CAR T cell
जीव विज्ञान में, चिमेरिक एंटीजन रिसेप्टर्स (सीएआर)-जिन्हें चिमेरिक इम्यूनोरिसेप्टर्स, चिमेरिक टी सेल रिसेप्टर्स या आर्टिफिशियल टी सेल रिसेप्टर्स के रूप में भी जाना जाता है-ऐसे रिसेप्टर प्रोटीन हैं जिन्हें टी कोशिकाओं को एक विशिष्ट एंटीजन को लक्षित करने की नई क्षमता देने के लिए इंजीनियर किया गया है। रिसेप्टर्स चिमेरिक होते हैं क्योंकि वे एंटीजन-बाइंडिंग और टी सेल सक्रिय करने वाले कार्यों दोनों को एक ही रिसेप्टर में जोड़ते हैं। सी. ए. आर. टी. कोशिका चिकित्सा कैंसर के इलाज के लिए सी. ए. आर. के साथ इंजीनियर टी कोशिकाओं का उपयोग करती है। सीएआर-टी इम्यूनोथेरेपी का आधार कैंसर कोशिकाओं को पहचानने के लिए टी कोशिकाओं को संशोधित करना है ताकि उन्हें अधिक प्रभावी ढंग से लक्षित और नष्ट किया जा सके। वैज्ञानिक लोगों से टी कोशिकाओं की कटाई करते हैं, उन्हें आनुवंशिक रूप से बदल देते हैं, फिर उनके ट्यूमर पर हमला करने के लिए रोगियों में परिणामी सीएआर टी कोशिकाओं को डालते हैं। सी. ए. आर. टी. कोशिकाएँ या तो रोगी के अपने रक्त में टी कोशिकाओं से (स्वचालित रूप से) या किसी अन्य, स्वस्थ, दाता (सजातीय रूप से) की टी कोशिकाओं से प्राप्त की जा सकती हैं। एक बार एक व्यक्ति से अलग होने के बाद, इन टी कोशिकाओं को आनुवंशिक रूप से एक विशिष्ट सीएआर को व्यक्त करने के लिए इंजीनियर किया जाता है, जिसमें एचआईवी जैसे इंजीनियर लेंटिवायरस से प्राप्त वेक्टर का उपयोग किया जाता है (जीन थेरेपी में लेंटिवायरल वेक्टर देखें)। सी. ए. आर. प्राप्तकर्ता की टी कोशिकाओं को ट्यूमर की सतह पर मौजूद एक प्रतिजन को लक्षित करने के लिए प्रोग्राम करता है। सुरक्षा के लिए, सीएआर टी कोशिकाओं को एक प्रतिजन के लिए विशिष्ट होने के लिए इंजीनियर किया जाता है जो एक ट्यूमर पर व्यक्त किया जाता है लेकिन स्वस्थ कोशिकाओं पर व्यक्त नहीं किया जाता है। एक रोगी में सी. ए. आर. टी. कोशिकाओं को डालने के बाद, वे कैंसर कोशिकाओं के खिलाफ एक "जीवित दवा" के रूप में कार्य करते हैं। जब वे किसी कोशिका की सतह पर अपने लक्षित प्रतिजन के संपर्क में आते हैं, तो सीएआर टी कोशिकाएं उससे जुड़ती हैं और सक्रिय हो जाती हैं, फिर फैलती हैं और साइटोटॉक्सिक बन जाती हैं। सी. ए. आर. टी. कोशिकाएँ कई तंत्रों के माध्यम से कोशिकाओं को नष्ट करती हैं, जिनमें व्यापक उत्तेजित कोशिका प्रसार शामिल है, जिससे वे अन्य जीवित कोशिकाओं (साइटोटॉक्सिसिटी) के लिए विषाक्त हो जाते हैं, और उन कारकों के स्राव में वृद्धि होती है जो अन्य कोशिकाओं जैसे साइटोकिन्स, इंटरल्यूकिन्स और विकास कारकों को प्रभावित कर सकते हैं। सी. ए. आर. टी. कोशिकाओं की सतह पर दो प्रकार के सह-रिसेप्टर, सी. डी. 4 और सी. डी. 8 हो सकते हैं। इन दो प्रकार की कोशिकाओं, जिन्हें क्रमशः सीडी4 + और सीडी8 + कहा जाता है, में अलग-अलग और परस्पर क्रिया करने वाले साइटोटॉक्सिक प्रभाव होते हैं, और ऐसा प्रतीत होता है कि कोशिका प्रकारों के 1-से-1 अनुपात को नियोजित करने वाले उपचार सहक्रियात्मक एंटीट्यूमर प्रभाव प्रदान करते हैं। एंटीबॉडी और टी सेल रिसेप्टर के कुछ हिस्सों वाले पहले चिमेरिक रिसेप्टर्स का वर्णन 1987 में योशीहिसा कुवाना एट अल द्वारा किया गया था। जापान में फुजिता स्वास्थ्य विश्वविद्यालय और क्योवा हक्को कोग्यो, कंपनी लिमिटेड में, और स्वतंत्र रूप से 1989 में इज़राइल में वीज़मैन संस्थान में गिडियोन ग्रॉस और ज़ेलिग एशर द्वारा। मूल रूप से "टी-बॉडीज" कहा जाने वाला, इन शुरुआती दृष्टिकोणों ने टी. सी. आर.-α या टी. सी. आर.-β प्रोटीन के स्थिर डोमेन के साथ विशेष रूप से विविध लक्ष्यों को बांधने की एंटीबॉडी की क्षमता को जोड़ा। 1991 में, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन फ्रांसिस्को में आर्थर वीस द्वारा सीडी3जीओ के अंतःकोशिकीय संकेत क्षेत्र वाले चिमेरिक रिसेप्टर्स को टी सेल संकेत को सक्रिय करने के लिए दिखाया गया था। इस काम ने सीडी3जीओ इंट्रासेल्युलर डोमेन को एंटीबॉडी जैसे एक्स्ट्रासेल्युलर डोमेन, आमतौर पर सिंगल-चेन फ्रैक्शन वेरिएबल (एससीएफवी) डोमेन के साथ-साथ सीडी4 जैसे प्रोटीन के साथ चिमेरिक रिसेप्टर्स में जोड़ने के लिए प्रेरित किया, जिन्हें बाद में पहली पीढ़ी के सीएआर कहा गया। 