Два генетических редактирования: P2RY8 и GNAS

Скрининг выявил два гена, нокаут (утрата функции) которых значительно повышает эффективность CAR-T-клеток в борьбе с солидными опухолями: P2RY8 и GNAS. Каждый ген действует по-своему, а их комбинация дает мощный синергетический эффект .

Нокаут P2RY8: Открытие пути в опухоль

Опухоли вырабатывают молекулу, которая активирует рецептор P2RY8 на Т-клетках, действуя как тормоз, физически препятствующий проникновению Т-клеток внутрь. Удаление P2RY8 снимает этот тормоз, вызывая массовое проникновение Т-клеток в солидные опухоли . Ген P2RY8 кодирует G-белок-связанный рецептор (GPCR), который при активации передает сигнал через Gα13, ограничивая перемещение Т-клеток. Нарушив этот путь, исследователи позволили Т-клеткам накапливаться в опухолях в количествах, недостижимых для стандартных CAR-T-клеток .

Нокаут GNAS: Поддержание боеспособности

Попав внутрь опухоли, Т-клетки сталкиваются с враждебным микроокружением, полным подавляющих сигналов. GNAS (кодирующий белок Gαs) действует как центральный сигнальный узел, обрабатывающий множество таких сигналов. Удаление GNAS делает Т-клетки в значительной степени нечувствительными к этим сигналам, позволяя им сохранять высокую продукцию интерферона-гамма (IFN-γ) — ключевой противоопухолевой молекулы-эффектора . Это делает Т-клетки устойчивыми к иммуносупрессивным условиям, которые обычно парализуют иммунную функцию внутри солидных опухолей.

Синергия комбинации: Проникновение и активность

Удаление обоих генов P2RY8 и GNAS одновременно дает синергетический эффект: Т-клетки не только в большем количестве проникают в опухоль, но и сохраняют высокую активность внутри нее. В модели рака легкого на мышах даже при очень низкой дозе CAR-T-клеток две трети мышей были свободны от опухолей к концу исследования, тогда как ни одна из мышей, получивших контрольные CAR-T-клетки, не избавилась от опухоли .

Эффективность на разных моделях солидных опухолей

Польза от этих редактирований не ограничивается раком легкого. CAR-T-клетки только с нокаутом GNAS уменьшали опухоли на множестве моделей солидных опухолей, включая меланому, рак легкого, поджелудочной железы, аденокарциному пищеводно-желудочного перехода и саркому матки . Комбинированные правки также показали эффективность при тестировании на Т-клетках, полученных от пациентов с раком яичников и меланомой, что подтверждает возможность применения в клетках, полученных от больных .

Наблюдение за мышами в течение более шести месяцев после исчезновения опухоли не выявило долгосрочных побочных эффектов, что позволяет предположить благоприятный профиль безопасности .

Новая платформа для открытий

Идентификация генов P2RY8 и GNAS стала возможной благодаря новой платформе CRISPR-скрининга in vivo, разработанной той же командой. Эта платформа позволяет проводить полногеномные скрининги потери функции в первичных человеческих Т-клетках внутри мышей с опухолями, преодолевая прежние ограничения, которые сводили CRISPR-скрининг только к лабораторным условиям или требовали большого количества животных . Система включает гиперэкспрессию CD3 scFv на опухолевых клетках для достижения высокого выхода Т-клеток из опухоли, что позволяет проводить всесторонний анализ с относительно небольшим числом животных .

Последствия для иммунотерапии рака

Эти результаты представляют собой значительный шаг на пути к тому, чтобы сделать CAR-T-терапию эффективной против солидных опухолей, которые составляют подавляющее большинство всех случаев рака. Стратегия двойного редактирования нацелена на два наиболее критических барьера иммунотерапии солидных опухолей: плохое проникновение Т-клеток и иммуносупрессивное микроокружение опухоли. Благоприятный профиль безопасности, наблюдаемый в долгосрочных исследованиях на мышах, также поддерживает дальнейшую разработку метода для клинических испытаний .

