Терапия рака Т-клетками с множественными исправлениями в геноме признана безопасной

В настоящее время методы редактирования генома с использованием системы CRISPR-Cas или, реже, нуклеазы цинковых пальцев (ZFN) активно развиваются и находят применение в клинике. Однако система CRISPR-Cas позволяет редактировать одновременно несколько участков генома, что дает новые возможности, и не только в лабораторных исследованиях, но и в клинических испытаниях.

Один из ведущих авторов статьи, опубликованной сегодня в Science, — Карл Джун, пионер CAR-T терапии, создания Т-клеток с химерными антигенными рецепторами. С именем Джуна связано открытие функции рецептора CD28, необходимого для активации Т-клеток (начиная со второго поколения, CAR помимо антигенраспознающих доменов содержат костимулирующие домены CD28). В августе 2017 года CAR-T терапия острого лимфобластного лейкоза стала первой одобренной FDA терапией, включающей этап генного редактирования; эту терапию разработали в лаборатории Джуна в университете Пенсильвании, под торговым название «Kymriah» ее продает Novartis.

Еще одно многообещающее направление терапии — создание трансгенных Т-клеточных рецепторов (TCR), способных с высокой эффективностью узнавать опухолевые антигены, например, NY-ESO-1. Успех работы данной системы был описан в исследовании на пациентах с миеломой, меланомой и саркомой. Однако у нее обнаружился ряд недостатков, в частности, снижение эффективности терапии со временем. Исследования на мышиных моделей показали, что трансгенные Т-клетки с TCR, специфичным к NY-ESO-1, и инактивированным с помощью моноклональных антител мембранным белком PD-1 имеют достаточно высокий терапевтический потенциал.

Ученые из Пенсильвании и Стэнфорда впервые создали аналогичную терапию для человека и провели первую фазу клинических испытаний (ClinicalTrials.gov NCT03399448), на которой проверяется безопасность. Было решено использовать генноинженерный TCR, а не CAR, из-за меньшей вероятности синдрома высвобождения цитокинов. Существенно, что впервые мишенью редактирования были несколько генов (см. рисунок). Система CRISPR-Cas нокаутировала клеточные гены TRAC и TRBC, кодирующие цепи TCR, с тем, чтобы избежать их взаимодействия с трансгенным TCR, специфичным к NY-ESO-1. Ген этого противоопухолевого TCR был введен в клетку с помощью лентивируса. Кроме того, CRISPR-Cas нокаутировала PDCD1, ген белка PD-1 — это существенно снижает уровень ингибирования Т-лимфоцитов. Терапевтические клетки получили название NYCE (NY-ESO-1 transduced CRISPR 3X edited cells).

В первой фазе участвовали трое пациентов старше 60 лет, у каждого было онкозаболевание на поздней стадии, не отвечающее на стандартную терапию. (Как отмечают авторы, сначала пациентов было шесть, но генноинженерные клетки удалось получить лишь для четверых, и у одного из них болезнь начала быстро прогрессировать, так что клетки ему не вводили.)

После введения модифицированных Т-лимфоцитов не наблюдалось цитотоксических эффектов. При этом Т-клетки с отредактированным геномом детектировались в крови пациентов до 9 месяцев после введения, что само по себе заслуживает дальнейшего исследования: период полувыведения таких клеток из крови обычно составляет около недели.

Состояние пациентов оставалось стабильным после начала терапии: у двух не наблюдалось прогрессии метастазирования или роста опухоли, у третьего – отмечено снижение объема одной из опухолей в брюшной полости примерно на 50%. Интересно, что его же Т-клетки показали наибольшую противоопухолевую цитотоксичность. Анализ транскриптомных данных модифицированных Т-лимфоцитов спустя 4 месяца пребывания в организме пациента показал, что иммунные клетки эволюционируют в сторону закрепления способности атаковать антиген NY-ESO-1 на поверхности раковых клеток, а не в сторону утраты активности.

К декабрю прошлого года у всех пациентов заболевание прогрессировало, и один из них умер. Тем не менее исход первой фазы клинических испытаний считают положительным. Данная система редактирования генома Т-лимфоцитов показала себя достаточно безопасной, хотя для однозначного доказательства безопасности потребуется наблюдение за большим числом пациентов и в течение более длительного времени.

«Клинически подтвержденная долгосрочная безопасность клеток, отредактированных CRISPR-Cas9, о которых сообщалось [в этой работе], прокладывает путь для клеточной терапии следующего поколения», — комментируют Дженнифер Гамильтон и пионер CRISPR Дженнифер Дудна. «Большой вопрос, который остается без ответа в этом исследовании, заключается в том, эффективны ли отредактированные CRISPR инженерные Т-клетки против рака на поздних стадиях», — добавляют они. Очевидно, что в данном исследовании и не ставилась задача оценить эффективность и что ее можно повысить: с тех пор, как начиналось это исследование, стали доступны новые протоколы для более качественного редактирования генов.