1990 के दशक के मध्य में जैव प्रौद्योगिकी कंपनी सेल जेनेसिस द्वारा चिमेरिक एंटीजन रिसेप्टर टी कोशिकाओं के पहले नैदानिक परीक्षण में एक सीडी4 बाह्य कोशिकीय डोमेन और एक सीडी3जीओ इंट्रासेल्युलर डोमेन वाली पहली पीढ़ी के सीएआर का उपयोग किया गया था, जिससे एचआईवी संक्रमित कोशिकाओं को लक्षित करने के लिए गोद ली गई टी कोशिकाओं को स्थानांतरित करने की अनुमति मिली, हालांकि यह कोई नैदानिक सुधार दिखाने में विफल रहा। 1990 के दशक में ठोस ट्यूमर में सीएआर टी कोशिकाओं के इसी तरह के प्रारंभिक नैदानिक परीक्षणों में पहली पीढ़ी के सीएआर का उपयोग करके एमयूसी1 जैसे ठोस ट्यूमर एंटीजन को लक्षित करने से स्थानांतरित टी कोशिकाओं की दीर्घकालिक दृढ़ता नहीं दिखाई दी या इसके परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण छूट नहीं मिली। 2000 के दशक की शुरुआत में, सीडी28 या 4-1बीबी जैसे सह-उत्तेजक डोमेन को पहली पीढ़ी के सीएआर के सीडी3जीओ इंट्रासेल्युलर डोमेन में जोड़ा गया था। दूसरी पीढ़ी के सीएआर कहे जाने वाले इन निर्माणों ने पूर्व-नैदानिक मॉडल में अधिक दृढ़ता और बेहतर ट्यूमर निकासी दिखाई। 2010 के दशक की शुरुआत में नैदानिक परीक्षणों में सीडी19 को लक्षित करने वाली दूसरी पीढ़ी के सीएआर का उपयोग किया गया, जो सामान्य बी कोशिकाओं के साथ-साथ बी-सेल ल्यूकेमिया और लिम्फोमा द्वारा व्यक्त एक प्रोटीन है, एन. सी. आई., पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय और मेमोरियल स्लोन केटरिंग कैंसर केंद्र के जांचकर्ताओं ने सीएआर टी कोशिका उपचारों की नैदानिक प्रभावकारिता का प्रदर्शन किया और इसके परिणामस्वरूप कई भारी पूर्व-उपचारित रोगियों में पूर्ण छूट हुई। इन परीक्षणों ने अंततः अमेरिका में 2017 में एफ. डी. ए. की सी. ए. आर. टी. कोशिकाओं की पहली दो अनुमोदनों का नेतृत्व किया, जो कि टिसाजेनलेक्ल्यूसेल (किमरियाह) के लिए थे, जिन्हें नोवार्टिस द्वारा मूल रूप से बी-सेल अग्रदूत तीव्र लिम्फोब्लास्टिक ल्यूकेमिया (बी-ए. एल. एल.) के लिए विपणन किया गया था, और एक्सिकाबैटाजिन सिलोल्यूसेल (यसकार्टा), जिसे मूल रूप से बड़े बी-सेल लिम्फोमा (डी. एल. बी. सी. एल.) के प्रसार के लिए काइट फार्मा द्वारा विपणन किया गया था। अब छह एफडीए-अनुमोदित सीएआर टी उपचार हैं। उत्पादन सीएआर टी-कोशिकाओं के उत्पादन में पहला कदम मानव रक्त से टी कोशिकाओं का अलगाव है। सीएआर टी-कोशिकाओं का निर्माण या तो रोगी के अपने रक्त से किया जा सकता है, जिसे ऑटोलॉगस उपचार के रूप में जाना जाता है, या एक स्वस्थ दाता के रक्त से, जिसे एलोजेनिक उपचार के रूप में जाना जाता है। दोनों ही मामलों में निर्माण प्रक्रिया समान है; केवल प्रारंभिक रक्तदाता की पसंद अलग है। सबसे पहले, ल्यूकोसाइट को रक्त कोशिका विभाजक का उपयोग करके एक प्रक्रिया में अलग किया जाता है जिसे ल्यूकोसाइट अफेरेसिस के रूप में जाना जाता है। इसके बाद परिधीय रक्त मोनोन्यूक्लियर कोशिकाओं (पी. बी. एम. सी.) को अलग किया जाता है और एकत्र किया जाता है। ल्यूकोसाइट अफेरेसिस के उत्पादों को फिर एक कोशिका-प्रसंस्करण केंद्र में स्थानांतरित कर दिया जाता है। कोशिका प्रसंस्करण केंद्र में, विशिष्ट टी कोशिकाओं को उत्तेजित किया जाता है ताकि वे सक्रिय रूप से फैल सकें और बड़ी संख्या में फैल सकें। उनके विस्तार को चलाने के लिए, टी कोशिकाओं का आमतौर पर साइटोकिन इंटरल्यूकिन 2 (आईएल-2) और एंटी-सीडी3 एंटीबॉडी के साथ इलाज किया जाता है। कुछ प्रोटोकॉल में एंटी-सीडी3/सीडी28 एंटीबॉडी का भी उपयोग किया जाता है। विस्तारित टी कोशिकाओं को शुद्ध किया जाता है और फिर एक रेट्रोवायरल वेक्टर के माध्यम से इंजीनियर सीएआर को एन्कोडिंग करने