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麻省总医院布莱根分校(Mass General Brigham)和麻省理工学院-哈佛大学布罗德研究所(Broad Institute)的研究人员发现了可以提高嵌合抗原受体(CAR)-T细胞疗法疗效的基因修饰。CAR-T细胞疗法是一种利用经过修饰的患者T细胞靶向癌症的免疫疗法。该研究利用CRISPR筛选技术,精确定位了在体外培养和多发性骨髓瘤临床前模型中影响T细胞功能和存活的基因。他们的研究成果和技术发表在《自然》杂志上,有望开发基于T细胞的癌症免疫疗法。
CAR-T 细胞疗法是一种利用经过修饰的患者 T 细胞靶向癌症的免疫疗法。最新研究利用 CRISPR 筛选技术,精确定位了在培养物和多发性骨髓瘤临床前模型中影响 T 细胞功能和存活的基因。他们的研究成果和技术发表在《自然》杂志上,有望开发基于 T 细胞的癌症免疫疗法。
“我们对T细胞的整个生命周期进行了筛选,将它们与癌细胞共培养,然后进一步将细胞转移到动物模型中,”“我们在体内发现了一些重要的调控因子,而这些因子是我们无法从体外结果中预测到的。”麻省总医院克兰兹家族癌症研究中心研究员、麻省总医院布莱根医疗系统创始成员、布罗德研究所肿瘤免疫疗法发现引擎主任Robert Manguso博士说。
“测试单个基因修饰以找到能够增强 CAR-T 功能的修饰将耗费大量的时间和金钱。我们的方法可以让我们一次测试数百种修饰,”共同资深作者、麻省总医院布莱根分校细胞免疫治疗项目主任、布罗德癌症项目准成员 Marcela Maus 医学博士补充道。
CAR-T细胞疗法彻底改变了血液癌症的治疗,但迄今为止,其对实体瘤或复发性或难治性多发性骨髓瘤患者的疗效尚不显著。此外,循环中的CAR-T细胞数量会随着时间的推移而减少,从而限制了它们的长期活性。
在这项麻省理工的研究中,研究团队开发了一种 CRISPR 筛选技术,靶向人类供体来源的 CAR-T 细胞中的 135 个基因,以识别可能改善细胞持久性和功能的基因。研究人员在体外培养了这些 CRISPR 编辑的细胞,并将其移植到多发性骨髓瘤小鼠模型中,并追踪了它们在体内长达 21 天的存活情况。
对改造后的CAR-T细胞的分析表明,删除细胞周期调控基因CDKN1B可增强CAR-T细胞的增殖、长期持久性和抗肿瘤活性。研究人员还观察到,一些基因在体外影响功能,但在体内不影响;而另一些基因则促进了肿瘤微环境中的早期增殖,但并未带来长期益处。
作者提出,针对CAR-T 细胞中的CDKN1B可以增强多发性骨髓瘤患者的治疗效果,并建议利用其筛选方法的未来研究可以改进其他癌症的治疗方法。
另外一项研究介绍了CELLFIE,这是一个CAR T细胞工程和高内涵CRISPR筛选平台,能够系统地改造CAR T细胞并评估其治疗潜力。
“我们的 CELLFIE 平台并行测试了所有人类基因的敲除,并评估哪些基因能够使 CAR-T 细胞更健康、更持久或更不易衰竭,”该研究的第一作者兼联合导师、现任美国加州 Arc 研究所组长 Paul Datlinger 解释说。
这导致了一个令人惊讶的遗传靶点的发现:敲除 RHOG 基因可使 CAR-T 细胞在临床前模型中对抗白血病的效力显著增强。
与历经数百万年进化的天然T细胞不同,CAR-T细胞在基因上被赋予了新的功能,但其进化过程并未对其进行优化。因此,在天然免疫中发挥重要作用的基因反而会削弱CAR-T细胞的功能。
研究人员利用 CELLFIE 技术,设计并测试了数千个 CAR-T 细胞基因敲除方案。为了优先筛选出最有希望的筛选目标基因,他们在临床前小鼠模型中开发了一种新颖的体内 CRISPR 筛选方法,并验证了多个基因敲除方案对 CAR-T 细胞有益。最值得注意的是,与标准 CAR-T 细胞相比,RHOG 敲除的 CAR-T 细胞扩增更佳,更能抵抗衰竭,并更有效地控制白血病。更多细节见:
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