Наконец появились обнадёживающие данные о CRISPR-терапии рака

Генные инженеры создают «самое сложное лечение на сегодняшний день» с помощью генетических ножниц CRISPR: индивидуально разработанные иммунные клетки с отредактированным геномом для атаки на опухоли.

Небольшое испытание на людях показало, что исследователи могут изменять иммунные клетки с помощью редактирования генов CRISPR так, чтобы они распознавали мутировавшие белки, характерные для опухолей конкретного человека. Затем эти клетки можно безопасно вводить в организм для поиска и уничтожения мишеней.

Сочетание редактирования генов и клеточной иммунотерапии

Это первая попытка объединить два новых подхода в исследованиях рака: редактирование генов для персонализированного лечения и инженерию иммунных клеток, называемых T-клетками, для более точного воздействия на опухоли. Подход испытали у 16 человек с солидными опухолями, происходящими из органов или тканей, в том числе молочной железы и толстой кишки.

Соавтор работы Antoni Ribas, врач и исследователь рака из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, говорит: «Вероятно, это самая сложная терапия из когда-либо испытанных в клинике». «Мы пытаемся создать армию из собственных T-клеток пациента.»

Результаты опубликованы 10 ноября 2022 года в Nature и в тот же день представлены на заседании Общества иммунотерапии рака (Society for Immunotherapy of Cancer) в Бостоне, Массачусетс.

По-настоящему индивидуальное лечение

Вкратце новый подход осуществили в 3 этапа:

1. Ribas и коллеги начали с поиска присутствующих в опухоли, но отсутствующих в крови мутаций, выполнив на образцах крови и биопсии опухоли секвенирование DNA. Для каждого пациента это требовалось делать отдельно. Ribas говорит: «Мутации различаются при каждом раке». «Хотя некоторые мутации были общими, они составляли меньшинство.»
2. Затем исследователи использовали алгоритмы, чтобы предсказать, какие мутации могут вызвать ответ T-клеток — белых клеток крови, патрулирующих организм в поисках дефектных клеток. Главный научный сотрудник PACT Pharma в Южном Сан-Франциско, Калифорния, и ведущий автор работы Stephanie Mandl говорит: «Если [T-клетки] видят что-то ненормальное, они это убивают». Но если мы видим пациента с раком, значит, в какой-то момент иммунная система не распознала рак или не справилась с ним и опухоль выросла.
3. После ряда анализов для проверки предварительных результатов и прогнозов и разработки белков, называемых T-клеточными рецепторами и способных распознавать опухолевые мутации, исследователи взяли кровь у каждого участника и использовали редактирование генома CRISPR для встраивания специальных рецепторов в T-клетки. Затем каждый участник получил низкодозную химиотерапию для уменьшения числа имевшихся в организме иммунных клеток, после чего пациентам ввели созданные T-клетки.

Joseph Fraietta, разрабатывающий T-клеточное лечение рака в Пенсильванском университете в Филадельфии, говорит: «Это чрезвычайно сложный производственный процесс». В некоторых случаях весь процесс занимал более года.

Каждый из 16 участников получил T-клетки, разработанные против максимум трёх различных мишеней — генетических мутаций. Впоследствии изменённые клетки обнаруживали в кровотоке, а вблизи опухолей их концентрация была выше, чем неизменённых клеток. Через месяц после лечения у пяти участников была стабильная болезнь, то есть опухоли не росли. Только у двоих возникли побочные эффекты, вероятно связанные с активностью изменённых T-клеток.

Ribas говорит, что хотя эффективность была низкой, исследователи использовали относительно небольшие дозы T-клеток, чтобы обеспечить безопасность подхода. «В следующий раз нужно ударить сильнее», — говорит он.

По мере разработки способов ускорить создание терапии изменённые клетки будут меньше времени культивироваться вне организма и смогут быть активнее после введения. Fraietta говорит: «Технология будет становиться всё лучше».

Надёжное начало

CAR T-клетки — инженерно модифицированные T-клетки — одобрены для лечения некоторых видов рака крови и лимфатической системы, однако солидные опухоли представляют особую трудность. CAR T-клетки эффективны лишь против белков, экспрессируемых на поверхности опухолевых клеток. Такие белки присутствуют при многих видах рака крови и лимфатической системы, поэтому для каждого пациента не нужно создавать новые T-клеточные рецепторы.

Однако, по словам Fraietta, у солидных опухолей нет общих поверхностных белков. Они также создают физические препятствия T-клеткам, которым нужно циркулировать в крови, добраться до опухоли и проникнуть в неё для уничтожения раковых клеток. Иногда опухолевые клетки подавляют иммунный ответ, выделяя иммуносупрессивные сигналы и используя местные питательные ресурсы для ускорения своего роста.

Fraietta говорит: «Окружение опухоли похоже на канализацию». «Как только T-клетки попадают туда, они становятся менее функциональными.»

Опираясь на первые доказательства из испытания на людях, Mandl и коллеги надеются создавать T-клетки, которые не только распознают раковые мутации, но и активнее работают рядом с опухолью. По словам Mandl, есть несколько потенциальных способов усилить их: например, удалить рецепторы, реагирующие на иммуносупрессивные сигналы, или изменить обмен веществ, чтобы клеткам было легче находить источник энергии в опухолевой среде.

Avery Posey, занимающийся клеточной и генной терапией рака в Пенсильванском университете в Филадельфии, считает, что такие сложные конструкции могут стать возможны благодаря недавним технологическим достижениям применения CRISPR для редактирования T-клеток: «Метод стал невероятно эффективным. В ближайшие десять лет мы увидим очень сложные способы инженерного изменения иммунных клеток.»