वाले जीन के साथ ट्रांसड्यूस किया जाता है, आमतौर पर या तो एक एकीकृत गैमरेट्रोवायरस (आरवी) या एक लेंटिवायरल (एलवी) वेक्टर। यू3 क्षेत्र के आंशिक विलोपन के कारण ये वैक्टर आधुनिक समय में बहुत सुरक्षित हैं। नए जीन संपादन उपकरण CRISPR/Cas9 का उपयोग हाल ही में जीनोम में विशिष्ट स्थलों में CAR जीन को एकीकृत करने के लिए रेट्रोवायरल वैक्टर के बजाय किया गया है। इंजीनियर सीएआर टी-कोशिकाओं की शुरुआत से पहले रोगी को लिम्फोडेप्लेशन कीमोथेरेपी से गुजरना पड़ता है। रोगी में परिसंचारी ल्यूकोसाइट्स की संख्या में कमी से उत्पादित साइटोकिन्स की संख्या बढ़ जाती है और संसाधनों के लिए प्रतिस्पर्धा कम हो जाती है, जो इंजीनियर सीएआर टी-कोशिकाओं के विस्तार को बढ़ावा देने में मदद करती है। नैदानिक अनुप्रयोग मार्च 2019 तक, सीएआर टी कोशिकाओं को शामिल करते हुए विश्व स्तर पर लगभग 364 नैदानिक परीक्षण चल रहे थे। उन परीक्षणों में से अधिकांश रक्त कैंसर को लक्षित करते हैंः सी. ए. आर. टी. उपचार हेमेटोलॉजिकल दुर्दमता के लिए सभी परीक्षणों के आधे से अधिक के लिए जिम्मेदार हैं। सीडी19 सबसे लोकप्रिय प्रतिजन लक्ष्य बना हुआ है, इसके बाद बी. सी. एम. ए. (आमतौर पर मल्टीपल मायलोमा में व्यक्त किया जाता है) है। 2016 में, अध्ययनों ने अन्य एंटीजनों की व्यवहार्यता का पता लगाना शुरू किया, जैसे कि सीडी20। ठोस ट्यूमर के लिए परीक्षणों में सीएआर टी का कम प्रभुत्व होता है, जिसमें लगभग आधे सेल थेरेपी-आधारित परीक्षणों में एनके कोशिकाओं जैसे अन्य प्लेटफॉर्म शामिल होते हैं। कैंसर टी कोशिकाओं को आनुवंशिक रूप से रोगी की ट्यूमर कोशिकाओं पर विशेष रूप से एंटीजन की ओर निर्देशित चिमेरिक एंटीजन रिसेप्टर्स को व्यक्त करने के लिए इंजीनियर किया जाता है, फिर रोगी में डाला जाता है जहां वे कैंसर कोशिकाओं पर हमला करते हैं और उन्हें मार देते हैं। सीएआर को व्यक्त करने वाली टी कोशिकाओं का दत्तक हस्तांतरण एक आशाजनक कैंसर-रोधी चिकित्सीय है, क्योंकि सीएआर-संशोधित टी कोशिकाओं को संभावित रूप से किसी भी ट्यूमर से जुड़े प्रतिजन को लक्षित करने के लिए इंजीनियर किया जा सकता है। प्रारंभिक सीएआर टी कोशिका अनुसंधान ने रक्त कैंसर पर ध्यान केंद्रित किया है। पहले स्वीकृत उपचार सीएआर का उपयोग करते हैं जो एंटीजन सीडी19 को लक्षित करते हैं, जो बी-सेल-व्युत्पन्न कैंसर जैसे कि तीव्र लिम्फोब्लास्टिक ल्यूकेमिया (एएलएल) और फैलते बड़े बी-सेल लिम्फोमा (डीएलबीसीएल) में मौजूद होते हैं। कई अन्य रक्त कैंसर प्रतिजनों को लक्षित करने वाले सीएआर को इंजीनियर करने के प्रयास भी चल रहे हैं, जिसमें अपवर्तक हॉजकिन के लिम्फोमा में सीडी30; तीव्र मायलोइड ल्यूकेमिया (एएमएल) में सीडी33, सीडी123, और एफएलटी3; और कई मायलोमा में बीसीएमए शामिल हैं। ठोस ट्यूमर ने एक अधिक कठिन लक्ष्य प्रस्तुत किया है। अच्छे प्रतिजनों की पहचान चुनौतीपूर्ण रही हैः ऐसे प्रतिजनों को अधिकांश कैंसर कोशिकाओं पर अत्यधिक व्यक्त किया जाना चाहिए, लेकिन सामान्य ऊतकों पर काफी हद तक अनुपस्थित होना चाहिए। सीएआर टी कोशिकाओं को भी ठोस ट्यूमर द्रव्यमान के केंद्र में कुशलता से तस्करी नहीं की जाती है, और शत्रुतापूर्ण ट्यूमर सूक्ष्म वातावरण टी कोशिका गतिविधि को दबा देता है। जबकि अधिकांश सीएआर टी कोशिका अध्ययन एक सीएआर टी कोशिका बनाने पर ध्यान केंद्रित करते हैं जो एक निश्चित कोशिका आबादी को समाप्त कर सकती है (उदाहरण के लिए, सीएआर टी कोशिकाएं जो लिम्फोमा कोशिकाओं को लक्षित करती हैं), इस तकनीक के लिए अन्य संभावित उपयोग हैं। टी कोशिकाएं एंटीजन के प्रति सहिष्णुता में भी मध्यस्थता कर सकती हैं। सीएआर से लैस एक नियामक टी कोशिका में एक विशिष्ट प्रतिजन के प्रति सहिष्णुता प्रदान करने की क्षमता हो सकती है, जिसका उपयोग अंग प्रत्यारोपण या ल्यूपस जैसे संधि रोगों में किया जा सकता है। एफ. डी. ए. द्वारा अनुमोदित सी. ए. आर. टी. कोशिका उपचार सुरक्षा गंभीर दुष्प्रभाव हैं जो