CRISPR/Cas9-modifisert human T-celle (PD-1 og ACE2 Knockout Engineered T-celler) for å indusere langsiktig immunitet hos COVID-19-pasienter

Utmattelse av T-celler kan begrense langvarig immunitet hos COVID-19-pasienter. T-celler kan miste evnen til å bekjempe virus og svulster når de har langvarig eksponering for disse fiendene. Nye data tyder på at personer som opplever milde COVID-19-symptomer viser molekylære tegn på utmattede minne-T-celler og derfor kan ha redusert evne til å bekjempe reinfeksjon. Tvert imot kan personer som utvikler alvorlige covid-19-symptomer være bedre beskyttet mot reinfeksjon. En fersk studie rapporterte at 82,1 % av COVID-19-tilfellene viste lavt antall sirkulerende lymfocytter. Det har blitt rapportert at i tilfelle av kroniske virus forårsaker kontinuerlig PD-1-ekspresjon T-celleutmattelse og svekker evnen til å drepe de smittsomme cellene. Bekjempelsen av pasienter med COVID-19 er preget av en redusert lymfocyttprosent, med en tilsvarende andel CD4+ og CD8+ T-celler. Mengden av T-celler, for det meste CD8+ T-celler, som presenterer høye ekspresjonshastigheter av sen aktivitetsmarkør CD25 og utmattelsesmarkør PD-1 øker. Derfor er SARS-CoV-2 i stand til å gjøre endringer ved å modifisere det ervervede immunsystemet, inkludert B- og T-celler. I følge eksperimenter har PD-1s uttrykk, som en viktig faktor i induksjon og vedlikehold av periferiell toleranse som holder stabiliteten til T-celler, funnet å ha en høyere prosentandel i forskjellige celler hos COVID-19-pasienter. I et eksperiment utført av Diao et al., på pasienter med SARS-CoV-2, ble det observert at ekspresjonen av PD-1 på overflaten av T-celler ble økt betydelig; det ble også vist at under den SARS-CoV-2-induserte sykdommen, var ytterligere uttrykk av PD-1 og Tim-3 på T-cellene direkte relatert til sykdommens alvorlighetsgrad; faktorene som også ble økt ved andre virusinfeksjoner. T-celleutmattelse"-fenomenet kan reverseres relativt enkelt, for eksempel når T-cellene ikke lenger eksponeres for viruset eller svulsten. Men dessverre, selv om utmattede T-celler gjenvunnet fra kronisk infeksjon (REC-TEX) gjenvinner en viss funksjon og funksjoner til minne-T-celler (TMEM), beholder de epigenetiske arr som indikerer at kontrollen av genuttrykk er "låst inne" til deres utmattelseshistorie. Når T-celler først blir utmattet, forblir de fundamentalt "kablet" til å bli utmattet - og det kan derfor være vanskelig å få dem til å bli effektive virus- og kreftbekjempere igjen," sa John Wherry, PhD, leder av avdelingen for systemfarmakologi og Translational Therapeutics og direktør for Penn Institute of Immunology ved Perelman School of Medicine ved University of Pennsylvania. Videre kan COVID-19 infisere T-lymfocyttceller og indusere apoptose og apoptotiske markører. Lymfocytopeni ble også funnet i tilfeller av Midtøsten respiratorisk syndrom (MERS). MERS-CoV kan direkte infisere humane primære T-lymfocytter og indusere T-celleapoptose gjennom ytre og indre apoptoseveier, men det kan ikke replikere i T-lymfocytter. Det er imidlertid uklart om SARS-CoV-2 også kan infisere T-celler, noe som resulterer i lymfocytopeni. En studie viste at T-celler uttrykker et svært lavt ekspresjonsnivå av hACE2 på celleoverflaten og T-cellelinjer var betydelig mer følsomme for SARS-CoV-2-infeksjon sammenlignet med SARS-CoV. Med andre ord, disse resultatene forteller oss at T-lymfocytter kan være mer tillatelige for SARS-CoV-2-infeksjon. Derfor er det plausibelt at S-proteinet til SARS-CoV-2 kan formidle potent smitteevne, selv på celler som uttrykker lav hACE2, noe som igjen vil forklare hvorfor overføringshastigheten til SARS-CoV-2 er så høy. Gjennom nyere fremskritt innen genomisk redigering kan T-celler nå modifiseres med suksess via CRISPR/Cas9-teknologi. For eksempel kan det å engasjere (post-)transkripsjonelle mekanismer for å forbedre T-cellecytokinproduksjon, retargeting av T-celleantigenspesifisitet eller gjøre T-celler refraktive til hemmende reseptorsignalering øke T-celleeffektorfunksjonen. Derfor kan CRISPR/Cas9-mediert genomredigering gi nye strategier for å indusere langsiktig immunitet mot COVID-19. Immunterapier med autologe T-celler har blitt et kraftig behandlingsalternativ for mange sykdommer som virusinfeksjon eller kreft. Disse inkluderer adoptiv isolasjon og overføring av naturlig forekommende virus/tumorspesifikke T-celler og overføring av T-lymfocytter som har blitt genetisk modifisert. I følge etterforskeren vil utmattede virusreaktive CD8+-minne-T-celler isoleres fra pasienter med mild infeksjon ved bruk av en modifisert antigenreaktiv T-celleanrikningsanalyse (ARTE). utmattede virusreaktive CD8+ minne T-celler vil bli samlet inn og både programmert celledødsprotein 1(PDCD1)-gen og ACE2-gen vil bli slått ut av CRISPR Cas9 i laboratoriet. Lymfocyttene vil bli selektert og utvidet ex vivo og infundert tilbake til pasienter.