CRISPR/Cas9-modifikované lidské T buňky (PD-1 a ACE2 knockout Engineered T-buňky) pro navození dlouhodobé imunity u pacientů s COVID-19

Vyčerpání T-buněk může omezit dlouhodobou imunitu u pacientů s COVID-19. T buňky mohou ztratit svou schopnost bojovat s viry a nádory, když jsou těmto nepřátelům déle vystaveny. Nová data naznačují, že lidé, kteří mají mírné příznaky COVID-19, vykazují molekulární známky vyčerpaných paměťových T buněk, a proto by mohli mít sníženou schopnost bojovat s reinfekcí. Naopak lidé, u kterých se rozvinou závažné příznaky COVID-19, mohou být lépe chráněni před reinfekcí. Nedávná studie uvedla, že 82,1 % případů COVID-19 vykazovalo nízký počet cirkulujících lymfocytů. Bylo popsáno, že v případě chronických virů kontinuální exprese PD-1 způsobuje vyčerpání T-buněk a zhoršuje schopnost zabíjet infekční buňky. Adembrace pacientů s COVID-19 je charakterizována sníženým procentem lymfocytů s podobným podílem CD4+ a CD8+ T-buněk. Zvyšuje se množství T-buněk, většinou CD8+ T-buněk, které vykazují vysokou míru exprese markeru pozdní aktivity CD25 a markeru vyčerpání PD-1. Proto je SARS-CoV-2 schopen provést změny úpravou získaného imunitního systému, včetně B a T buněk. Podle experimentů bylo zjištěno, že exprese PD-1 jako důležitý faktor při navození a udržování obvodové tolerance při zachování stability T-buněk má vyšší procento v různých buňkách pacientů s COVID-19. V experimentu provedeném Diao et al. na pacientech se SARS-CoV-2 bylo pozorováno, že exprese PD-1 na povrchu T-buněk byla významně zvýšena; bylo také ukázáno, že během onemocnění vyvolaného SARS-CoV-2 další exprese PD-1 a Tim-3 na T-buňkách přímo souvisely se závažností onemocnění; faktory, které byly zvýšeny také u jiných virových infekcí. Fenomén vyčerpání T buněk by mohl být zvrácen relativně snadno, například když T buňky již nejsou vystaveny viru nebo nádoru. Ale bohužel, ačkoli vyčerpané T buňky zotavené z chronické infekce (REC-TEX) znovu získávají některé funkce a rysy paměťových T buněk (TMEM), zachovávají si epigenetické jizvy, což naznačuje, že kontrola genové exprese je „uzamčena“ v jejich historii vyčerpání. Jakmile se T buňky vyčerpají, zůstanou v podstatě „zapojené“, aby byly vyčerpány – takže může být těžké přimět je, aby se znovu staly účinnými bojovníky proti virům a rakovině,“ řekl John Wherry, PhD, předseda oddělení systémové farmakologie a Translational Therapeutics a ředitel Penn Institute of Immunology na Perelman School of Medicine na University of Pennsylvania. Kromě toho může COVID-19 infikovat buňky T lymfocytů a indukovat apoptózu a apoptotické markery. Lymfocytopenie byla také nalezena v případech respiračního syndromu na Středním východě (MERS). MERS-CoV může přímo infikovat lidské primární T lymfocyty a indukovat apoptózu T-buněk prostřednictvím vnějších a vnitřních apoptózových drah, ale nemůže se replikovat v T lymfocytech. Není však jasné, zda SARS-CoV-2 může také infikovat T buňky, což vede k lymfocytopenii. Studie ukázala, že T buňky exprimují velmi nízkou hladinu exprese hACE2 na svém buněčném povrchu a T buněčné linie byly významně citlivější na infekci SARS-CoV-2 ve srovnání s SARS-CoV. Jinými slovy, tyto výsledky nám říkají, že T lymfocyty mohou být tolerantnější k infekci SARS-CoV-2. Proto je pravděpodobné, že protein S SARS-CoV-2 by mohl zprostředkovávat silnou infekčnost, a to i na buňkách exprimujících nízký hACE2, což by zase vysvětlovalo, proč je rychlost přenosu SARS-CoV-2 tak vysoká. Díky nedávným pokrokům v editaci genomu lze nyní T buňky úspěšně modifikovat pomocí technologie CRISPR/Cas9. Například zapojení (post-)transkripčních mechanismů ke zvýšení produkce cytokinů T lymfocytů, přesměrování antigenní specificity T lymfocytů nebo zajištění refrakčních T lymfocytů vůči signalizaci inhibičního receptoru může zvýšit efektorovou funkci T lymfocytů. Editace genomu zprostředkovaná CRISPR/Cas9 by proto mohla poskytnout nové strategie pro navození dlouhodobé imunity proti COVID-19. Imunoterapie s autologními T buňkami se staly účinnou možností léčby mnoha onemocnění, jako je virová infekce nebo rakovina. Patří mezi ně adoptivní izolace a přenos přirozeně se vyskytujících T lymfocytů specifických pro virus/nádor a přenos T lymfocytů, které byly geneticky modifikovány. Podle výzkumníka budou vyčerpané virově reaktivní CD8+ paměťové T lymfocyty izolovány od pacientů s mírnou infekcí pomocí modifikovaného testu obohacování T lymfocytů reaktivních antigenů (ARTE). budou odebrány vyčerpané virově reaktivní CD8+ paměťové T buňky a oba geny pro protein 1 programované buněčné smrti (PDCD1) a ACE2 budou vyřazeny pomocí CRISPR Cas9 v laboratoři. Lymfocyty budou vybrány a expandovány ex vivo a infundovány zpět pacientům.