Два генетических редактирования: P2RY8 и GNAS

Скрининг выявил два гена, нокаут (утрата функции) которых значительно повышает эффективность CAR-T-клеток в борьбе с солидными опухолями: P2RY8 и GNAS. Каждый ген действует по-своему, а их комбинация дает мощный синергетический эффект .

Нокаут P2RY8: Открытие пути в опухоль

Опухоли вырабатывают молекулу, которая активирует рецептор P2RY8 на Т-клетках, действуя как тормоз, физически препятствующий проникновению Т-клеток внутрь. Удаление P2RY8 снимает этот тормоз, вызывая массовое проникновение Т-клеток в солидные опухоли . Ген P2RY8 кодирует G-белок-связанный рецептор (GPCR), который при активации передает сигнал через Gα13, ограничивая перемещение Т-клеток. Нарушив этот путь, исследователи позволили Т-клеткам накапливаться в опухолях в количествах, недостижимых для стандартных CAR-T-клеток .

Нокаут GNAS: Поддержание боеспособности

Попав внутрь опухоли, Т-клетки сталкиваются с враждебным микроокружением, полным подавляющих сигналов. GNAS (кодирующий белок Gαs) действует как центральный сигнальный узел, обрабатывающий множество таких сигналов. Удаление GNAS делает Т-клетки в значительной степени нечувствительными к этим сигналам, позволяя им сохранять высокую продукцию интерферона-гамма (IFN-γ) — ключевой противоопухолевой молекулы-эффектора . Это делает Т-клетки устойчивыми к иммуносупрессивным условиям, которые обычно парализуют иммунную функцию внутри солидных опухолей.

Синергия комбинации: Проникновение и активность

Удаление обоих генов P2RY8 и GNAS одновременно дает синергетический эффект: Т-клетки не только в большем количестве проникают в опухоль, но и сохраняют высокую активность внутри нее. В модели рака легкого на мышах даже при очень низкой дозе CAR-T-клеток две трети мышей были свободны от опухолей к концу исследования, тогда как ни одна из мышей, получивших контрольные CAR-T-клетки, не избавилась от опухоли .

Эффективность на разных моделях солидных опухолей

Польза от этих редактирований не ограничивается раком легкого. CAR-T-клетки только с нокаутом GNAS уменьшали опухоли на множестве моделей солидных опухолей, включая меланому, рак легкого, поджелудочной железы, аденокарциному пищеводно-желудочного перехода и саркому матки . Комбинированные правки также показали эффективность при тестировании на Т-клетках, полученных от пациентов с раком яичников и меланомой, что подтверждает возможность применения в клетках, полученных от больных .

Наблюдение за мышами в течение более шести месяцев после исчезновения опухоли не выявило долгосрочных побочных эффектов, что позволяет предположить благоприятный профиль безопасности .

Новая платформа для открытий

Идентификация генов P2RY8 и GNAS стала возможной благодаря новой платформе CRISPR-скрининга in vivo, разработанной той же командой. Эта платформа позволяет проводить полногеномные скрининги потери функции в первичных человеческих Т-клетках внутри мышей с опухолями, преодолевая прежние ограничения, которые сводили CRISPR-скрининг только к лабораторным условиям или требовали большого количества животных . Система включает гиперэкспрессию CD3 scFv на опухолевых клетках для достижения высокого выхода Т-клеток из опухоли, что позволяет проводить всесторонний анализ с относительно небольшим числом животных .

Последствия для иммунотерапии рака

Эти результаты представляют собой значительный шаг на пути к тому, чтобы сделать CAR-T-терапию эффективной против солидных опухолей, которые составляют подавляющее большинство всех случаев рака. Стратегия двойного редактирования нацелена на два наиболее критических барьера иммунотерапии солидных опухолей: плохое проникновение Т-клеток и иммуносупрессивное микроокружение опухоли. Благоприятный профиль безопасности, наблюдаемый в долгосрочных исследованиях на мышах, также поддерживает дальнейшую разработку метода для клинических испытаний .