सी. ए. आर. टी. कोशिकाओं के शरीर में प्रवेश करने के परिणामस्वरूप होते हैं, जिसमें साइटोकिन रिलीज सिंड्रोम और न्यूरोलॉजिकल विषाक्तता शामिल हैं। चूंकि यह एक अपेक्षाकृत नया उपचार है, इसलिए सीएआर टी-सेल थेरेपी के दीर्घकालिक प्रभावों के बारे में बहुत कम जानकारी है। लंबे समय तक रोगी के जीवित रहने के साथ-साथ सीएआर टी-कोशिकाओं से इलाज की जाने वाली महिला रोगियों में गर्भावस्था की जटिलताओं के बारे में अभी भी चिंताएं हैं। एनाफिलेक्सिस एक दुष्प्रभाव हो सकता है, क्योंकि सीएआर एक विदेशी मोनोक्लोनल एंटीबॉडी के साथ बनाया जाता है, और इसके परिणामस्वरूप एक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया होती है। ऑन-टारगेट/ऑफ-ट्यूमर पहचान तब होती है जब सीएआर टी-कोशिका सही प्रतिजन को पहचानती है, लेकिन प्रतिजन स्वस्थ, गैर-रोगजनक ऊतक पर व्यक्त किया जाता है। इसके परिणामस्वरूप सीएआर टी-कोशिकाएं गैर-ट्यूमर ऊतक पर हमला करती हैं, जैसे कि स्वस्थ बी कोशिकाएं जो सीडी19 को व्यक्त करती हैं जिससे बी-सेल एप्लासिया होता है। इस प्रतिकूल प्रभाव की गंभीरता अलग-अलग हो सकती है लेकिन पूर्व इम्यूनोसप्रेशन, लिम्फोडेप्लेटिंग कीमोथेरेपी और ऑन-टारगेट प्रभावों के संयोजन से हाइपोगैमाग्लोबुलिनेमिया और लंबे समय तक साइटोपेनिया होने से रोगियों को गंभीर संक्रमण का खतरा बढ़ जाता है। इस बात की भी संभावना नहीं है कि इंजीनियर सीएआर टी-कोशिकाएं स्वयं सम्मिलन उत्परिवर्तन के माध्यम से कैंसर कोशिकाओं में बदल जाएंगी, क्योंकि वायरल वेक्टर सीएआर जीन को मेजबान टी कोशिका के जीनोम में ट्यूमर सप्रेसर या ऑन्कोजीन में डालता है। कुछ रेट्रोवायरल (आर. वी.) वैक्टरों में लेंटिवायरल (एल. वी.) वैक्टरों की तुलना में कम जोखिम होता है। हालाँकि, दोनों में ऑन्कोजेनिक होने की क्षमता है। टी कोशिकाओं में सीएआर सम्मिलन स्थलों का जीनोमिक अनुक्रमण विश्लेषण सीएआर टी-कोशिका कार्य और विवो में दृढ़ता की बेहतर समझ के लिए स्थापित किया गया है। सी. ए. आर. टी-कोशिकाओं के साथ उपचार के बाद सबसे आम समस्या साइटोकिन रिलीज सिंड्रोम (सी. आर. एस.) है, एक ऐसी स्थिति जिसमें प्रतिरक्षा प्रणाली सक्रिय होती है और सूजन साइटोकिन की बढ़ती संख्या जारी करती है। इस सिंड्रोम की नैदानिक अभिव्यक्ति उच्च बुखार, थकान, मायाल्जिया, मतली, केशिका रिसाव, टैकीकार्डिया और अन्य हृदय रोग, यकृत की विफलता और गुर्दे की हानि के साथ सेप्सिस के समान है। सी. आर. एस. सी. ए. आर. टी-कोशिका चिकित्सा से इलाज किए गए लगभग सभी रोगियों में होता है; वास्तव में, सी. आर. एस. की उपस्थिति एक नैदानिक मार्कर है जो इंगित करती है कि सी. ए. आर. टी-कोशिकाएं कैंसर कोशिकाओं को मारने के उद्देश्य से काम कर रही हैं। सी. आर. एस. की गंभीरता उपचार के प्रति बढ़ी हुई प्रतिक्रिया से संबंधित नहीं है, बल्कि उच्च रोग बोझ से संबंधित है। गंभीर साइटोकिन रिलीज सिंड्रोम को कॉर्टिकोस्टेरॉइड्स जैसे इम्यूनोसप्रेसेन्ट्स और टॉसिलिज़ुमाब, एक एंटी-आईएल-6 मोनोक्लोनल एंटीबॉडी के साथ प्रबंधित किया जा सकता है। टोसिलिज़ुमाब का उपयोग करके प्रारंभिक हस्तक्षेप उपचार के चिकित्सीय प्रभाव को प्रभावित किए बिना कई अध्ययनों में गंभीर सी. आर. एस. की आवृत्ति को कम करने के लिए दिखाया गया था। प्रतिरक्षा प्रभावक कोशिका सँ जुड़ल न्यूरोटॉक्सिसिटी न्यूरोलॉजिकल विषाक्तता सेहो अक्सर सीएआर टी-कोशिका उपचार सँ जुड़ल छैक। अंतर्निहित तंत्र को बहुत कम समझा गया है, और यह सी. आर. एस. से संबंधित हो भी सकता है और नहीं भी। नैदानिक अभिव्यक्तियों में प्रलाप, भाषा की व्याख्या करने की क्षमता होने के बावजूद सुसंगत रूप से बोलने की क्षमता का आंशिक नुकसान (अभिव्यंजक अफेसिया), कम सतर्कता (मोटापा) और दौरे शामिल हैं। कुछ नैदानिक परीक्षणों के दौरान, न्यूरोटॉक्सिसिटी के कारण मौतें हुई हैं। न्यूरोटॉक्सिसिटी से मृत्यु का मुख्य कारण सेरेब्रल एडिमा है। जूनो थेरेप्यूटिक्स, इंक. द्वारा किए गए एक अध्ययन में, परीक्षण में