Некоторые наследственные генетические дефекты вызывают чрезмерный иммунный ответ, который может привести к летальному исходу. Используя инструмент редактирования генов CRISPR-Cas9, такие дефекты можно исправить, нормализуя таким образом иммунный ответ. Статья группы исследователей под руководством Клауса Раевски из Центра Макса Дельбрюка была опубликована в журнале Science Immunology.
Семейный гемофагоцитарный лимфогистиоцитоз (СГЛ) — редкое заболевание иммунной системы, которое обычно встречается у младенцев и детей раннего возраста в возрасте до 18 месяцев. Состояние тяжелое и имеет высокий уровень смертности. Это вызвано различными мутациями генов, которые препятствуют нормальному функционированию цитотоксических Т-клеток. Это группа иммунных клеток, которые убивают инфицированные вирусом клетки или иным образом измененные клетки. Если ребенок с СГЛ заражается вирусом, например, вирусом Эпштейна-Барра (ВЭБ), а также другими вирусами, цитотоксические Т-клетки не могут уничтожить инфицированные клетки. Вместо этого иммунный ответ выходит из-под контроля. Это приводит к цитокиновому шторму и чрезмерной воспалительной реакции, которая затрагивает весь организм.
«Врачи лечат СГЛ комбинацией химиотерапии, иммуносупрессии и трансплантации костного мозга, но многие дети все еще умирают от этой болезни», — говорит профессор Клаус Раевски, возглавляющий лабораторию иммунной регуляции и рака в Центре Макса Дельбрюка. Поэтому он и его команда разработали новую терапевтическую стратегию. Используя инструмент редактирования генов CRISPR-Cas9, исследователям удалось восстановить дефектные Т-клетки у мышей и двух тяжелобольных младенцев. Восстановленные цитотоксические Т-клетки затем функционировали нормально, при этом мыши выздоравливали от гемофагоцитарного лимфогистиоцитоза.
Отправной точкой исследования были мыши, на которых команда смогла имитировать инфекцию ВЭБ. У этих животных исследователи изменили ген под названием перфорин так, что его функция была полностью потеряна или серьезно нарушена – распространенный генетический дефект у пациентов с СГЛ. Когда затем они вызвали состояние, напоминающее инфекцию ВЭБ, пораженные В-клетки бесконтрольно размножались, поскольку дефектные цитотоксические Т-клетки не могли их уничтожить. В результате иммунный ответ усилился, и у мышей развился гемофагоцитарный лимфогистиоцитоз.
Затем команда собрала стволовые клетки Т-памяти – то есть долгоживущие Т-клетки, из которых могут созревать активные цитотоксические Т-клетки – из крови мышей. Исследователи использовали инструмент редактирования генов CRISPR-Cas9 для восстановления дефектного гена перфорина в Т-клетках памяти, а затем вводили исправленные клетки обратно мышам. Иммунный ответ у животных успокоился, и симптомы исчезли.
Первый автор статьи, доктор Сюнь Ли, использовал образцы крови двух больных младенцев, чтобы проверить, работает ли эта стратегия и на людях. У одного был дефектный ген перфорина, у другого — другой дефектный ген. «Наша методика восстановления генов более точна, чем предыдущие методы, и Т-клетки практически не изменяются после редактирования генов», — говорит Ли. «Было также интересно увидеть, насколько эффективно Т-клетки памяти могут размножаться и восстанавливаться даже из небольшого количества крови». Эксперименты на клеточных культурах показали, что восстановленные Т-клетки памяти младенцев были способны к нормальному цитотоксическому Т-клеточному ответу.
Это означает, что терапевтический механизм в принципе работает. Но прежде чем пациенты смогут извлечь выгоду из этого открытия, команде необходимо сначала решить открытые вопросы и проверить концепцию лечения в клинических испытаниях. «До сих пор неизвестно, как долго продлится защитный эффект», — говорит доктор Кристин Кокс, ученый из команды Раевски. «Поскольку стволовые клетки Т-памяти остаются в организме в течение длительного времени, мы надеемся, что терапия обеспечит долгосрочную или даже постоянную защиту. Также возможно, что пациентов можно будет лечить восстановленными Т-клетками снова и снова».
Процедура малоинвазивна, поскольку требуется лишь небольшое количество крови, а мышам не требуется никакой подготовительной обработки – в отличие, например, от трансплантации костного мозга. «Мы очень надеемся, что наш механизм действия станет прорывом в лечении СГЛ», — говорит Раевски, — «либо для того, чтобы выиграть больше времени для успешной трансплантации костного мозга, либо даже в качестве самого лечения».
