_ Un nou Instrumentul de editare a ARN-ului ar putea îmbunătăți tratamentul cancerului

Terapiile celulare pentru cancer pot fi potențial îmbunătățite folosind o platformă de editare a ARN-ului CRISPR, potrivit unui nou studiu publicat pe 21 februarie în Cell.

The noua platformă, Multiplexed Effector Guide Arrays, sau MEGA, poate modifica ARN-ul celulelor, ceea ce a permis cercetătorilor de la Universitatea Stanford să regleze metabolismul celulelor imune într-un mod care a sporit capacitatea celulelor de a viza tumorile.

Autor principal. iar studentul absolvent de la Stanford, Victor Tieu, a fost interesat de îmbunătățirea terapiei cu celule T cu receptorul antigen himeric (CAR). În acest tratament pentru cancer, celulele T - un tip de globule albe - sunt proiectate cu proteina CAR, un receptor care permite celulelor să urmărească mai bine celulele canceroase. În timp ce terapia CAR T a tratat cu succes cancerele de sânge, inclusiv limfoamele și mielomul multiplu, celulele imunitare modificate nu s-au împotrivit bine împotriva cancerelor solide, cum ar fi cancerele pancreatice și pulmonare.

Aceasta se datorează faptului că tumorile solide au un volum mai voluminos. structura pentru ca celulele imune să pătrundă - celulele cresc epuizate înainte de a putea face progrese în distrugerea tumorilor. Celulele T au evoluat pentru a se declanșa rapid și a ataca virușii, ceea ce înseamnă că adesea își ard prin depozitele de energie prea devreme atunci când luptăm cu cancerul.

„Am fost cu adevărat interesați de modul în care putem îmbunătăți aceste celule pentru a îmbunătăți rezultatele clinice. ”, a spus Tieu. „Multe dintre instrumentele pe care le avem acum nu sunt chiar atât de bune.”

Cercetătorii și-au testat instrumentul pe celule CAR T în culturi de laborator cu celule tumorale și la șoareci cu cancer. „Descoperirea noastră este că are performanțe de 10 ori mai bune, în ceea ce privește reducerea creșterii tumorii și în ceea ce privește susținerea proliferării celulelor T pe termen lung”, a spus autorul principal Stanley Qi, profesor asociat de bioinginerie la Stanford și cercetător la Sarafan ChEM-H.

Eforturile anterioare de cercetare pentru a îmbunătăți terapia cu celule CAR T au folosit CRISPR-Cas9 pentru a edita ADN-ul celulelor. Cu toate acestea, această platformă de editare a genelor prezintă riscuri, deoarece șterge definitiv fragmente de ADN, care pot avea consecințe neintenționate și chiar pot determina ca celulele T în sine să devină canceroase.

Așadar, echipa de la Stanford a urmat o altă cale, să exploreze dacă CRISPR-Cas13d – care folosește o foarfecă moleculară care taie ARN, nu ADN – ar putea permite modificări reversibile ale expresiei genelor în celulele T. Spre deosebire de Cas9, Cas13d poate viza cu ușurință mai multe gene în același timp – în lucrare, cercetătorii au demonstrat că ar putea face 10 modificări simultan asupra celulelor T umane.

„ARN este următorul strat din ADN, așa că de fapt nu atingem niciun cod genetic”, a spus Tieu. „Dar suntem încă capabili să obținem schimbări mari în expresia genelor care pot schimba comportamentul celulei.”

Pentru a vedea dacă acest instrument ar putea îmbunătăți cu succes funcția celulelor CAR T, au identificat 24 de gene. care ar putea fi implicate în epuizarea celulelor T. Apoi au testat 6.400 de combinații de gene pereche în cultură, cu diferite gene respinse folosind instrumentul MEGA și au identificat noi perechi de gene care au funcționat deosebit de bine împreună pentru a stimula funcția antitumorală.

Într-un alt experiment, echipa a reglat un set de gene metabolice în celulele T pentru a înclina celulele de la sprinteri la alergători de maraton, oferindu-le rezistența de a smulge tumorile. Ei au comparat aceste celule T MEGA CAR cu celule T non-proiectate și cu celule T CAR, atât în ​​culturi de laborator cu celule tumorale, cât și la șoareci cu cancer. După trei săptămâni, au testat extinderea tumorilor, precum și modul în care supraviețuiau celulele T.

La început, celulele MEGA au rămas în urmă în activitatea lor anticanceroasă. „Inițial, am spus: „Oh, aceste celule sunt mai rele”, a spus Tieu. Dar, după ceva timp, aceste celule au perseverat împotriva celulelor tumorale în timp ce CAR T și celulele T obișnuite s-au uzat, ducând la îmbunătățirea de 10 ori a reducerii creșterii tumorii și a proliferării celulelor T.

Secretul a fost schimbarea modului în care celulele își cheltuiau zahărul, departe de un proces de glicoliză cu ardere rapidă, spre favorizarea fosforilării oxidative.

„Am fost capabili să folosim această tehnologie pentru a proiecta ARNm-urile. în această cale de utilizare a zahărului în interiorul celulelor T care reglează alegerea lor asupra moleculei de zahăr să utilizeze”, a spus Qi. Drept urmare, „Am reușit să menținem cu adevărat persistența acestor celule T, astfel încât celula T ar putea trăi mai mult în locul tumorii și, de asemenea, să exercite o performanță mult mai bună.”

Nu doar MEGA a făcut-o. platforma permite reglarea fină a genelor care reglează metabolismul celulelor T, reglarea ar putea fi, de asemenea, reglementată cu un medicament. Când a fost prezent un antibiotic numit trimetoprim, acesta a activat modificările ARN-ului, reducând metabolismul glicolizei celulelor și transformându-le în sportivi de anduranță în atacul lor asupra celulelor tumorale. Când medicamentul a dispărut, celulele au revenit la expresia genică inițială.

Acest mecanism de control bazat pe medicamente „vă permite să creați un comutator de siguranță” pentru tratamentele de imunoterapie, a spus coautorul Crystal Mackall, Ernest Ernest. și profesor de familie Amelia Gallo și profesor de pediatrie și medicină la Stanford.

Deși platforma este încă în fazele sale incipiente, cercetătorii speră că se poate dovedi în cele din urmă utilă în medii clinice.

Tieu plănuiește să continue dezvoltarea platformei în vederea acestui obiectiv. „Ar fi foarte grozav să încercăm să transformăm acest lucru într-un produs clinic real”, a spus el. „Cred că există mult potențial de a îmbunătăți cu adevărat terapia cu celule CAR T în moduri pe care oamenii nu le-ar fi putut face înainte.”

(Fluierul)