नामांकित पांच रोगियों की मस्तिष्क शोफ के परिणामस्वरूप मृत्यु हो गई। दो रोगियों का इलाज अकेले साइक्लोफॉस्फेमाइड से किया गया और शेष तीन का इलाज साइक्लोफॉस्फेमाइड और फ्लुडाराबिन के संयोजन से किया गया। फ्रेड हचिंसन कैंसर रिसर्च सेंटर द्वारा प्रायोजित एक अन्य नैदानिक परीक्षण में, सीएआर टी-कोशिकाओं के प्रशासन के 122 दिनों बाद अपरिवर्तनीय और घातक तंत्रिका संबंधी विषाक्तता का एक मामला सामने आया था। चिमेरिक प्रतिजन रिसेप्टर संरचना चिमेरिक प्रतिजन रिसेप्टर सामान्य टी कोशिका सक्रियण के कई पहलुओं को एक एकल प्रोटीन में जोड़ते हैं। वे एक बाह्य कोशिकीय प्रतिजन पहचान क्षेत्र को एक अंतःकोशिकीय संकेत क्षेत्र से जोड़ते हैं, जो एक प्रतिजन के बंधे होने पर टी कोशिका को सक्रिय करता है। सीएआर चार क्षेत्रों से बने होते हैंः एक प्रतिजन पहचान क्षेत्र, एक बाह्य कोशिकीय काज क्षेत्र, एक ट्रांसमेम्ब्रेन क्षेत्र और एक इंट्रासेल्युलर टी सेल सिग्नलिंग क्षेत्र। प्रतिजन पहचान क्षेत्र प्रतिजन पहचान क्षेत्र रिसेप्टर के एक्टोडोमेन भाग में कोशिका के बाहर के संपर्क में आता है। यह संभावित लक्षित अणुओं के साथ अंतःक्रिया करता है और एक मेल खाने वाले अणु को व्यक्त करने वाली किसी भी कोशिका के लिए सीएआर टी कोशिका को लक्षित करने के लिए जिम्मेदार है। प्रतिजन पहचान क्षेत्र आमतौर पर एकल-श्रृंखला चर टुकड़े (एससीएफवी) के रूप में एक साथ जुड़े एक मोनोक्लोनल एंटीबॉडी के चर क्षेत्रों से प्राप्त होता है। एस. सी. एफ. वी. एक चिमेरिक प्रोटीन है जो इम्यूनोग्लोबिन की प्रकाश (वी. एल.) और भारी (वी. एच.) श्रृंखलाओं से बना होता है, जो एक छोटे लिंकर पेप्टाइड से जुड़ा होता है। इन वी. एल. और वी. एच. क्षेत्रों का चयन लक्ष्य प्रतिजन (जैसे सी. डी. 19) को बांधने की उनकी क्षमता के लिए पहले से किया जाता है। दो श्रृंखलाओं के बीच लिंकर में लचीलेपन के लिए ग्लाइसिन और सेरीन के खिंचाव के साथ-साथ अतिरिक्त घुलनशीलता के लिए ग्लूटामेट और लाइसिन के खिंचाव के साथ हाइड्रोफिलिक अवशेष होते हैं। एकल डोमेन एंटीबॉडी (जैसे। वीएच, वीएचएच, वीएनएआर) को टी कोशिकाओं में उनकी उच्च पारगमन दक्षता के कारण सीएआर प्रारूप में प्रतिजन पहचान डोमेन के रूप में इंजीनियर और विकसित किया गया है। एंटीबॉडी टुकड़ों के अलावा, गैर-एंटीबॉडी-आधारित दृष्टिकोणों का उपयोग सीएआर विशिष्टता को निर्देशित करने के लिए भी किया गया है, आमतौर पर लिगैंड/रिसेप्टर जोड़े का लाभ उठाते हुए जो आम तौर पर एक दूसरे से जुड़ते हैं। साइटोकिन्स, जन्मजात प्रतिरक्षा रिसेप्टर्स, टी. एन. एफ. रिसेप्टर्स, विकास कारक और संरचनात्मक प्रोटीन सभी का सफलतापूर्वक सी. ए. आर. प्रतिजन पहचान डोमेन के रूप में उपयोग किया गया है। काज क्षेत्र काज, जिसे स्पेसर भी कहा जाता है, एक छोटा संरचनात्मक क्षेत्र है जो प्रतिजन पहचान क्षेत्र और कोशिका की बाहरी झिल्ली के बीच बैठता है। एक आदर्श काज एस. सी. एफ. वी. रिसेप्टर हेड के लचीलेपन को बढ़ाता है, जिससे सी. ए. आर. और उसके लक्षित प्रतिजन के बीच स्थानिक बाधाओं को कम किया जा सकता है। यह सीएआर टी कोशिकाओं और लक्षित कोशिकाओं के बीच एंटीजन बाइंडिंग और सिनेप्स गठन को बढ़ावा देता है। काज अनुक्रम अक्सर आई. जी. जी., सी. डी. 8, और सी. डी. 28 सहित अन्य प्रतिरक्षा अणुओं से झिल्ली-निकटवर्ती क्षेत्रों पर आधारित होते हैं। ट्रांसमेम्ब्रेन डोमेन एक संरचनात्मक घटक है, जिसमें एक हाइड्रोफोबिक अल्फा हेलिक्स होता है जो कोशिका झिल्ली को फैलाता है। यह सी. ए. आर. को प्लाज्मा झिल्ली में लंगर डालता है, जो अंतःकोशिकीय संकेत क्षेत्र के साथ बाह्य कोशिकीय काज और प्रतिजन पहचान क्षेत्रों को जोड़ता है। यह क्षेत्र समग्र रूप से रिसेप्टर की स्थिरता के लिए आवश्यक है। आम तौर पर, एंडोडोमेन के सबसे झिल्ली-समीपस्थ घटक से ट्रांसमेम्ब्रेन डोमेन का उपयोग किया जाता है, लेकिन विभिन्न ट्रांसमेम्ब्रेन डोमेन के परिणामस्वरूप अलग-अलग रिसेप्टर स्थिरता होती है। सी. डी. 