CRISPR/Cas9-gemodificeerde menselijke T-cel (PD-1 en ACE2 knock-out gemanipuleerde T-cellen) voor het induceren van langdurige immuniteit bij COVID-19-patiënten

T-celuitputting kan de immuniteit op lange termijn bij COVID-19-patiënten beperken. T-cellen kunnen hun vermogen verliezen om virussen en tumoren te bestrijden wanneer ze langdurig aan deze vijanden worden blootgesteld. Nieuwe gegevens suggereren dat mensen die milde COVID-19-symptomen ervaren, de moleculaire tekenen van uitgeputte geheugen-T-cellen vertonen en daarom een ​​verminderd vermogen kunnen hebben om herinfectie te bestrijden. Integendeel, mensen die ernstige COVID-19-symptomen ontwikkelen, zijn mogelijk beter beschermd tegen herinfectie. Een recente studie meldde dat de 82,1% van de COVID-19-gevallen een laag aantal circulerende lymfocyten vertoonde. Er is gemeld dat, in het geval van chronische virussen, continue PD-1-expressie T-celuitputting veroorzaakt en het vermogen om de infectieuze cellen te doden aantast. De adumbratie van patiënten met COVID-19 wordt gekenmerkt door een verminderd percentage lymfocyten, met een vergelijkbaar aandeel CD4+ en CD8+ T-cellen. Het aantal T-cellen, voornamelijk CD8+ T-cellen, met hoge expressiesnelheden van late-activiteitsmarker CD25 en uitputtingsmarker PD-1 neemt toe. Daarom kan SARS-CoV-2 veranderingen aanbrengen door het verworven immuunsysteem aan te passen, inclusief B- en T-cellen. Volgens experimenten bleek de expressie van PD-1, als een belangrijke factor bij de inductie en instandhouding van omtrektolerantie die de stabiliteit van T-cellen handhaaft, een hoger percentage te hebben in verschillende cellen van COVID-19-patiënten. In een experiment uitgevoerd door Diao et al., op de patiënten met SARS-CoV-2, werd waargenomen dat de expressie van PD-1 op het oppervlak van T-cellen significant was verhoogd; er werd ook aangetoond dat tijdens de door SARS-CoV-2 geïnduceerde ziekte extra expressies van PD-1 en Tim-3 op de T-cellen direct verband hielden met de ernst van de ziekte; de factoren die ook verhoogd waren bij andere virale infecties. T-cel-uitputting"-fenomeen zou relatief eenvoudig kunnen worden teruggedraaid, bijvoorbeeld wanneer de T-cellen niet langer worden blootgesteld aan het virus of de tumor. Maar helaas, hoewel uitgeputte T-cellen hersteld van chronische infectie (REC-TEX) sommige functies en kenmerken van geheugen-T-cellen (TMEM) terugkrijgen, behouden ze epigenetische littekens die erop wijzen dat de controle van genexpressie "verankerd" is in hun uitputtingsgeschiedenis. Zodra T-cellen uitgeput raken, blijven ze fundamenteel 'bedraad' om uitgeput te zijn - dus kan het moeilijk zijn om ze weer effectieve virus- en kankerbestrijders te laten worden," zei John Wherry, PhD, voorzitter van de afdeling Systems Pharmacology and Translational Therapeutics en directeur van het Penn Institute of Immunology aan de Perelman School of Medicine aan de University of Pennsylvania. Bovendien kan COVID-19 T-lymfocytcellen infecteren en apoptose en apoptotische markers induceren. Lymfocytopenie werd ook gevonden in gevallen van het Midden-Oosten respiratoir syndroom (MERS). MERS-CoV kan menselijke primaire T-lymfocyten rechtstreeks infecteren en T-celapoptose induceren via extrinsieke en intrinsieke apoptoseroutes, maar het kan zich niet repliceren in T-lymfocyten. Het is echter onduidelijk of SARS-CoV-2 ook T-cellen kan infecteren, met als gevolg lymfocytopenie. Een studie toonde aan dat T-cellen een zeer laag expressieniveau van hACE2 op het celoppervlak tot expressie brengen en dat T-cellijnen significant gevoeliger waren voor SARS-CoV-2-infectie in vergelijking met SARS-CoV. Met andere woorden, deze resultaten vertellen ons dat T-lymfocyten mogelijk toleranter zijn voor SARS-CoV-2-infectie. Daarom is het aannemelijk dat het S-eiwit van SARS-CoV-2 krachtige infectiviteit zou kunnen mediëren, zelfs op cellen met een lage hACE2-expressie, wat op zijn beurt zou verklaren waarom de transmissiesnelheid van SARS-CoV-2 zo hoog is. Door recente ontwikkelingen in genomische bewerking kunnen T-cellen nu met succes worden aangepast via CRISPR/Cas9-technologie. Het inschakelen van (post-)transcriptionele mechanismen om de productie van T-celcytokine te verbeteren, de retargeting van T-celantigeenspecificiteit of het refractief maken van T-cellen voor remmende receptorsignalering kan bijvoorbeeld de T-celeffectorfunctie versterken. Daarom kan door CRISPR/Cas9 gemedieerde genoombewerking nieuwe strategieën bieden voor het induceren van langdurige immuniteit tegen COVID-19. Immunotherapieën met autologe T-cellen zijn een krachtige behandelingsoptie geworden voor veel ziekten, zoals virale infectie of kanker. Deze omvatten de adoptieve isolatie en overdracht van natuurlijk voorkomende virus-/tumorspecifieke T-cellen en de overdracht van T-lymfocyten die genetisch gemodificeerd zijn. Volgens de onderzoeker zullen uitgeputte virus-reactieve CD8+ geheugen-T-cellen worden geïsoleerd van patiënten met een milde infectie met behulp van een gemodificeerde antigeen-reactieve T-celverrijking (ARTE)-test. uitgeputte virus-reactieve CD8+ geheugen-T-cellen zullen worden verzameld en zowel het Programmed Cell Death Protein 1 (PDCD1)-gen als het ACE2-gen zullen worden uitgeschakeld door CRISPR Cas9 in het laboratorium. De lymfocyten zullen worden geselecteerd en ex vivo worden geëxpandeerd en terug in patiënten worden geïnfundeerd.