Улучшение клеточной терапии путем создания «суперсолдат» Т-клеток

Новое исследование, проведенное учеными из Комплексного онкологического центра Герберта Ирвинга (HICCC), показывает, что изменение только одной буквы в коде ДНК выбранных генов в Т-клетках может привести к улучшению клеточной терапии. Исследователи под руководством Бенджамина Изара, члена HICCC, использовали новое CRISPR-зависимое редактирование баз, чтобы «усилить» клеточную терапию, сделав ее потенциально более эффективной для большего числа пациентов.

Клеточная терапия работает путем реорганизации собственных иммунных клеток пациента как формы иммунотерапии. Эти новые методы лечения оказались успешными при особо трудно поддающихся лечению видах рака, но пока еще не оказали далеко идущего воздействия на всех пациентов и все типы рака.

«Хотя у некоторых пациентов наблюдаются устойчивые реакции, у большинства нет», — говорит Изар, старший автор нового исследования, опубликованного в журнале. Природная биотехнология. Уникальное микроокружение опухоли каждого пациента, сложные и динамичные клетки и молекулы, окружающие опухоль, могут подавлять активность иммунных клеток и препятствовать эффективности терапии. Внутренние факторы раковых клеток также могут играть роль в ответе и резистентности иммунотерапии.

«Что мы действительно знаем, так это то, что функция Т-клеток — строительного блока клеточной терапии — позволяет с высокой степенью прогнозирования того, будет ли созданный из них клеточный продукт эффективен против лечения рака пациента», — продолжает Изар.

Предыдущие исследования экспериментировали с созданием генома Т-клеток с помощью технологий CRISPR-Cas9 для повышения активности Т-клеток. Вместо того, чтобы уничтожать целые гены, Изар и его коллеги хотели проверить, будет ли достаточно внесения небольших изменений в геном — вариантов отдельных нуклеотидов с использованием новой техники, называемой редактированием оснований, для улучшения функции Т-клеток.

«Подход внедрения конкретных вариантов может быть использован с существующими методами клеточной терапии, где мы модифицируем эти продукты, чтобы сделать их более активными и с меньшей вероятностью потерпеть неудачу у пациентов», — говорит Изар. «Или мы могли бы создавать совершенно новые продукты, используя эти варианты белков в качестве основы».

В ходе исследования ученые провели массовое параллельное редактирование баз 102 генов, чтобы создать тысячи вариантов. После картирования влияния этих вариантов они выбрали только те, которые улучшали многочисленные показатели активности Т-клеток, которые, как известно, имеют решающее значение для устранения рака.

«Мы разработали эту библиотеку, содержащую более 10 000 различных мутаций, которые мы можем внести во все эти гены, которые, как мы знаем, важны для функции Т-клеток», — говорит Закари Уолш, аспирант лаборатории Изара и первый автор статьи. «В наших результатах мы обнаружили действительно интересную серию мутаций, которые на самом деле группируются в нескольких регионах одного и того же гена».

Введение специфических мутаций этого гена, PIK3CD, в опухолеспецифические Т-клетки превратило их в «суперсолдат», способных более эффективно убивать клетки меланомы и лейкемии. Они также произвели больше противоопухолевых цитокинов, которые считаются полезными в контексте противораковой реакции.

«Чтобы создать суперсолдат Т-клеток, которые можно будет использовать у пациентов, нам, вероятно, придется ввести более одного варианта либо в один и тот же ген, либо в разные гены», — говорит Изар. «Предстоит еще много работы, и одна из первых вещей, которые мы проверяем, — необходимы ли комбинаторные мутации для более эффективной клеточной терапии».