir dezavantajı, genetik toksisiteye ve insersiyonel mutasyonlara yol açabilen genomik entegrasyon potansiyelleridir. Önceki vakalar, tedavi sonrası hastaların küçük bir kısmında ölümcül immün yanıtlar veya kanser vakaları belgelemiştir. Ayrıca, virüslerin doğal toksisitesi ve immünojenitesi, tekrarlanan in vivo uygulamalar için kullanımlarını ciddi şekilde kısıtlamaktadır. Bir diğer zorluk ise, birden fazla genin eş zamanlı iletimini engelleyen viral vektörlerin sınırlı yükleme kapasitesidir.
Viral olmayan mRNA iletim sistemleri bu eksiklikleri etkili bir şekilde gidermektedir. Bu sistemler, konak genomuna entegre olmaktan kaçınır ve böylece birçok riski bertaraf eder. Geçici etkileri, hedef dışı toksisiteyi önleyerek kısa süreli ve kontrol edilebilir CAR-T hücresi ekspresyonuna olanak tanır; böylece yan etkileri ve güvenlik risklerini azaltır. Viral olmayan sistemler arasında lipid nanopartiküller (LNP'ler) daha güvenli bir yaklaşım sunar. Bunlar, viral vektörlerin boyut sınırlamalarını aşarlar. LNP'ler ayrıca insersiyonel mutasyonlar ve immünojenite sorunlarını da çözer. Bu durum onları, toksisiteyi azaltma, güvenliği artırma ve maliyetleri düşürme potansiyeli ile CAR-T hücresi terapisinde gelecek vadeden adaylar konumuna getirir7.
Solid tümörlere yönelik immünoterapi üzerine yürütülen güncel araştırmalar; melanoma da dahil olmak üzere çeşitli kanser modellerinde temel olarak LNP formülasyon optimizasyonuna, hedeflenmiş modifikasyona ve mRNA dizi mühendisliğine odaklanmaktadır.8, meme kanseri ve kolorektal kanser9Çabalar ayrıca kimerik antijen reseptörlü makrofajların (CAR-M) oluşturulmasına da yöneltilmiştir.10 ve dendritik hücreler (CAR-DC)11 aracılığıyla Katı tümörlerin karmaşık fiziksel bariyerlerini ve immünsupresif tümör mikroçevresini (TME) aşmak için LNP iletim sistemleri. Burada sunulan platform, yüksek modülarite ile karakterize, çok yönlü ve viral olmayan bir mRNA iletim sistemi sağlar. Sadece mRNA dizisinin değiştirilmesiyle bu platform; diğer antijenleri hedefleyen katı tümör modellerine hızla uyarlanabilir veya otoimmün, kardiyovasküler ve fibrotik hastalıklar gibi onkoloji dışı terapötik alanlara genişletilebilir.
Ancak, bu platformları kullanan mide kanseri tedavilerinde teknik bir boşluk devam etmektedir: önceki çalışmalar ağırlıklı olarak myeloid hücre düzenlemesine odaklanmışken, yüksek verimli in vivo T-hücresi yeniden programlama stratejileri büyük ölçüde keşif aşamasında kalmıştır. Bu boşluğu doldurmak için bu protokol, LNP aracılı mRNA iletimi via geçici CAR-T hücreleri üretme yöntemini detaylandırmaktadır. Bu yaklaşım; yüksek maliyetler, karmaşık üretim süreçleri ve sistemik toksisite gibi geleneksel CAR-T hücresi tedavilerinin doğasında bulunan sınırlamaların üstesinden gelmeyi amaçlamakta, böylece hastalar için daha etkili ve erişilebilir bir terapötik alternatif sunmaktadır. Claudin18.2'yi hedefleyen spesifik bir CAR kodlayan optimize edilmiş bir mRNA dizisinin T hücrelerine transfeksiyonunun, güçlü bir hücre yüzeyi CAR ekspresyonuna olanak tanıdığı ve modifiye edilmiş T hücrelerini spesifik tümör hücrelerine karşı hedeflenmiş sitotoksik aktivite göstermeye yönlendirdiği gösterilmiştir. Bu protokol beş ayrı bölüme ayrılmıştır: CAR mRNA'sının in vitro transkripsiyonu, LNP hazırlama ve karakterizasyonu, T-hücresi aktivasyonu ve transfeksiyonu, CAR ekspresyonunun tespiti ve CAR-T hücresi sitolitik etkinliğinin in vitro ve in vivo değerlendirilmesi.
Mevcut mRNA-LNP iletim teknolojileriyle karşılaştırıldığında, bu protokolün temel metodolojik yeniliği, geçici ekspresyonun kinetik optimizasyonunda yatmaktadır. 5' UTR, 3' UTR, 5' Cap ve 120-bp poly(A) kuyruğu üzerinde sinerjik bir optimizasyon gerçekleştirilmiştir. Bu özel tasarım, mRNA'nın tümör mikroçevresindeki yarı ömrünü modüle ederek, belirlenmiş bir terapötik pencere içinde oldukça verimli bir translasyonun ardından güvenli degradasyonun sağlanmasını gerçekleştirir. Hızlı ve geçici CAR oluşumu ile karakterize edilen bu platform, konvansiyonel tedaviler için gereken uzun üretim süreci boyunca hastalığın ilerlemesini önleyen, hemen kullanıma uygun "hazırda bekleyen" bir formülasyon görevi görür. Ayrıca, bu geçici ekspresyon profili, potansiyel "hedefe yönelik ancak tümör dışı" toksisitelere sahip antijenleri hedeflemede veya konvansiyonel CAR-T tedavileriyle ilişkili şiddetli sitokin salınım sendromunu (CRS) tolere edemeyen hastalar için kontrol edilebilir bir güvenlik avantajı sunar.
in vivo in situ CAR-T hücresi üretiminin, karmaşık ex vivo üretimin ortadan kaldırılması ve ekonomik yüklerin azaltılması gibi derin avantajlarına rağmen, bazı kısıtlamalar devam etmektedir. Sistemik dolaşımda LNP'ler, karaciğerde spesifik olmayan birikime ve makrofajlar ile dendritik hücreler tarafından hızlıca internalize edilmeye eğilimlidir. T hücrelerine yönelik spesifik hedefleme birimleri olmadan, hedef T hücresi popülasyonunun transfeksiyon verimliliği kaçınılmaz olarak azalır. Ayrıca, tümör dokusuna girdiklerinde, in situ üretilen CAR-T hücreleri zorlu TME ile karşı karşıya kalır; hipoksik, asidik ve immünsupresif koşullar altında bu T hücreleri immün tükenmeye karşı oldukça duyarlıdır ve bu durum sitotoksik potansiyellerini kısıtlar. Ek olarak, mRNA ekspresyonunun geçici doğası güvenliği artırsa da, terapötik pencerenin süresini kısıtlar. Sürekli bir antitümör etkinlik sağlamak için sıklıkla aralıklı ve tekrarlanan uygulamalar gerekir. Sonuç olarak, gelecekteki araştırmalar, hassas ve soy hattına özgü hedefleme sağlamak amacıyla LNP iletim verimliliğini geliştirerek bu kısıtlamaların giderilmesine odaklanacaktır.