28 ट्रांसमेम्ब्रेन डोमेन के परिणामस्वरूप एक अत्यधिक व्यक्त, स्थिर रिसेप्टर के रूप में जाना जाता है। सीडी3-जीटा ट्रांसमेम्ब्रेन डोमेन का उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है, क्योंकि इसके परिणामस्वरूप कृत्रिम टी. सी. आर. को देशी टी. सी. आर. में शामिल किया जा सकता है। इंट्रासेल्युलर टी सेल सिग्नलिंग डोमेन इंट्रासेल्युलर टी सेल सिग्नलिंग डोमेन कोशिका के अंदर रिसेप्टर के एंडोडोमेन में स्थित है। एक प्रतिजन के बाहरी प्रतिजन पहचान क्षेत्र से बंधे होने के बाद, सीएआर रिसेप्टर्स एक साथ समूह बनाते हैं और एक सक्रियण संकेत प्रसारित करते हैं। फिर रिसेप्टर का आंतरिक साइटोप्लाज्मिक छोर टी कोशिका के अंदर संकेत देता है। सामान्य टी कोशिका सक्रियण सीडी3-जीटा के साइटोप्लाज्मिक क्षेत्र में मौजूद इम्यूनोरेसेप्टर टायरोसिन-आधारित सक्रियण रूपांकनों (आई. टी. ए. एम.) के फॉस्फोराइलेशन पर निर्भर करता है। इस प्रक्रिया की नकल करने के लिए, सीडी3-जीटा के साइटोप्लाज्मिक डोमेन का उपयोग आमतौर पर मुख्य सीएआर एंडोडोमेन घटक के रूप में किया जाता है। आई. टी. ए. एम. युक्त अन्य क्षेत्रों को भी आजमाया गया है, लेकिन वे उतने प्रभावी नहीं हैं। टी कोशिकाओं को सक्रियण के बाद बने रहने के लिए सीडी3 संकेत के अलावा सह-उत्तेजक अणुओं की भी आवश्यकता होती है। इस कारण से, सीएआर रिसेप्टर्स के एंडोडोमेन में आम तौर पर सह-उत्तेजक प्रोटीन से एक या अधिक चिमेरिक डोमेन भी शामिल होते हैं। सीडी28, सीडी27, सीडी134 (ओएक्स40) और सीडी137 (4−1बीबी) सहित विभिन्न प्रकार के सह-उत्तेजक अणुओं से संकेत डोमेन का सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया है। उपयोग किया जाने वाला अंतःकोशिकीय संकेत क्षेत्र एक सीएआर टी कोशिका की पीढ़ी को परिभाषित करता है। पहली पीढ़ी के सीएआर में केवल एक सीडी3-जीटा साइटोप्लाज्मिक डोमेन शामिल है। दूसरी पीढ़ी के सीएआर एक सह-उत्तेजक क्षेत्र जोड़ते हैं, जैसे सीडी28 या 4−1बीबी। इन अंतःकोशिकीय संकेत क्षेत्रों की भागीदारी टी कोशिका प्रसार, साइटोकिन स्राव, एपोप्टोसिस के प्रतिरोध और विवो दृढ़ता में सुधार करती है। तीसरी पीढ़ी के सीएआर टी कोशिका गतिविधि को बढ़ाने के लिए कई सह-उत्तेजक डोमेन जैसे सीडी 28-41 बीबी या सीडी28-ओएक्स40 को जोड़ते हैं। प्रीक्लिनिकल डेटा से पता चलता है कि तीसरी पीढ़ी के सीएआर दूसरी पीढ़ी के सीएआर की तुलना में बेहतर प्रभावक कार्यों और विवो दृढ़ता में बेहतर प्रदर्शन करते हैं। हालांकि सभी रोगियों में सी. ए. आर. टी. कोशिका चिकित्सा के बाद प्रारंभिक नैदानिक छूट दर 90 प्रतिशत तक अधिक है, दीर्घकालिक उत्तरजीविता दर बहुत कम है। इसका कारण आम तौर पर ल्यूकेमिया कोशिकाओं का उद्भव होता है जो सीडी19 को व्यक्त नहीं करते हैं और इसलिए सीडी19-सीएआर टी कोशिकाओं द्वारा पहचान से बचते हैं, एक घटना जिसे एंटीजन एस्केप के रूप में जाना जाता है। सी. डी. 19 प्लस सी. डी. 22 या सी. डी. 19 प्लस सी. डी. 20 के दोहरे लक्ष्य के साथ सी. ए. आर. टी. कोशिकाओं को विकसित करने वाले पूर्व-नैदानिक अध्ययनों ने आश्वासन का प्रदर्शन किया है, और सी. डी. 19 डाउन-रेगुलेशन को दरकिनार करने के लिए द्वि-विशिष्ट लक्ष्य का अध्ययन करने वाले परीक्षण जारी हैं। 2018 में, सी. ए. आर. का एक संस्करण विकसित किया गया था जिसे एस. यू. पी. आर. ए. आर., या स्प्लिट, यूनिवर्सल और प्रोग्रामेबल के रूप में संदर्भित किया जाता है। एस. यू. पी. आर. ए. आर. की गतिविधि को बारीकी से विनियमित करने के लिए कई तंत्रों को तैनात किया जा सकता है, जो अति सक्रियण को सीमित करता है। पारंपरिक सीएआर डिजाइन के विपरीत, एसयूपीआरए सीएआर किसी व्यक्ति की प्रतिरक्षा कोशिकाओं के आगे आनुवंशिक संशोधन के बिना कई एंटीजनों को लक्षित करने की अनुमति देता है। इम्यूनो-ऑन्कोलॉजी में एस. एम. डी. सी. (छोटे अणु दवा संयुग्म) प्लेटफॉर्म एक प्रयोगात्मक दृष्टिकोण है जो एकल सार्वभौमिक सी. ए. आर. टी. कोशिका की