Wie gen-bearbeitet sind weiße Blutzellen helfen, im Kampf gegen den Krebs

Zum ersten mal in den Vereinigten Staaten, ein gen-editing-tool wurde verwendet, zur Behandlung von fortgeschrittenem Krebs bei drei Patienten und zeigten viel versprechende frühe Ergebnisse in einer pilot-phase 1 klinischen Studie. Bisher ist die Behandlung scheint sicher, und weitere Ergebnisse werden in Kürze erwartet.

Zu entwickeln, die eine sicherere und effektivere Behandlung für Krebs, Patienten, Wissenschaftler von der University of Pennsylvania, the Parker Institute for Cancer Immunotherapy in San Francisco und Tmunity Therapeutics, ein biotech-Unternehmen in Philadelphia, entwickelt eine erweiterte version der Immuntherapie. In dieser Behandlung wird einem Patienten das eigene Immunsystem Zellen werden aus dem Körper entfernt werden, ausgebildet, um zu erkennen spezifisch die Krebszellen und dann injiziert Sie zurück in den Patienten, wo Sie sich vermehren und Sie zerstören.

Im Gegensatz zu Chemo-oder Strahlentherapie, die direkt tötet Krebszellen, ist die Immuntherapie aktiviert das körpereigene Immunsystem, um die Arbeit zu tun. Das team verwendet ein gen-editing-tool namens CRISPR ändern, um Immunzellen, die sich in ausgebildeten Soldaten zu suchen und zu töten Krebszellen. Durch die Nutzung dieser Technik, das team hofft auf die Entwicklung einer effektiveren form der Immuntherapie mit minimalen Nebenwirkungen.

Ich bin Gelernte Pharma-Wissenschaftler und biomolekulare Ingenieur, und ich war besonders daran interessiert zu erfahren Sie mehr über diese neue Therapie, weil mein lab konzentriert sich auf die Bearbeitung der gen-Editoren. Insbesondere bin ich versucht, noch besser zu entwickeln CRISPR-basierte gen-Editoren für die Diagnose und Behandlung von Krebs und anderen Erkrankungen. Wir verbinden Chemie, Biologie und Nanotechnologie zur Konstruktion, Kontrolle und liefern gene-editing-tools mehr effizient und präzise.

Die Ausbildung der Zellen des Immunsystems zu finden und zu töten Krebs

Der erste Schritt bei der Herstellung dieser tumor-killing-Zellen verwendet, die in der Krebs-Medikament Studie war die Isolierung der T-Zellen—eine Art weißer Blutkörperchen, die bekämpft Krankheitserreger und Krebs-Zellen—aus dem Blut des Krebspatienten. Zwei Patienten mit fortgeschrittenem multiplen Myelom und bei einem Patienten mit myxoid/round cell liposarcoma eingeschrieben waren, für diese Studie.

Der arm der T-Zellen und stärken Ihren tumor-kämpfenden Fähigkeiten ohne Schädigung normaler Zellen, die Wissenschaftler gentechnisch veränderte T-Zellen—die Deaktivierung der drei Gene und die Zugabe einer gen—vor der Rückgabe an den Patienten.

Die ersten beiden dieser gelöscht Gene Kodieren T-Zell-Rezeptoren sind Proteine auf der Oberfläche der T-Zellen erkennen und binden spezifische Moleküle, bekannt als Antigene auf Krebszellen. Wenn diese engineered T-Zellen binden an diese Antigene, ermöglicht es Ihnen, um anzugreifen und direkt die Krebszellen abzutöten. Aber das problem ist, dass eine einzige T-Zelle erkennen kann, die mehrere verschiedene Antigene in den Körper, so dass Sie weniger konzentriert auf der Suche nach den Krebszellen. Durch den Wegfall dieser beiden Gene der T-Zellen sind weniger wahrscheinlich, um anzugreifen, das falsche Ziel oder der host, ein Phänomen, genannt Autoimmunität,

Darüber hinaus sind Sie gestört, ein drittes gen, genannt programmierten Zelltod protein 1, verlangsamt sich die Reaktion des Immunsystems. Deaktivieren des programmierten Zelltod-protein-1-Gens verbessert die Effizienz der T-Zellen.

Der Letzte Schritt in der transformation dieser Zellen wurde das hinzufügen eines Gens, das das produziert eine neue T-Zell-rezeptor, erkennt und greift auf einen speziellen marker auf den Krebszellen namens NY-ESO-1. Mit drei Genen gelöscht und einen Hinzugefügt, die T-Zellen sind nun bereit, um Krebs zu bekämpfen.

Wo ist CRISPR in dieser klinischen Studie?

Also wie genau hat dieses team Bearbeiten Sie eine T-Zelle? Sie verwertet CRISPR/Cas9 gen-editing-Technologie nutzt zwei Komponenten: ein Leitfaden CRISPR-Molekül, findet und bindet die target-gen-site; und eine molekulare Schere, Cas9, dass snips die DNA, die letztlich das deaktivieren der gen.

Das team verwendet electroporation, eine Technologie, die erstellt temporäre Löcher in der Zellmembran, um das Cas9-protein zusammen mit dem guide Moleküle, die gezielt die drei Gene von Interesse, die in Millionen von T-Zellen.

Nach der Unterbrechung der drei Gene, die mit der CRISPR, das team verwendet eine sichere, deaktiviert Viren zu liefern, die ein gen auf der T-Zelle, das es Ihr ermöglicht zu erkennen, die Krebs-spezifische marker—NY-ESO-1. Das entfernen dieser Gene aus Millionen von Zellen, und dann können die T-Zellen vermehren sich in Milliarden von Zellen außerhalb des Körpers in der Petrischale können sich über mehrere Tage bis Wochen.

Vier Tage vor der Injektion der CRISPR-veränderte T-Zellen, das team gab jedem der drei Patienten, die mehrere Dosen von Chemotherapie Drogen, um zum Abbau der vorhandenen weißen Blutkörperchen in Ihrem Körper.

Schließlich, etwa 100 Millionen veränderte T-Zellen pro Kilogramm Körpergewicht injiziert wurden, in die Patienten als eine einzige infusion.

Vielversprechende Zukunft des CRISPR

Das team überwacht den Patienten kontinuierlich für die ersten 28 Tage nach der Injektion der T-Zellen. Dann folgten Sie monatlich für sechs Monate; nachdem, dass alle drei Monate durch die überwachung von unerwünschten Ereignissen wie immun-Reaktion. Die T-Zell-Therapie wird Häufig im Zusammenhang mit verschiedenen Nebenwirkungen wie Fieber, Muskelschmerzen, Kopfschmerzen, Verwirrtheit, Krampfanfälle, niedriger Blutdruck, Blutgerinnungsstörungen und mehrere organ Dysfunktion. Das team stellte keine Anzeichen von Toxizität in Patienten, die spannend ist.

Aber die ersten Patienten mit fortgeschrittenem multiplen Myelom hatten anhaltende Wachstum eines Tumors nach 60 Tagen. Während der Behandlung schien nicht so erfolgreich für den ersten Patienten, der klinischen phase-1-Studie ist hauptsächlich entworfen, um die Sicherheit zu prüfen, und das team berichtet keine Toxizität zu jedem Patienten.