Небольшое клиническое испытание показало, что с помощью редактирования генов CRISPR можно изменить иммунные клетки таким образом, чтобы они распознавали мутировавшие белки, характерные для опухолей человека.
Затем эти клетки можно безопасно вернуть в организм, чтобы они нашли и уничтожили свою цель. Это первая попытка объединить две горячие области исследований рака: редактирование генов для создания персонализированных методов лечения и инженерию Т-клеток, для более эффективного воздействия на опухоли. Подход был протестирован на 16 людях с солидными опухолями, в том числе молочной железы и толстой кишки.
"Это, вероятно, самая сложная терапия, которую когда-либо пытались применить в клинике", - говорит соавтор исследования Антони Рибас, исследователь рака и врач Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. "Мы пытаемся создать армию из собственных Т-клеток пациента". Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature и представлены на заседании Общества иммунотерапии рака в Бостоне, штат Массачусетс, 10 ноября.
Рибас и его коллеги начали с секвенирования ДНК из образцов крови и биопсии опухоли, чтобы найти мутации, которые обнаруживаются в опухоли, но не в крови. Это необходимо было сделать для каждого участника исследования. "Мутации в каждом раке разные", - объясняет Рибас. "И хотя есть некоторые общие мутации, их меньшинство".
Затем авторы использовали алгоритмы, чтобы предсказать, какие из мутаций способны вызвать ответную реакцию со стороны Т-клеток. "Если [Т-клетки] видят что-то ненормальное, они убивают это", - комментирует Стефани Мандл, главный научный сотрудник компании PACT Pharma и ведущий автор исследования. "Но у пациентов, которых мы наблюдаем в клинике с раком, в какой-то момент иммунная система проигрывает битву, и опухоль растет".
После проведения ряда анализов для подтверждения своих выводов, проверки прогнозов и проектирования белков, называемых рецепторами Т-клеток, которые способны распознавать опухолевые мутации, исследователи взяли образцы крови у каждого участника и с помощью редактирования генома CRISPR вставили рецепторы в их Т-клетки. Затем каждый участник должен был принимать препараты, снижающие количество вырабатываемых иммунных клеток, после чего ему вводились сконструированные клетки. "Это чрезвычайно сложный производственный процесс", - подчеркивает Джозеф Фрайетта, занимающийся разработкой Т-клеточных методов лечения рака в Пенсильванском университете. В некоторых случаях вся процедура занимала более года".
Каждый из 16 участников получил модифицированные Т-клетки, имеющие до трех различных мишеней. После этого отредактированные клетки циркулировали в их крови и присутствовали в более высоких концентрациях, чем нередактированные клетки вблизи опухолей. Через месяц после лечения у пяти участников наблюдалась стабилизация заболевания, то есть опухоли не росли. Только у двух человек наблюдались побочные эффекты, которые, вероятно, были вызваны активностью отредактированных Т-клеток.
Несмотря на то, что эффективность лечения была низкой, исследователи использовали относительно небольшие дозы Т-клеток, чтобы убедиться в безопасности подхода, поясняет Рибас. "В следующий раз нам просто нужно сделать это более мощно", - говорит он. По мере того, как исследователи будут разрабатывать способы ускорения разработки терапии, сконструированные клетки будут проводить меньше времени в культуре вне организма и смогут быть более активными при инфузии. "Технология будет становиться все лучше и лучше", - считает Фрайетта.
Инженерные Т-клетки - так называемые CAR Т-клетки - были одобрены для лечения некоторых видов рака крови и лимфы, но солидные опухоли представляют собой особую проблему. CAR T-клетки эффективны только против белков, которые экспрессируются на поверхности опухолевых клеток. Такие белки встречаются при многих видах рака крови и лимфатической системы, что означает отсутствие необходимости разрабатывать новые рецепторы Т-клеток для каждого больного раком.
Но общие поверхностные белки не были обнаружены в солидных опухолях. Кроме того, солидные опухоли создают физические барьеры для Т-клеток, которые должны циркулировать в крови, добираться до опухоли и затем проникать в нее, чтобы убить раковые клетки. Опухолевые клетки также иногда подавляют иммунный ответ, как путем выделения химических сигналов, подавляющих иммунитет, так и путем использования местных запасов питательных веществ для обеспечения своего быстрого роста. "Среда вокруг опухоли похожа на сточную канаву", - говорит Фрайетта. "Т-клетки становятся менее функциональными, как только они попадают в опухоль".
Имея на руках это первоначальное доказательство концепции, авторы надеются, что смогут создать Т-клетки не только для распознавания раковых мутаций, но и для более активной работы вокруг опухоли. Мандл утверждает, что существует несколько потенциальных способов усиления Т-клеток, например, путем удаления рецепторов, реагирующих на иммуносупрессивные сигналы, или путем изменения их метаболизма, чтобы им было легче найти источник энергии в опухолевой среде.
Такие сложные технологии могут быть осуществимы благодаря последним достижениям в использовании CRISPR для редактирования Т-клеток, полагает Эйвери Поузи, изучающий клеточную и генную терапию для лечения рака в Университете Пенсильвании. "Это стало невероятно эффективным", - говорит он. "В течение следующего десятилетия мы увидим очень сложные способы инженерии иммунных клеток".