इंजीनियरिंग को संभव बनाता है, जो फ्लोरेसिन आइसोथियोसाइनेट (एफ. आई. टी. सी.) के रूप में नामित एक सौम्य अणु के लिए असाधारण रूप से उच्च आत्मीयता के साथ जुड़ता है। इन कोशिकाओं का उपयोग विभिन्न प्रकार के कैंसर के इलाज के लिए किया जाता है जब उन्हें द्वि-विशिष्ट एस. एम. डी. सी. एडाप्टर अणुओं के साथ सह-प्रशासित किया जाता है। ये अद्वितीय द्वि-विशिष्ट एडाप्टर एक एफ. आई. टी. सी. अणु और एक ट्यूमर-होमिंग अणु के साथ निर्मित किए जाते हैं ताकि कैंसर कोशिकाओं के साथ सार्वभौमिक सी. ए. आर. टी. कोशिका को सटीक रूप से जोड़ा जा सके, जो स्थानीय टी कोशिका सक्रियण का कारण बनता है। चूहों में एंटी-ट्यूमर गतिविधि केवल तभी प्रेरित होती है जब दोनों सार्वभौमिक सीएआर टी कोशिकाएं और सही एंटीजन-विशिष्ट एडाप्टर अणु मौजूद होते हैं। ट्यूमर-रोधी गतिविधि और विषाक्तता को प्रशासित एडाप्टर अणु खुराक को समायोजित करके नियंत्रित किया जा सकता है। एंटीजेनिक रूप से विषम ट्यूमर का उपचार वांछित एंटीजन-विशिष्ट एडाप्टरों के मिश्रण के प्रशासन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। कार टी कार्य चौथी पीढ़ी के कार (जिसे टीआरयूसीके या बख्तरबंद कार के रूप में भी जाना जाता है) आगे ऐसे कारकों को जोड़ते हैं जो टी कोशिका के विस्तार, दृढ़ता और ट्यूमर-रोधी गतिविधि को बढ़ाते हैं। इसमें साइटोकिन्स शामिल हो सकते हैं, जैसे कि आईएल-2, आईएल-5, आईएल-12 और सह-उत्तेजक लिगेंड। इंजीनियर टी कोशिकाओं में एक सिंथेटिक नियंत्रण तंत्र जोड़ने से डॉक्टरों को विषाक्त दुष्प्रभावों को कम करने के लक्ष्य के साथ रोगी के शरीर में टी कोशिकाओं की दृढ़ता या गतिविधि को सटीक रूप से नियंत्रित करने की अनुमति मिलती है। प्रमुख नियंत्रण तकनीक टी कोशिका की मृत्यु को ट्रिगर करती है या टी कोशिका सक्रियण को सीमित करती है, और अक्सर एक अलग दवा के माध्यम से टी कोशिकाओं को नियंत्रित करती है जिसे आवश्यकतानुसार पेश किया जा सकता है या रोका जा सकता है। आत्मघाती जीनः आनुवंशिक रूप से संशोधित टी कोशिकाओं को एक या अधिक जीन को शामिल करने के लिए इंजीनियर किया जाता है जो एक बाह्य कोशिकीय अणु द्वारा सक्रिय होने पर एपोप्टोसिस को प्रेरित कर सकते हैं। हर्पिस सिम्प्लेक्स वायरस थाइमिडीन किनेज (एचएसवी-टीके) और इंड्यूसिबल कैस्पेस 9 (आईकैस्प 9) दो प्रकार के आत्मघाती जीन हैं जिन्हें सीएआर टी कोशिकाओं में एकीकृत किया गया है। आईकैस्प9 प्रणाली में, आत्मघाती जीन परिसर में दो तत्व होते हैंः एक उत्परिवर्तित एफके506-बाध्यकारी प्रोटीन जो छोटे अणु रिमिडुसिड/एपी1903 के लिए उच्च विशिष्टता के साथ होता है, और एक जीन जो एक प्रो-डोमेन-हटाए गए मानव कैस्पेस 9 को कूटबद्ध करता है। रिमिडुसिड के साथ रोगी की खुराक आत्महत्या प्रणाली को सक्रिय करती है, जिससे आनुवंशिक रूप से संशोधित टी कोशिकाओं का तेजी से एपोप्टोसिस होता है। हालांकि एचएसवी-टीके और आईकैस्प9 दोनों प्रणालियाँ नैदानिक परीक्षणों में एक सुरक्षा परिवर्तन के रूप में एक ध्यान देने योग्य कार्य प्रदर्शित करती हैं, कुछ दोष उनके अनुप्रयोग को सीमित करते हैं। एचएसवी-टीके वायरस-व्युत्पन्न है और मनुष्यों के लिए प्रतिरक्षात्मक हो सकता है। वर्तमान में यह भी स्पष्ट नहीं है कि क्या आत्मघाती जीन रणनीतियाँ खतरनाक ऑफ-ट्यूमर साइटोटॉक्सिसिटी को रोकने के लिए सभी स्थितियों में जल्दी से काम करेंगी। दोहरे प्रतिजन रिसेप्टरः सीएआर टी कोशिकाओं को एक ही समय में दो ट्यूमर से जुड़े प्रतिजन रिसेप्टर्स को व्यक्त करने के लिए इंजीनियर किया जाता है, जिससे इस संभावना को कम किया जाता है कि टी कोशिकाएं गैर-ट्यूमर कोशिकाओं पर हमला करेंगी। दोहरी-प्रतिजन रिसेप्टर सी. ए. आर. टी. कोशिकाओं में कम तीव्र दुष्प्रभाव होने की सूचना मिली है। चूहों में एक इन विवो अध्ययन से पता चलता है कि दोहरे रिसेप्टर सीएआर टी कोशिकाओं ने प्रोस्टेट कैंसर को प्रभावी ढंग से समाप्त कर दिया और पूर्ण दीर्घकालिक उत्तरजीविता प्राप्त