Протоковая аденокарцинома поджелудочной железы (pancreatic ductal adenocarcinoma, PDA) остается одним из наиболее летальных злокачественных новообразований в США, что обусловлено её устойчивостью к конвенциональным методам лечения. Хотя иммунотерапия революционизировала лечение гематологических злокачественных новообразований, её применение при солидных опухолях, таких как PDA, остается ограниченным.

Ключевым барьером для эффективной CAR T-клеточной терапии при PDA является десмопластическая строма, которая препятствует инфильтрации T-клеток и способствует клеточной дисфункции через физическую секвестрацию и истощение. Для преодоления этой проблемы исследователи сосредоточились на использовании геномной инженерии для усиления миграции и функции CAR T-клеток в фиброзном опухолевом микроокружении (tumor microenvironment, TME).

Исследование направлено на модуляцию экспрессии ключевых генов, ассоциированных с фокальной адгезией, которые регулируют подвижность T-клеток и динамику адгезии при PDA. Гипотеза заключается в том, что оптимизация этих путей обеспечит улучшенный интратуморальный надзор CAR T-клеток, что приведет к большей аккумуляции иммунных клеток и усиленной противоопухолевой активности.

Для визуализации миграции T-клеток и взаимодействий иммунных клеток с внеклеточным матриксом (ECM) использовалась многофотонная лазерная сканирующая микроскопия (multiphoton laser scanning microscopy, MPLSM) на живых опухолевых срезах и 3D-платформах, имитирующих ECM. Мультимодальный подход позволил генерировать многомерные датасеты (x, y, z, c, t) путем комбинирования визуализации архитектуры коллагена методом генерации второй гармоники (second harmonic generation, SHG) с флуоресцентным мечением иммунных и карциномных клеток.

Траектории T-клеток характеризовались с использованием математического моделирования для изучения динамики T-клеток в различных условиях блокады фокальной адгезии. Эти 3D in vitro платформы составили мощный инструмент для предварительного скрининга потенциальных мишеней.

Миграция T-клеток на ECM-субстратах демонстрирует биполярную зависимость от плотности лигандов, указывая на то, что опухолевое микроокружение, богатое адгезионными лигандами, может парадоксально препятствовать подвижности T-клеток. Используя данную платформу, были идентифицированы потенциальные мишени, которые улучшают скорость T-клеток, персистенцию и сэмплинг в TME.

Последующее применение геномной инженерии позволило закодировать эти миграторные характеристики в CAR T-клетках, усиливая их инфильтрацию в ортотопических моделях рака поджелудочной железы. В совокупности результаты указывают, что инженерия динамики адгезии потенциально может преодолеть центральное ограничение аккумуляции T-клеток в солидных опухолях, таких как PDA.

Исследование демонстрирует, что направленная модификация молекул фокальной адгезии CAR T-клеток методами геномного редактирования способна улучшить их траффикинг и функциональную активность в условиях десмопластического микроокружения протоковой аденокарциномы поджелудочной железы. Применение многофотонной микроскопии в сочетании с математическим моделированием позволяет рационально идентифицировать молекулярные мишени для оптимизации клеточной терапии солидных опухолей.