Průlomová technika úpravy genu může opravit vadné T buňky u pacientů s nedostatečností CTLA-4

Průlomová technika úpravy genu může opravit vadné T buňky u pacientů s nedostatečností CTLA-4

Chybu v buňkách, které tvoří klíčovou součást imunitního systému, lze opravit pomocí průlomové techniky úpravy genů, ukazuje nový výzkum vedený vědci z UCL na lidských buňkách a myších.

Výzkumníci tvrdí, že studie publikovaná v Science Translational Medicine by mohla vést k nové léčbě vzácného onemocnění bílých krvinek, které normálně pomáhají kontrolovat imunitní systém – známé jako regulační T buňky – a ty, které chrání tělo před opakovanými infekcemi a rakovinou – známé jako efektorové T buňky.

Pacienti se stavem známým jako CTLA-4 insuficience nesou mutace v genu, které způsobují, že tyto T buňky fungují abnormálně. Způsobuje, že trpí těžkou autoimunitou, při které jejich imunitní systém napadá vlastní tkáně a orgány, včetně krevních buněk.

Tento stav také zhoršuje "paměť" jejich imunitního systému, což znamená, že pacienti mohou mít potíže s bojem proti opakujícím se infekcím ze stejných virů a bakterií. V některých případech může také vést k lymfomu, což je typ rakoviny krve.

V lidských buňkách byli vědci schopni zaměřit se na vadný gen v T buňkách od pacientů s nedostatečností CTLA-4 a opravit chyby pomocí technik úpravy genů „vyjmout a vložit“ pomocí systému CRISPR/Cas. Tím se hladina CTLA-4 v buňkách vrátila na úroveň zdravých T buněk. Byli také schopni zlepšit symptomy onemocnění u myší s nedostatečností CTLA-4 tím, že jim podávali injekce genově upravených (opravených) T buněk.

Spoluautorka profesorka Claire Booth, Mahboubianová profesorka genové terapie a dětské imunologie na UCL Great Ormond Street Institute of Child Health, řekla: "Je opravdu vzrušující přemýšlet o tom, že bychom tuto léčbu přinesli pacientům. Pokud dokážeme zlepšit jejich symptomy a snížit riziko lymfoproliferativního onemocnění, bude to velký krok kupředu. Tento konkrétní článek je důležitý pro správné úpravy tohoto genu, který je pro nás důležitý." nový přístup k poruchám vrozené imunity."

CTLA-4 je protein produkovaný T buňkami, který pomáhá kontrolovat aktivitu imunitního systému. Většina lidí nese dvě pracovní kopie genu zodpovědného za produkci CTLA-4, ale ti, kteří mají pouze jednu pracovní kopii, produkují příliš málo proteinu na adekvátní regulaci imunitního systému.

V současné době je standardní léčbou nedostatečnosti CTLA-4 transplantace kostní dřeně, která má nahradit kmenové buňky odpovědné za produkci T buněk. Transplantace jsou ale rizikové a vyžadují vysoké dávky chemoterapie a mnoho týdnů v nemocnici. Starší pacienti s CTLA-4 insuficiencí obvykle nejsou dostatečně dobře tolerovat transplantační postup.

Profesor Booth řekl: "Náš přístup má mnoho pozitivních aspektů. Věříme, že korekcí T-buněk pacienta lze zlepšit mnoho příznaků onemocnění, přičemž jsou mnohem méně toxické než transplantace kostní dřeně. Buňky jsou jednodušší a korekce T-buněk je jednodušší. S tímto přístupem by pacienti potřebovali mnohem méně času v nemocnici."

Přístup k úpravě genů vyvinutý výzkumníky UCL využívá technologii úpravy genu CRISPR/Cas9, oceněnou Nobelovou cenou, k cílení na vadný gen CTLA-4 a jeho rozdělení na dvě části. Poté je do buňky dodána opravená sekvence DNA pomocí modifikovaného viru. Ten je poté nalepen na vadnou část genu pomocí mechanismu opravy buněčné DNA známého jako oprava řízená homologií.

To výzkumníkům umožnilo získat klíčové sekvence v rámci genu CTLA-4 – nazývaného intron –, které umožňují jeho zapnutí a vypnutí buňkou pouze v případě potřeby.

Geny, které hrají klíčovou roli v řízení imunitních reakcí, nejsou neustále zapnuté a jsou velmi přísně regulovány. Technika, kterou používáme, nám umožňuje ponechat nedotčené přirozené (endogenní) mechanismy, které kontrolují genovou expresi a zároveň opravují chybu v samotném genu.“

Profesorka Emma Morrisová,Spoluautor, PProfesor klinické buněčné a genové terapie a ředitel oddělení infekce a imunity UCL

Studii provedl Dr. Thomas Fox, klinický doktorand Wellcome Trust na UCL, vedl a vycházel z práce Dr. Pietra Genovese z Dana-Farber/Boston Children's Cancer and Blood Disorder Center v Bostonu, Massachusetts, který je jedním z autorů studie.

I když nedostatečnost CTLA-4 je vzácná, výzkumný tým tvrdí, že terapie genové úpravy, kterou vyvinuli pro boj s nemocí, by mohla být důkazem principu jejich přístupu, který by mohl být přizpůsoben pro boj s jinými nemocemi.

Profesor Morris dodal: "Je to způsob, jak opravit genetické mutace, které by mohly být potenciálně použitelné u jiných nemocí. Větší obrázek je, že nám umožňuje opravit geny, které jsou dysregulované nebo nadměrně aktivní, ale také nám umožňuje porozumět mnohem více genové expresi a genové regulaci."

Zdroj:

University College London

Odkaz:

Fox, T. A. a kol. (2022) Terapeutická genová editace T buněk za účelem nápravy CTLA-4 nedostatečnosti. Věda, translační medicína. doi.org/10.1126/scitranslmed.abn5811.

.