Создание химерных антиген рецепторов — одна из наиболее перспективных технологий для лечения онкологических заболеваний [1]. В настоящее время активно разрабатываются модификации химерных антиген рецепторов, ставящих целью увеличить не только чувствительность, но и специфичность распознавания раковых клеток [2].

В ряде недавних работ утверждается, что специфичность химерных антиген рецепторов связана с их способностью к кластеризации [3,4]. Механизмы кластеризации рецепторов активно изучаются [5,6]. Обнаружено, что, в ряде случаев, механизм зарождения кластеров носит пороговый характер.

Оценка способности химерных антиген рецепторов к пороговому формирования кластеров может быть произведена с позиций теории нуклеации. За счет этого открываются возможности на in vitro стадиях разработки химерных антиген рецепторов производить сравнение их эвентуальной специфичности. В настоящее время, оценка специфичности производится на стадии in vivo испытаний [7]. Развитие идей нуклеационной теории [8] позволяет производить оценки специфичности узнавания, основываясь на анализе способности химерных антиген рецепторных систем претерпевать фазовые переходы. Построены соответствующие параметрические диаграммы.

Работа поддержана грантом РФФИ №20-34-90024.



Список литературы

1. Bories P., Ysebaert L. Chimeric antigen receptor T cells // Bulletin du Cancer. 2021. Vol. 108, № 10. 55–64 p.

2. Hirobe S. et al. The Effects of Chimeric Antigen Receptor (CAR) Hinge Domain Post-Translational Modifications on CAR-T Cell Activity // Int. J. Mol. Sci. 2022. Vol. 23, № 7.

3. Dong R. et al. Rewired signaling network in T cells expressing the chimeric antigen receptor ( CAR ) // EMBO J. 2020. Vol. 39, № 16. P. 1–14.

4. Liu D. et al. The Role of Immunological Synapse in Predicting the Efficacy of Chimeric Antigen Receptor (CAR) Immunotherapy // Cell Commun. Signal. Cell Communication and Signaling, 2020. Vol. 18, № 1. P. 1–20.

5. Beppler C. et al. Visualizing and manipulating hyperstabilization of T cell microvilli contacts by engineered chimeric antigen receptors Casey // bioRxiv. 2022. P. 1–52.

6. Prikhodko I. V., Guria G.T. Dynamic effects in nucleation of receptor clusters // Entropy. 2021. Vol. 23, № 10. P. 1–19.

7. Simonetta F. et al. Molecular Imaging of Chimeric Antigen Receptor T Cells by ICOS-ImmunoPET // Clin. Cancer Res. 2021. Vol. 27, № 4. P. 1058–1068.

8. Schmelzer J., Ulbricht H. Thermodynamics of finite systems and the kinetics of first-order phase transitions // J. Colloid Interface Sci. 1987. Vol. 117, № 2. P. 325–338.

The creation of chimeric antigen receptors is one of the most promising technologies for the treatment of oncological diseases [1]. Currently, modifications of chimeric antigen receptors are being actively developed, which aim to increase not only the sensitivity, but also the specificity of recognition of cancer cells [2].

A number of recent works state that the specificity of chimeric antigen receptors is associated with their ability to form clusters [3,4]. The mechanisms of receptor clustering are being actively studied [5, 6]. It was found that, in a number of cases, the mechanism of cluster nucleation has a threshold character.

The ability of chimeric antigen receptors to threshold cluster formation can be assessed from the standpoint of nucleation theory. Due to this, opportunities open up at in vitro stages of development of chimeric antigen receptors to compare their eventual specificity. Currently, specificity is assessed at the stage of in vivo testing [7]. The development of the ideas of the nucleation theory [8] makes it possible to estimate the specificity of recognition based on the analysis of the ability of chimeric antigen receptor systems to undergo phase transitions. Corresponding parametric diagrams are constructed.

The work was supported by RFBR grant No. 20-34-90024.



Bibliography

1. Bories P., Ysebaert L. Chimeric antigen receptor T cells // Bulletin du Cancer. 2021. Vol. 108, № 10. 55–64 p.

2. Hirobe S. et al. The Effects of Chimeric Antigen Receptor (CAR) Hinge Domain Post-Translational Modifications on CAR-T Cell Activity // Int. J. Mol. Sci. 2022. Vol. 23, № 7.

3. Dong R. et al. Rewired signaling network in T cells expressing the chimeric antigen receptor ( CAR ) // EMBO J. 2020. Vol. 39, № 16. P. 1–14.

4. Liu D. et al. The Role of Immunological Synapse in Predicting the Efficacy of Chimeric Antigen Receptor (CAR) Immunotherapy // Cell Commun. Signal. Cell Communication and Signaling, 2020. Vol. 18, № 1. P. 1–20.

5. Beppler C. et al. Visualizing and manipulating hyperstabilization of T cell microvilli contacts by engineered chimeric antigen receptors Casey // bioRxiv. 2022. P. 1–52.

6. Prikhodko I. V., Guria G.T. Dynamic effects in nucleation of receptor clusters // Entropy. 2021. Vol. 23, № 10. P. 1–19.

7. Simonetta F. et al. Molecular Imaging of Chimeric Antigen Receptor T Cells by ICOS-ImmunoPET // Clin. Cancer Res. 2021. Vol. 27, № 4. P. 1058–1068.

8. Schmelzer J., Ulbricht H. Thermodynamics of finite systems and the kinetics of first-order phase transitions // J. Colloid Interface Sci. 1987. Vol. 117, № 2. P. 325–338.