CRISPR/Cas9-modifioitu ihmisen T-solu (PD-1 ja ACE2 Knockout Engineered T-solut) pitkäaikaisen immuniteetin indusoimiseksi COVID-19-potilailla

T-solujen uupumus voi rajoittaa pitkäaikaista immuniteettia COVID-19-potilailla. T-solut voivat menettää kykynsä taistella viruksia ja kasvaimia vastaan, kun ne ovat pitkään altistuneet näille vihollisille. Uudet tiedot viittaavat siihen, että ihmiset, jotka kokevat lieviä COVID-19-oireita, osoittavat loppuun kuluneiden muisti-T-solujen molekulaarisia merkkejä ja voivat siksi heikentää kykyä taistella uudelleen tartuntaa vastaan. Päinvastoin ihmiset, joille kehittyy vakavia COVID-19-oireita, voivat olla paremmin suojassa uudelleentartunnalta. Tuoreen tutkimuksen mukaan 82,1 %:lla COVID-19-tapauksista oli alhainen kiertävien lymfosyyttien määrä. On raportoitu, että kroonisten virusten tapauksessa jatkuva PD-1:n ilmentyminen aiheuttaa T-solujen uupumusta ja heikentää kykyä tappaa tarttuvia soluja. COVID-19-potilaiden sekaantumiselle on ominaista vähentynyt lymfosyyttiprosentti ja sama osuus CD4+- ja CD8+-T-soluista. T-solujen, enimmäkseen CD8+ T-solujen määrä, joilla on korkea myöhäisen aktiivisuusmarkkerin CD25 ja uupumusmarkkerin PD-1 ekspressionopeus, kasvaa. Siksi SARS-CoV-2 pystyy tekemään muutoksia modifioimalla hankittua immuunijärjestelmää, mukaan lukien B- ja T-solut. Kokeiden mukaan PD-1:n ilmentymisen, joka on tärkeä tekijä T-solujen stabiilisuutta ylläpitävän ympärysmittaustoleranssin induktiossa ja ylläpitämisessä, on havaittu olevan korkeampi COVID-19-potilaiden eri soluissa. Diaon et ai.:n suorittamassa kokeessa potilailla, joilla oli SARS-CoV-2, havaittiin, että PD-1:n ilmentyminen T-solujen pinnalla lisääntyi merkittävästi; osoitettiin myös, että SARS-CoV-2:n aiheuttaman taudin aikana PD-1:n ja Tim-3:n lisäilmentymät T-soluissa liittyivät suoraan taudin vakavuuteen; tekijät, jotka lisääntyivät myös muissa virusinfektioissa. T-solujen uupumus"-ilmiö voitaisiin kääntää suhteellisen helposti, esimerkiksi kun T-solut eivät enää ole alttiina virukselle tai kasvaimelle. Mutta valitettavasti, vaikka kroonisesta infektiosta toipuneet uupuneet T-solut (REC-TEX) saavat takaisin osan muisti-T-solujen (TMEM) toiminnoista ja piirteistä, ne säilyttävät epigeneettisiä arpia, jotka osoittavat, että geeniekspression hallinta on "lukossa" niiden uupumushistoriaan. Kun T-solut uupuvat, ne pysyvät pohjimmiltaan "johdotettuina" uupumaan - joten voi olla vaikeaa saada niitä taas tehokkaiksi virus- ja syöpätaistelijoiksi", sanoi John Wherry, PhD, Systems Pharmacology -osaston johtaja. Translational Therapeutics ja Penn Institute of Immunology -instituutin johtaja Perelman School of Medicine -yliopistossa Pennsylvanian yliopistossa. Lisäksi COVID-19 voi infektoida T-lymfosyyttisoluja ja indusoida apoptoosia ja apoptoottisia markkereita. Lymfosytopeniaa todettiin myös Lähi-idän hengitystieoireyhtymän (MERS) tapauksissa. MERS-CoV voi suoraan infektoida ihmisen primaarisia T-lymfosyyttejä ja indusoida T-solujen apoptoosia ulkoisten ja sisäisten apoptoosireittien kautta, mutta se ei voi replikoitua T-lymfosyyteissä. On kuitenkin epäselvää, voiko SARS-CoV-2 infektoida myös T-soluja, mikä johtaa lymfosytopeniaan. Tutkimus osoitti, että T-solut ilmentävät hyvin alhaista hACE2:n ekspressiotasoa sen solupinnalla ja T-solulinjat olivat merkittävästi herkempiä SARS-CoV-2-infektiolle verrattuna SARS-CoV:hen. Toisin sanoen nämä tulokset kertovat meille, että T-lymfosyytit voivat olla sallivampia SARS-CoV-2-infektiolle. Siksi on todennäköistä, että SARS-CoV-2:n S-proteiini saattaa välittää voimakasta tarttuvuutta jopa soluissa, jotka ilmentävät alhaista hACE2:ta, mikä puolestaan ​​selittäisi, miksi SARS-CoV-2:n siirtonopeus on niin korkea. Genomieditoinnin viimeaikaisten edistysten ansiosta T-soluja voidaan nyt menestyksekkäästi muokata CRISPR/Cas9-tekniikan avulla. Esimerkiksi transkription jälkeisten mekanismien aktivoiminen T-solusytokiinituotannon tehostamiseksi, T-soluantigeenispesifisyyden uudelleenkohdistaminen tai T-solujen tekeminen taittuviksi inhiboivaa reseptorin signalointia vastaan ​​voivat lisätä T-solun efektoritoimintoa. Siksi CRISPR/Cas9-välitteinen genomin muokkaus saattaa tarjota uusia strategioita pitkäaikaisen immuniteetin indusoimiseksi COVID-19:ää vastaan. Autologisilla T-soluilla toteutetuista immuunihoidoista on tullut tehokas hoitovaihtoehto moniin sairauksiin, kuten virusinfektioihin tai syöpään. Näitä ovat luonnollisesti esiintyvien virus-/kasvainspesifisten T-solujen adoptiivinen eristäminen ja siirto sekä geneettisesti muunnettujen T-lymfosyyttien siirto. Tutkijan mukaan uupuneita virusreaktiivisia CD8+-muisti-T-soluja eristetään potilailta, joilla on lievä infektio, käyttämällä modifioitua antigeenireaktiivista T-solurikastusmääritystä (ARTE). loppuun kuluneet virusreaktiiviset CD8+-muisti-T-solut kerätään ja CRISPR Cas9 poistaa sekä ohjelmoidun solukuoleman proteiini 1:n (PDCD1) geenin että ACE2-geenin laboratoriossa. Lymfosyytit valitaan ja laajennetaan ex vivo ja infusoidaan takaisin potilaisiin.