Американські вчені підвищили ефективність терапії раку Т-лімфоцитами з хімерними антигенними рецепторами (CAR-T), використавши для їх отримання систему CRISPR/Cas9. Результати роботи опубліковані в журналі, їм також присвячений супутній редакційний матеріал.
Технологія CAR-T - найбільш перспективний на сьогоднішній день експериментальний метод лікування раку. Він полягає в тому, що лімфоцити пацієнта або донора генетично модифікують так, щоб вони синтезували штучний рецептор, який складається з фрагмента антитіла, що розпізнає пухлинні клітини, і внутрішньоклітинної частини, що активує лімфоцит. В ході експериментів CAR-T успішно виліковували деякі форми раку, в першу чергу гематологічні: найбільш дієвими виявилися клітини, що розпізнають антиген В-лімфоцитів CD19. Однак у терапії більшості щільних пухлин їхня ефективність виявилася недостатньою.
Більшість сучасних методик виробництва CAR-T не зачіпають основний рецептор Т-лімфоцитів (TCR). Таким чином, модифіковані клітини експресують і штучний, і «рідний» рецептори. При цьому лімфоцити з TCR, які специфічні щодо власних антигенів організму, відносно швидко знищуються природним шляхом, щоб не допустити розвитку аутоімунних захворювань. Це ж послаблює їх атаку на пухлини, оскільки частина антигенів ракових клітин збігаються з антигенами здорових клітин, і призводить до недостатньої ефективності CAR-T. Експерименти показали, що «вимикання» послідовності ДНК, яка кодує постійну ділянку альфа-ланцюга TCR (TRAC), не тільки підвищує ефективність CAR-T, але і дозволяє використовувати для лікування заздалегідь приготовані донорські лімфоцити без ризику реакції відторгнення.
Враховуючи ці дані, співробітники Інституту Слоуна-Кеттерінга вдосконалили метод отримання CAR-T, що розпізнають CD19. Скориставшись системою редагування генома CRISPR/Cas9, вони вбудували ген хімерного антигенного рецептора безпосередньо в послідовність, яка кодує TRAC, тим самим перервавши її і припинивши експресію TCR. Тобто одним точковим впливом вони вирішили відразу два завдання: і забезпечили синтез CAR, і позбавили лімфоцити «рідних» рецепторів.
У пошуку промоторів (ділянок генів, що запускають їх експресію), які забезпечують рівномірний і тривалий синтез CAR, вчені випробували на мишах з моделлю лейкозу чотири різних промоторних послідовності, а також позбавлені промоторів гени CAR, вбудовані в дві різні ділянки геному.
З'ясувалося, що вбудовування гена CAR в послідовність TRAC дозволяє йому використовувати природний промотор рецепторів Т-клітин, що забезпечує найбільш стабільну експресію CAR і максимальну протипухлинну ефективність.
Таким чином, розроблена методика дозволяє підвищити ефективність CAR-T терапії, використовувати донорські клітини, що робить технологію більш універсальною і знижує її вартість. Крім того, прицільне вбудовування гена CAR системою CRISPR/Cas9 пов'язано з меншим ризиком побічних ефектів порівняно з вбудовуванням у випадкову ділянку генома, яке відбувається при використанні вірусного вектора.
Раніше Федеральна комісія з біологічної безпеки та етики США схвалила проведення першого експерименту з редагування геному людини за допомогою системи CRISPR/Cas9. У ході випробувань на базі трьох клінічних центрів планується використовувати цю технологію для видалення двох генів CAR-Т-лімфоцитів. Один з них кодує TCR, а інший - білок PD-1, який активує Т-клітини. Якщо проведення випробувань схвалять Управління продуктів і ліків США (FDA) і клініки, експериментальну терапію отримають 15 пацієнтів з множинною мієломою, меланомою і саркомою.