赋予免疫治疗细胞通过“压力测试”的弹性

　　用于免疫治疗的T细胞可能会在对抗癌细胞的任务中耗尽，或者在进入肿瘤时被关闭。加州大学旧金山分校和格莱斯顿研究所的研究人员通过对这些细胞基因组进行基于CRISPR的编辑，使治疗性细胞更具弹性。这一发现可能有助于克服限制这些有希望抑制固体和液体肿瘤疗法成功的一个主要因素。

　　

一种以前不知道的调节免疫的基因可以让疲惫的T细胞苏醒过来。

用于免疫治疗的T细胞可能会在对抗癌细胞的任务中耗尽，或者在进入肿瘤时被关闭。加州大学旧金山分校和格莱斯顿研究所的研究人员通过对这些细胞基因组进行基于CRISPR的编辑，使治疗性细胞更具弹性。这一发现可能有助于克服限制这些有希望抑制固体和液体肿瘤疗法成功的一个主要因素。“我们已经成功地设计出更好、更强、更长寿的T细胞，我们认为这将改善对血液和实体癌症的治疗，”Alex Marson博士说，他和癌症生物学家Alan Ashworth博士领导了这项研究，于2022年8月24日发表在《Nature》杂志上。“这是我们如何利用CRISPR的力量来加速设计改进的T细胞疗法的一个例子。”

Ashworth说:“这些基因组创新为解决开发高效、精确靶向免疫疗法的挑战创造了途径。通过操纵基因组来指导细胞行为的能力可能会导致许多疾病治疗的转型变化。”

开发高效的癌症免疫疗法的主要挑战之一是，肿瘤存在于抑制T细胞和其他免疫细胞的环境中，从而允许肿瘤形成和生长。治疗性T细胞是由患者自身的T细胞改造而来，用来识别和杀死肿瘤细胞，但当它们与这种环境作斗争时，往往会精疲力竭或出现功能障碍，变得无法杀死癌细胞。

“通过敲除一个单独的基因，我们创造出的细胞不仅是有效的肿瘤细胞杀手，而且在很长一段时间内是更持久的杀手，”医学博士、医学科学家Julia Carnevale说，她是这项研究的通讯作者，最近在加州大学旧金山分校医学系开设了自己的实验室，寻求新的策略来设计更好的细胞疗法来治疗癌症。

一个意想不到的目标

利用一套CRISPR筛选技术，他们可以在一组人类T细胞中，一次一个地关闭基因组中的每个基因，研究小组发现了一些候选基因，这些基因可以使T细胞对肿瘤中常见的免疫抑制微环境的关键方面产生抗性。

他们对一个名为RASA2的基因特别感兴趣，因为它以前从未与免疫细胞功能联系在一起。

“通过关注RASA2，我们想找出控制人类T细胞中该基因的表达是否可能使它们成为更敏感的免疫治疗剂。”

利用通讯作者、圣犹大儿童研究医院的Giedre Krenciute博士和Justin Eyquem博士创建的模型，该团队创造出了去除RASA2基因的T细胞。然后，他们将这些T细胞反复暴露在癌细胞和肿瘤微环境模型中，进行各种“压力测试”。

他们将这些细胞的表现与原始的治疗T细胞进行了比较，这些T细胞仍然含有一个功能性RASA2基因。在原始细胞失去抗癌能力很久之后，被敲除RASA2的细胞仍然非常不知疲倦。

研究小组对阻断RASA2的不同类型的工程T细胞进行了测试，并对来自许多不同人类捐赠者的细胞以及液体和固体癌症模型进行了测试，结果是一致的。

“敲除细胞可以继续杀戮，”Carnevale说。“似乎我们找到了系统中的刹车，当我们把它松开时，我们就释放了这些治疗细胞的潜力。”

改进现有治疗方法

共同通讯作者Eric Shifrut说:“我们希望确保，当我们消除RASA2的制动效应时，T细胞只识别和攻击癌细胞，而不是健康细胞。”

在与该研究所其他实验室的合作中，研究人员正在通过结合RASA2缺失的多种新技术，为临床试验奠定基础，以改进现有的T细胞疗法。

Carnevale说:“即使在最好的情况下，免疫疗法也不是对所有患者都有效，有很多复发的例子。如果我们能突破这种治疗方法的边界，找到正确的方式来重新连接T细胞，那将是非常令人兴奋的。”

Carnevale和Shifrut赞扬了发现这个未知基因的公正和系统的CRISPR筛选方法，说这种方法指出了通往未经考虑的生物学的道路，并扩大了像这样的研究的影响。

这项研究告诉我们，RASA2在免疫学中具有以前未被探索的作用。类似的系统研究，使用CRISPR查看基因组中的每一个基因，不仅将加速癌症治疗的设计，而且应该有助于设计更好地治疗各种疾病的细胞药物，从自身免疫性疾病到传染病。”