CRISPR/Cas9-модифицированные Т-клетки человека (сконструированные с нокаутом PD-1 и ACE2 Т-клетки) для индукции долговременного иммунитета у пациентов с COVID-19

Истощение Т-клеток может ограничивать долговременный иммунитет у пациентов с COVID-19. Т-клетки могут потерять способность бороться с вирусами и опухолями при длительном воздействии этих врагов. Новые данные свидетельствуют о том, что у людей, которые испытывают легкие симптомы COVID-19, обнаруживаются молекулярные признаки истощения Т-клеток памяти, и, следовательно, у них может быть снижена способность бороться с повторным заражением. Напротив, люди, у которых развиваются тяжелые симптомы COVID-19, могут быть лучше защищены от повторного заражения. Недавнее исследование показало, что в 82,1% случаев COVID-19 наблюдается низкое количество циркулирующих лимфоцитов. Сообщалось, что в случае хронических вирусов непрерывная экспрессия PD-1 вызывает истощение Т-клеток и снижает способность уничтожать инфекционные клетки. Опухоль пациентов с COVID-19 характеризуется сниженным процентным содержанием лимфоцитов при одинаковой доле CD4+ и CD8+ Т-клеток. Увеличивается количество Т-клеток, в основном CD8+ Т-клеток, демонстрирующих высокие уровни экспрессии маркера поздней активности CD25 и маркера истощения PD-1. Следовательно, SARS-CoV-2 способен вносить изменения, модифицируя приобретенную иммунную систему, включая В- и Т-клетки. Согласно экспериментам, было обнаружено, что экспрессия PD-1 как важного фактора индукции и поддержания циркулярной толерантности, сохраняющей стабильность Т-клеток, имеет более высокий процент в различных клетках пациентов с COVID-19. В эксперименте, проведенном Diao et al. на пациентах с SARS-CoV-2, было замечено, что экспрессия PD-1 на поверхности Т-клеток значительно увеличилась; также было показано, что во время заболевания, вызванного SARS-CoV-2, дополнительная экспрессия PD-1 и Tim-3 на Т-клетках напрямую связана с тяжестью заболевания; факторы, которые также были увеличены при других вирусных инфекциях. Феномен «истощения Т-клеток» можно относительно легко обратить вспять, например, когда Т-клетки больше не подвергаются воздействию вируса или опухоли. Но, к сожалению, хотя истощенные Т-клетки, восстановленные после хронической инфекции (REC-TEX), восстанавливают некоторые функции и свойства Т-клеток памяти (TMEM), они сохраняют эпигенетические рубцы, указывающие на то, что контроль экспрессии генов «заперт» в их истории истощения. Как только Т-клетки истощаются, они по-прежнему «запрограммированы» на истощение, поэтому может быть трудно заставить их снова стать эффективными борцами с вирусами и раком», — сказал Джон Уерри, доктор философии, заведующий кафедрой системной фармакологии и медицины. Трансляционная терапия и директор Пенсильванского института иммунологии в Медицинской школе Перельмана Пенсильванского университета. Кроме того, COVID-19 может инфицировать клетки Т-лимфоцитов и индуцировать апоптоз и маркеры апоптоза. Лимфоцитопения также была обнаружена в случаях ближневосточного респираторного синдрома (MERS). БВРС-КоВ может напрямую инфицировать первичные Т-лимфоциты человека и индуцировать апоптоз Т-клеток через внешние и внутренние пути апоптоза, но не может реплицироваться в Т-лимфоцитах. Однако неясно, может ли SARS-CoV-2 также инфицировать Т-клетки, приводя к лимфоцитопении. Исследование показало, что Т-клетки экспрессируют очень низкий уровень экспрессии hACE2 на своей клеточной поверхности, а линии Т-клеток были значительно более чувствительны к инфекции SARS-CoV-2 по сравнению с SARS-CoV. Другими словами, эти результаты говорят нам о том, что Т-лимфоциты могут быть более восприимчивы к инфекции SARS-CoV-2. Поэтому вполне вероятно, что S-белок SARS-CoV-2 может опосредовать мощную инфекционность даже в отношении клеток, экспрессирующих низкий уровень hACE2, что, в свою очередь, объясняет, почему скорость передачи SARS-CoV-2 настолько высока. Благодаря последним достижениям в редактировании генома Т-клетки теперь можно успешно модифицировать с помощью технологии CRISPR/Cas9. Например, задействуя (пост-)транскрипционные механизмы для усиления продукции цитокинов Т-клетками, перенацеливая антигенную специфичность Т-клеток или делая Т-клетки рефрактерными к сигналам ингибирующего рецептора, можно усилить эффекторную функцию Т-клеток. Таким образом, опосредованное CRISPR/Cas9 редактирование генома может обеспечить новые стратегии для индукции долговременного иммунитета против COVID-19. Иммунотерапия аутологичными Т-клетками стала мощным вариантом лечения многих заболеваний, таких как вирусная инфекция или рак. К ним относятся адоптивное выделение и перенос встречающихся в природе специфичных для вируса/опухоли Т-клеток и перенос генетически модифицированных Т-лимфоцитов. По словам исследователя, истощенные вирус-реактивные CD8+ Т-клетки памяти будут выделены у пациентов с легкой инфекцией с использованием модифицированного анализа обогащения антиген-реактивных Т-клеток (ARTE). будут собраны истощенные вирус-реактивные CD8+ Т-клетки памяти, и ген белка запрограммированной гибели клеток 1 (PDCD1) и ген ACE2 будут нокаутированы с помощью CRISPR Cas9 в лаборатории. Лимфоциты будут отобраны и размножены ex vivo и введены обратно пациентам.