Вакцина против рака, созданная с помощью CRISPR, предотвращает и останавливает опухоли головного мозга

Инновационные технологии, такие как инструмент редактирования генов CRISPR-Cas9, позволяют ученым-первопроходцам разрабатывать новые методы лечения таких заболеваний, как рак. Новое исследование, опубликованное в журнале Science Translational Medicine, финансируемое Национальным институтом здравоохранения, представляет инновационную вакцину против рака, разработанную с использованием CRISPR-Cas9, которая одновременно останавливает и предотвращает рецидивы опухолей у мышей при смертельном типе рака головного мозга, называемом глиобластомой (GBM).

“Здесь мы разработали бифункциональный препарат на основе цельных раковых клеток с прямым уничтожением опухоли и иммуностимулирующими функциями”, - написал Халид Шах, доктор медицинских наук, доктор философии, вице-председатель отделения нейрохирургии в Бригаме и женской больнице, вместе с исследователями из его лаборатории, где проводилось исследование. Шах также является одним из основателей Mass General Brigham Healthcare system и доцентом Гарвардской медицинской школы.

Глиобластома, также называемая мультиформной глиобластомой (GBM), является наиболее распространенным раком, который возникает в головном мозге. Согласно Глобальной статистике рака (GLOBOCAN), в 2020 году во всем мире от рака мозга и нервной системы умерло более 250 000 человек. Глиобластома - это неизлечимое заболевание с низкой общей выживаемостью и высокой частотой рецидивов, которое образуется из глиальных клеток, окружающих и поддерживающих нейроны. Это один из самых устойчивых к лечению, сложных и смертоносных видов рака.

Вакцины для лечения рака - это вид терапии, который использует собственные защитные силы организма для борьбы с раком путем стимуляции или подавления иммунной системы, называемой иммунотерапией. История одобренных регуляторами противораковых вакцин насчитывает немногим более десяти лет.

Первая вакцина против рака, разработанная Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), была одобрена в 2010 году для лечения кастрационно-устойчивого рака предстательной железы под названием sipuleucel-T (Provenge) – аутологичная клеточная иммунотерапия, стимулирующая иммунную систему. Год спустя, в 2011 году, Управление по САНИТАРНОМУ НАДЗОРУ ЗА КАЧЕСТВОМ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И МЕДИКАМЕНТОВ одобрило противораковую вакцину против меланомы под названием ипилимумаб (Ервой) — моноклональное антитело, нацеленное на CTLA-4 (цитотоксический Т-лимфоцитарный антиген-4).

Сегодня Ипилимумаб получил одобрение FDA для лечения широкого спектра видов рака. Первый запрограммированный ингибитор иммунной контрольной точки рецептора смерти-1 (PD-1) под названием ниволумаб (Opdivo) был одобрен в 2014 году в Японии для лечения неоперабельной меланомы – рака кожи, который невозможно удалить хирургическим путем. Другим ингибитором иммунной контрольной точки, который блокирует рецептор запрограммированной смерти-1, является препарат для иммунотерапии рака с моноклональными антителами пембролизумаб (Кейтруда), который был одобрен FDA в 2014 году. Первоначально пембролизумаб был одобрен для лечения меланомы. Сегодня она используется для лечения различных видов рака.

Инновационная особенность этой новой противораковой вакцины заключается в том, что она использует живые опухолевые клетки вместо использования инактивированных опухолевых клеток. Учитывая, что живые раковые опухолевые клетки будут мигрировать на большое расстояние, чтобы присоединиться к другим опухолевым клеткам в головном мозге, исследователи решили реинжинирировать живые раковые клетки, чтобы повысить точность и эффективность лечения.

“Известно, что введение инактивированных опухолевых клеток вызывает мощный противоопухолевый иммунный ответ; однако эффективность такого подхода ограничена его неспособностью убивать опухолевые клетки до индукции иммунных реакций”, - пишут ученые. “В отличие от инактивированных опухолевых клеток, живые опухолевые клетки обладают способностью отслеживать и нацеливать опухоли. Мы разработали бифункциональный препарат на основе цельных раковых клеток с прямым уничтожением опухолей и иммуностимулирующими функциями ”.

Исследователи использовали генную инженерию для перепрофилирования живых раковых клеток в терапевтические опухолевые клетки (THTC), чтобы высвободить агент, который уничтожает раковые клетки и экспрессирует факторы, которые также будут стимулировать иммунную систему для долгосрочного противоопухолевого ответа для предотвращения рака.

CRISPR-Cas9 - это инструмент редактирования генов. Доказано, что CRISPR-Cas9 способен редактировать ДНК человека и животных. Редактирование генома было в центре Нобелевской премии по химии в 2020 году, поскольку ученые-первопроходцы Эммануэль Шарпантье и Дженнифер А. Дудна были совместно награждены за разработку метода редактирования генов под названием CRISPR-Cas9, известного как CRISPR. Новаторский дуэт был первым, кто обнаружил возможности CRISPR-Cas9 со своими коллегами-исследователями и опубликовал свое эпохальное исследование в Science в 2012 году.

В областях геномики, секвенирования ДНК, ПЦР (полимеразной цепной реакции), рекомбинантной ДНК, генетики, точной медицины и биотехнологии термин CRISPR относится к специализированному методу редактирования генов, такому как CRISPR-Cas9, где Cas - сокращение от CRISPR-associated. CRISPR — это аббревиатура, обозначающая кластеризованные регулярно чередующиеся короткие палиндромные повторы - серию коротких повторяющихся последовательностей ДНК с разделителями между ними, что является отличительной характеристикой геномов прокариотических организмов. Прокариоты - это одноклеточные организмы, такие как бактерии и археи, у которых отсутствует ядро и связанные с мембраной органеллы. Когда активируются гены Cas, расположенные рядом с CRISPR, они производят ферменты Cas, которые представляют собой белки, обладающие способностью разрезать ДНК.

Ученые использовали CRISPR-Cas9 для уничтожения рецептора, специфичного для IFN-β, который делает опухолевые клетки устойчивыми к интерферону–β (IFN-β), затем сконструировали эти клетки для высвобождения иммуномодулирующих агентов IFN-β и гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора.

“Эти сконструированные терапевтические опухолевые клетки (THTC) индуцировали улучшенную выживаемость и долгосрочный иммунитет у гуманизированных мышей с глиобластомой”, - сообщили ученые.

Это доказательство концепции представляет собой гигантский скачок вперед в точной онкологии с использованием инновационной технологии CRISPR-Cas9 для борьбы с глиобластомой, одним из самых смертоносных видов рака.

источник: Подробнее ➤