Cellule T umane modificate con CRISPR/Cas9 (cellule T ingegnerizzate knockout PD-1 e ACE2) per indurre l'immunità a lungo termine nei pazienti COVID-19

L'esaurimento delle cellule T può limitare l'immunità a lungo termine nei pazienti COVID-19. Le cellule T possono perdere la loro capacità di combattere virus e tumori quando hanno un'esposizione prolungata a questi nemici. Nuovi dati suggeriscono che le persone che manifestano sintomi lievi di COVID-19 mostrano i segni molecolari delle cellule T della memoria esaurite e quindi potrebbero avere una ridotta capacità di combattere la reinfezione. Al contrario, le persone che sviluppano gravi sintomi di COVID-19 possono essere meglio protette dalla reinfezione. Uno studio recente ha riportato che l'82,1% dei casi di COVID-19 mostrava un basso numero di linfociti circolanti. È stato riportato che, nel caso di virus cronici, l'espressione continua di PD-1 provoca l'esaurimento delle cellule T e compromette la capacità di uccidere le cellule infettive. L'ombra dei pazienti con COVID-19 è caratterizzata da una ridotta percentuale di linfociti, con una proporzione simile di cellule T CD4+ e CD8+. La quantità di cellule T, per lo più cellule T CD8+, che presentano alti tassi di espressione del marcatore di attività tardiva CD25 e del marcatore di esaurimento PD-1 aumenta. Pertanto, SARS-CoV-2 è in grado di apportare modifiche modificando il sistema immunitario acquisito, comprese le cellule B e T. Secondo gli esperimenti, è stato riscontrato che l'espressione di PD-1, come fattore importante nell'induzione e nel mantenimento della tolleranza circonferenziale mantenendo la stabilità delle cellule T, ha una percentuale più alta in diverse cellule di pazienti COVID-19. In un esperimento condotto da Diao et al., sui pazienti con SARS-CoV-2, è stato osservato che l'espressione di PD-1 sulla superficie delle cellule T era aumentata in modo significativo; è stato anche dimostrato che durante la malattia indotta da SARS-CoV-2, ulteriori espressioni di PD-1 e Tim-3 sulle cellule T erano direttamente correlate alla gravità della malattia; i fattori che erano aumentati anche in altre infezioni virali. Il fenomeno dell'esaurimento delle cellule T potrebbe essere invertito in modo relativamente semplice, ad esempio quando le cellule T non sono più esposte al virus o al tumore. Ma sfortunatamente, sebbene le cellule T esauste recuperate dall'infezione cronica (REC-TEX) riacquistino alcune funzioni e caratteristiche delle cellule T della memoria (TMEM), conservano cicatrici epigenetiche che indicano che il controllo dell'espressione genica è "bloccato" nella loro storia di esaurimento. Una volta che le cellule T si esauriscono, rimangono fondamentalmente "cablate" per essere esaurite, quindi potrebbe essere difficile convincerle a diventare di nuovo efficaci combattenti di virus e cancro", ha affermato John Wherry, PhD, presidente del dipartimento di Systems Pharmacology and Translational Therapeutics e direttore del Penn Institute of Immunology presso la Perelman School of Medicine dell'Università della Pennsylvania. Inoltre, COVID-19 può infettare le cellule dei linfociti T e indurre apoptosi e marcatori apoptotici. La linfocitopenia è stata riscontrata anche nei casi di sindrome respiratoria del Medio Oriente (MERS). MERS-CoV può infettare direttamente i linfociti T primari umani e indurre l'apoptosi delle cellule T attraverso percorsi di apoptosi estrinseci e intrinseci, ma non può replicarsi nei linfociti T. Tuttavia, non è chiaro se SARS-CoV-2 possa anche infettare le cellule T, causando linfocitopenia. Uno studio ha dimostrato che le cellule T esprimono un livello di espressione molto basso di hACE2 sulla sua superficie cellulare e che le linee di cellule T erano significativamente più sensibili all'infezione da SARS-CoV-2 rispetto a SARS-CoV. In altre parole, questi risultati ci dicono che i linfociti T possono essere più permissivi all'infezione da SARS-CoV-2. Pertanto, è plausibile che la proteina S di SARS-CoV-2 possa mediare una potente infettività, anche su cellule che esprimono un basso hACE2, il che, a sua volta, spiegherebbe perché la velocità di trasmissione di SARS-CoV-2 è così alta. Grazie ai recenti progressi nell'editing genomico, le cellule T possono ora essere modificate con successo tramite la tecnologia CRISPR/Cas9. Ad esempio, coinvolgere meccanismi (post-) trascrizionali per migliorare la produzione di citochine delle cellule T, il retargeting della specificità dell'antigene delle cellule T o rendere le cellule T refrattive alla segnalazione del recettore inibitorio possono aumentare la funzione effettrice delle cellule T. Pertanto, l'editing del genoma mediato da CRISPR/Cas9 potrebbe fornire nuove strategie per indurre l'immunità a lungo termine contro COVID-19. Le immunoterapie con cellule T autologhe sono diventate una potente opzione terapeutica per molte malattie come l'infezione virale o il cancro. Questi includono l'isolamento adottivo e il trasferimento di cellule T specifiche per virus/tumore presenti in natura e il trasferimento di linfociti T che sono stati geneticamente modificati . Secondo il ricercatore, le cellule T di memoria CD8 + reattive al virus esauste saranno isolate da pazienti con infezione lieve utilizzando un test di arricchimento delle cellule T reattive all'antigene modificato (ARTE). cellule T di memoria CD8 + reattive al virus esauste saranno raccolte e sia il gene della proteina di morte cellulare programmata 1 (PDCD1) che il gene ACE2 saranno eliminati da CRISPR Cas9 in laboratorio. I linfociti saranno selezionati ed espansi ex vivo e reinfusi nei pazienti.