की। ऑन-स्विच और ऑफ-स्विचः इस प्रणाली में, सीएआर टी कोशिकाएं केवल ट्यूमर एंटीजन और एक सौम्य एक्सोजेनस अणु दोनों की उपस्थिति में कार्य कर सकती हैं। इसे प्राप्त करने के लिए, सीएआर टी कोशिका के इंजीनियर चिमेरिक एंटीजन रिसेप्टर को दो अलग-अलग प्रोटीनों में विभाजित किया जाता है जो कार्य करने के लिए एक साथ आने चाहिए। पहले रिसेप्टर प्रोटीन में आम तौर पर बाह्य कोशिकीय प्रतिजन बाध्यकारी क्षेत्र होता है, जबकि दूसरे प्रोटीन में डाउनस्ट्रीम सिग्नलिंग तत्व और सह-उत्तेजक अणु (जैसे सीडी3जीओ और 4-1बीबी) होते हैं। एक बहिजन अणु (जैसे कि रैपामाइसिन एनालॉग) की उपस्थिति में, बंधन और संकेत प्रोटीन एक साथ द्विगुणित हो जाते हैं, जिससे सीएआर टी कोशिकाएं ट्यूमर पर हमला कर सकती हैं। मानव ई. जी. एफ. आर. कटा हुआ रूप (एच. ई. जी. एफ. आर. टी.) का उपयोग सेटुक्सिमैब का उपयोग करके सी. ए. आर. टी. कोशिकाओं के लिए एक ऑफ-स्विच के रूप में किया गया है। स्विच के रूप में द्वि-विशिष्ट अणुः द्वि-विशिष्ट अणु टी कोशिकाओं की सतह पर ट्यूमर से जुड़े प्रतिजन और सीडी3 अणु दोनों को लक्षित करते हैं। यह सुनिश्चित करता है कि टी कोशिकाएँ तब तक सक्रिय नहीं हो सकती जब तक कि वे ट्यूमर कोशिका के निकट भौतिक निकटता में न हों। एंटी-सीडी20/सीडी3 द्वि-विशिष्ट अणु चूहों में घातक बी कोशिकाओं और कैंसर कोशिकाओं दोनों के लिए उच्च विशिष्टता दिखाता है। एफ. आई. टी. सी. इस रणनीति में उपयोग किया जाने वाला एक और द्वि-कार्यात्मक अणु है। एफ. आई. टी. सी. एफ. आई. टी. सी.-विशिष्ट सी. ए. आर. टी. कोशिकाओं की गतिविधि को फोलेट रिसेप्टर्स वाली ट्यूमर कोशिकाओं की ओर पुनर्निर्देशित और विनियमित कर सकता है। सीएआर टी सेल निर्माण में प्रगति। सी. ए. आर. टी. कोशिका चिकित्सा की उच्च लागत के कारण, सी. ए. आर. टी. कोशिका निर्माण में सुधार और लागत को कम करने के लिए कई वैकल्पिक प्रयासों की जांच की जा रही है। विवो कार टी सेल निर्माण रणनीतियों का परीक्षण किया जा रहा है। इसके अलावा, सी. ए. आर. टी. कोशिका उत्पादन के लिए जैव-अवरोधक सामग्री विकसित की गई है। त्वरित सी. ए. आर. टी. कोशिका का उत्पादन सक्रियण और विस्तार चरणों को छोटा करने या समाप्त करने के माध्यम से भी संभव है। अर्थशास्त्र सी. ए. आर. टी. कोशिका चिकित्सा की लागत की आलोचना की गई है, जिसमें टिसाजेनलेक्ल्यूसेल (किमरियाह) और एक्सिकाबैटाजिन सिलोल्यूसेल (यसकार्टा) की प्रारंभिक लागत क्रमशः $375,000 और $475,000 है। सी. ए. आर. टी. उपचारों की उच्च लागत विशेष अच्छे विनिर्माण अभ्यास (जी. एम. पी.) सुविधाओं में जटिल सेलुलर निर्माण के साथ-साथ साइटोकिन रिलीज सिंड्रोम जैसे जोखिमों के कारण सी. ए. आर. टी. कोशिकाओं को प्रशासित करने के बाद आवश्यक उच्च स्तर की अस्पताल देखभाल के कारण होती है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, सीएआर टी सेल थेरेपी मेडिकेयर और कई लेकिन सभी निजी बीमाकर्ताओं द्वारा कवर नहीं की जाती हैं। सी. ए. आर. टी. कोशिकाओं के निर्माताओं ने सी. ए. आर. टी. चिकित्सा की उच्च लागत के कारण वैकल्पिक भुगतान कार्यक्रम विकसित किए हैं, जैसे कि भुगतान की आवश्यकता केवल तभी होती है जब सी. ए. आर. टी. चिकित्सा उपचार के बाद एक निश्चित समय बिंदु तक पूर्ण छूट को प्रेरित करती है। इसके अतिरिक्त, सीएआर टी कोशिका उपचार अभी तक दुनिया भर में उपलब्ध नहीं हैं। चीन, ऑस्ट्रेलिया, सिंगापुर, यूनाइटेड किंगडम और कुछ यूरोपीय देशों में सीएआर टी कोशिका चिकित्सा को मंजूरी दी गई है। फरवरी 2022 में ब्राजील ने टिसाजेनलेक्ल्यूसेल (किमरियाह) उपचार को मंजूरी दी। सेल थेरेपी चेकप्वाइंट इनहिबिटर जीन थेरेपी इम्यून चेकप्वाइंट एप्कोरिटैमैब संदर्भ बाहरी लिंक सीएआर टी कोशिकाएँः इंजीनियरिंग रोगियों की प्रतिरक्षा कोशिकाएँ उनके कैंसर का इलाज करने के लिए देखें। राष्ट्रीय कैंसर संस्थान जुलाई 2019 कैंसर इम्यूनोथेरेपी जीन थेरेपी प्रतिरक्षा प्रणाली ल्यूकेमिया लिम्फोमा टी कोशिकाएं