CRISPR/Cas9-modificeret human T-celle (PD-1 og ACE2 Knockout Engineered T-celler) til induktion af langsigtet immunitet hos COVID-19-patienter

T-celleudmattelse kan begrænse langsigtet immunitet hos COVID-19-patienter. T-celler kan miste deres evne til at bekæmpe vira og tumorer, når de har langvarig eksponering for disse fjender. Nye data tyder på, at folk, der oplever milde COVID-19-symptomer, viser de molekylære tegn på udmattede hukommelses-T-celler og derfor kan have en reduceret evne til at bekæmpe geninfektion. Tværtimod kan mennesker, der udvikler alvorlige COVID-19-symptomer, være bedre beskyttet mod geninfektion. En nylig undersøgelse rapporterede, at 82,1 % af COVID-19-tilfældene viste lave cirkulerende lymfocyttal. Det er blevet rapporteret, at i tilfælde af kroniske vira forårsager kontinuerlig PD-1-ekspression T-celleudmattelse og forringer evnen til at dræbe de infektiøse celler. Adumbration af patienter med COVID-19 er karakteriseret ved en formindsket lymfocytprocent, med en tilsvarende andel af CD4+ og CD8+ T-celler. Mængden af ​​T-celler, for det meste CD8+ T-celler, der præsenterer høje ekspressionshastigheder af sen aktivitetsmarkør CD25 og udmattelsesmarkør PD-1 stiger. Derfor er SARS-CoV-2 i stand til at foretage ændringer ved at modificere det erhvervede immunsystem, herunder B- og T-celler. Ifølge eksperimenter har PD-1's ekspression, som en vigtig faktor i induktion og vedligeholdelse af periferiel tolerance, der holder stabiliteten af ​​T-celler, vist sig at have en højere procentdel i forskellige celler af COVID-19 patienter. I et eksperiment udført af Diao et al., på patienter med SARS-CoV-2, blev det observeret, at ekspressionen af ​​PD-1 på overfladen af ​​T-celler var øget signifikant; det blev også vist, at under den SARS-CoV-2-inducerede sygdom var yderligere udtryk af PD-1 og Tim-3 på T-cellerne direkte relateret til sygdommens sværhedsgrad; de faktorer, der også var øget ved andre virusinfektioner. T-celleudmattelse"-fænomenet kunne relativt let vendes, for eksempel når T-cellerne ikke længere udsættes for virussen eller tumoren. Men selvom udmattede T-celler, der er kommet sig efter kronisk infektion (REC-TEX) genvinder en vis funktion og funktioner fra hukommelses-T-celler (TMEM), bevarer de desværre epigenetiske ar, hvilket indikerer, at kontrollen af ​​genekspression er "låst" til deres udmattelseshistorie. Når først T-celler er udmattede, forbliver de fundamentalt "kablet" til at blive udmattet - det kan derfor være svært at få dem til at blive effektive virus- og kræftbekæmpere igen," siger John Wherry, PhD, formand for afdelingen for Systemfarmakologi og Translational Therapeutics og direktør for Penn Institute of Immunology i Perelman School of Medicine ved University of Pennsylvania. Desuden kan COVID-19 inficere T-lymfocytceller og inducere apoptose og apoptotiske markører. Lymfocytopeni blev også fundet i tilfælde af luftvejssyndrom i Mellemøsten (MERS). MERS-CoV kan direkte inficere humane primære T-lymfocytter og inducere T-celleapoptose gennem ydre og indre apoptoseveje, men det kan ikke replikere i T-lymfocytter. Det er dog uklart, om SARS-CoV-2 også kan inficere T-celler, hvilket resulterer i lymfocytopeni. En undersøgelse viste, at T-celler udtrykker et meget lavt ekspressionsniveau af hACE2 på dets celleoverflade, og T-cellelinjer var signifikant mere følsomme over for SARS-CoV-2-infektion sammenlignet med SARS-CoV. Med andre ord fortæller disse resultater os, at T-lymfocytter kan være mere tolerante over for SARS-CoV-2-infektion. Derfor er det sandsynligt, at S-proteinet af SARS-CoV-2 kan mediere potent smitteevne, selv på celler, der udtrykker lavt hACE2, hvilket igen ville forklare, hvorfor transmissionshastigheden af ​​SARS-CoV-2 er så høj. Gennem de seneste fremskridt inden for genomisk redigering kan T-celler nu med succes modificeres via CRISPR/Cas9-teknologi. For eksempel kan inddragelse af (post-)transkriptionelle mekanismer for at øge T-cellecytokinproduktion, retargeting af T-celleantigenspecificitet eller gøre T-celler refraktive til inhiberende receptorsignalering forøge T-celleeffektorfunktionen. Derfor kan CRISPR/Cas9-medieret genomredigering give nye strategier til at inducere langsigtet immunitet mod COVID-19. Immunterapier med autologe T-celler er blevet en effektiv behandlingsmulighed for mange sygdomme som virusinfektion eller cancer. Disse omfatter adoptiv isolering og overførsel af naturligt forekommende virus/tumorspecifikke T-celler og overførsel af T-lymfocytter, der er blevet genetisk modificeret. Ifølge efterforskeren vil udmattede virusreaktive CD8+-hukommelses-T-celler blive isoleret fra patienter med mild infektion ved hjælp af et modificeret antigen-reaktivt T-celleberigelsesassay (ARTE). opbrugte virusreaktive CD8+-hukommelses-T-celler vil blive indsamlet, og både programmeret celledødsprotein 1(PDCD1)-gen og ACE2-genet vil blive slået ud af CRISPR Cas9 i laboratoriet. Lymfocytterne vil blive udvalgt og udvidet ex vivo og infunderet tilbage i patienter.