Ученые из Института Арк, Института Гладстона и Калифорнийского университета в Сан-Франциско разработали платформу эпигенетического редактирования, которая позволяет безопасно модифицировать множество генов в первичных Т-клетках человека, решая ключевую проблему производства и масштабируемости клеточной терапии следующего поколения. Исследование, опубликованное 21 октября 2025 года в журнале Nature Biotechnology, демонстрирует, как CRISPRoff и CRISPRon могут перепрограммировать собственные Т-клетки пациента в терапевтических целях без клеточной токсичности и повреждения ДНК, связанных с традиционными подходами к редактированию генов.
Растущее число методов Т-клеточной терапии, включая вмешательства CAR-T, представляют собой персонализированные методы лечения, которые генетически модифицируют Т-клетки пациента для нацеливания и уничтожения раковых клеток. Эти подходы оказались успешными в борьбе с раком крови, но часто терпят неудачу при применении к солидным опухолям, которые создают агрессивную среду, чрезмерно стимулирующую, а затем истощающую Т-клетки. Однако использование CRISPR для создания более сложных «бронированных» Т-клеток, обладающих энергией для работы в солидных опухолях, оказалось сложной задачей из-за токсичности и гибели клеток, вызванных одновременным редактированием нескольких генов.
CRISPRoff и CRISPRon позволяют избежать этой проблемы, позволяя ученым программно заглушать или активировать гены посредством эпигенетических модификаций — стабильных химических меток, которые контролируют экспрессию генов без разрезания ДНК или изменения последовательности генома. CRISPRoff подавляет гены, которые обычно ограничивают функцию Т-клеток, путем отложения меток метилирования на целевых промоторах, тогда как CRISPRon активирует полезные гены, удаляя эти метки. В отличие от традиционных подходов CRISPR, которые требуют разрезания спирали ДНК, что может повредить или убить Т-клетки, эти эпигенетические редакторы могут модифицировать до пяти генов одновременно, сохраняя при этом высокую выживаемость клеток.
«Т-клетки, по сути, запоминают наши инструкции по программированию», — говорит Люк Гилберт (X: @LukeGilbertSF), основной исследователь Arc Institute и доцент Калифорнийского университета в Сан-Франциско. «Мы поставляем эпигенетические редакторы всего на пару дней, но эффект подавления генов остается стабильным благодаря десяткам клеточных делений и множественным раундам иммунной активации».
Чтобы продемонстрировать потенциал платформы, исследователи создали улучшенные CAR-T-клетки, вставив рецепторы, нацеленные на рак, с помощью CRISPR и одновременно используя CRISPRoff для подавления RASA2, гена, который действует как молекулярный тормоз при активации Т-клеток. Клетки двойной инженерии сохранили свою способность уничтожать рак благодаря повторным испытаниям в лабораторных тестах, в то время как клетки CAR-T без подавления RASA2 истощились. В мышиных моделях лейкемии улучшенные клетки CAR-T обеспечивали значительно лучший контроль опухоли и улучшали выживаемость по сравнению со стандартными подходами CAR-T.
«Здесь мы используем генную инженерию, чтобы запрограммировать Т-клетки на поиск раковых клеток, и используем эпигенетическую инженерию, чтобы запрограммировать силу их противораковой функции», — говорит Алекс Марсон, директор Института геномной иммунологии Гладстона-UCSF и со-старший автор этого исследования. «Объединение мощи генетической и эпигенетической инженерии теперь дает большие надежды на разработку отдельных программ для лечения широкого спектра различных заболеваний».
«Вместо того, чтобы просто добавлять возможности таргетинга, мы можем систематически и масштабируемо перепрограммировать функционирование этих клеток, чтобы создавать более эффективные терапевтические продукты», — говорит первый автор Лейн Гуди (X: @LaineGoudy), аспирант в лабораториях Марсона и Гилберта. «Данные в этой статье могут способствовать переходу непосредственно к клиническим испытаниям для определенных приложений».
Помимо применения в области рака, этот подход открывает новые возможности для лечения аутоиммунных заболеваний, трансплантационной медицины и других областей, где перепрограммированные Т-клетки могут принести пользу пациентам. CRISPRoff работает с протоколами производства клеток, которые уже используются для производства одобренных FDA методов лечения CAR-T, требуя только преобразования реагентов исследовательского уровня в версии клинического уровня. Исследовательская группа рассматривает следующие шаги по тестированию технологии на людях.
«Когда мы начинали, мы не были уверены, что это будет успешным для Т-клеток, и потребовались годы методической оптимизации, чтобы преодолеть некоторые фундаментальные проблемы, но было очень приятно видеть, что основная технология чрезвычайно надежна», — говорит Гилберт. «Терапия CAR-T — это невероятная история успеха, но в контексте солидных опухолей мы считаем, что наш подход может стимулировать следующее поколение подходов CAR-T на благо пациентов».
Гуди Л., Ха А., Бора А.А., Умхефер Дж. М., Чоу Л., Тран С., Уинтерс А., Талбот А., Эрнандес Р., Ли З., Субраманья С., Араб А., Кале Н., Ли Дж. Х. Дж., Малдун Дж. Дж., Лю С., Шмидт Р., Сантанджело П., Карневале Дж., Эйкем Дж., Шай БР, Марсон А., Гилберт Л. А.
Интегрированное эпигенетическое и генетическое программирование первичных Т-клеток человека.
Нат Биотехнология. 2025, 21 октября. doi: 10.1038/s41587-025-02856-w
Читайте также
