È stato fatto un passo avanti nella battaglia contro il cancro

Maria Letizia D'Agata

Le cellule immunitarie geneticamente modificate con il metodo della CRISPR / Cas9 possono persistere, prosperare e funzionare mesi dopo la ricezione da parte di un malato di cancro. La scoperta, che apre ai trattamenti terapeutici di questa particolare tecnologia, è stata presentata su Science da un gruppo di ricercatori dell'Abramson Cancer Center dell'Università della Pennsylvania

Il team ha mostrato che le cellule rimosse dai pazienti e riportate in laboratorio erano in grado di uccidere il cancro mesi dopo la loro produzione e infusione originali. Ulteriori analisi di queste cellule hanno confermato che sono state modificate con successo in tre modi specifici, segnando il primo uso sperimentale sanzionato in assoluto di modifiche multiple al genoma umano.

Questo è il primo studio clinico statunitense che punta a testare il gene editing nell'uomo e la pubblicazione di questi nuovi dati segue il rapporto iniziale dell'anno scorso in cui i ricercatori sono stati in grado di utilizzare la tecnologia CRISPR / Cas9 per modificare con successo le cellule immunitarie di tre pazienti affetti da cancro.

Penn University sta conducendo lo studio in corso in collaborazione con il Parker Institute for Cancer Immunotherapy e con Tmunity Therapeutics. "I nostri dati dei primi tre pazienti arruolati in questo studio clinico dimostrano due cose importanti che, per quanto ne sappiamo, nessuno ha mai mostrato prima. In primo luogo, possiamo eseguire con successo diverse modifiche con precisione durante la produzione, e ottenere cellule risultanti che sopravvivono piu' a lungo nel corpo umano rispetto a qualsiasi dato pubblicato in precedenza. In secondo luogo, finora, queste cellule hanno mostrato una capacita' sostenuta di attaccare e uccidere i tumori ", ha dichiarato Carl June, direttore del Center for Immunoterapie cellulari nell'Abramson Cancer Center e direttore del Parker Institute for Cancer Immunotherapy presso la Perelman School of Medicine dell'Università della Pennsylvania e autore senior dello studio.

I risultati sono l'ultima pietra miliare nella storia della Penn University come pioniere della terapia cellulare e genetica, incluso lo sviluppo della prima terapia con cellule T CAR approvata dalla FDA, Kymriah, per i pazienti pediatrici e adulti con tumore del sangue.

I pazienti in questo studio sono stati curati da Edward A. Stadtmauer, capo sezione di Malattie ematologiche, che è l'autore co-responsabile dello studio insieme a Joseph A. Fraietta, PhD, assistente professore di microbiologia. L'autore co-senior è Simon F. Lacey, PhD, direttore del laboratorio di studi traduttivi e correlativi nel Centro per le immunoterapie cellulari.

L'approccio in questo studio è strettamente correlato alla terapia con le cellule T CAR, in cui le cellule immunitarie dei pazienti sono progettate per combattere il cancro, ma presenta alcune differenze chiave. Proprio come T CAR, i ricercatori in questo studio hanno iniziato raccogliendo le cellule T di un paziente dal sangue.

Tuttavia, invece di armare queste cellule con un recettore contro una proteina come il CD19, il team ha prima utilizzato l'editing CRISPR / Cas9 per rimuovere tre geni. Le prime due modifiche hanno rimosso i recettori naturali di una cellula T in modo che possano essere riprogrammati per esprimere un recettore sintetico delle cellule T, permettendo a queste cellule di cercare e distruggere i tumori.

La terza modifica ha rimosso PD-1, un checkpoint naturale che a volte impedisce alle cellule T di svolgere il proprio lavoro. "Questa nuova analisi dei tre pazienti ha confermato che le cellule prodotte contenevano tutte e tre le modifiche, fornendo una prova per questo approccio. Questa è la prima conferma della capacita' della tecnologia CRISPR / Cas9 di colpire più geni contemporaneamente negli esseri umani e illustra il potenziale di questa tecnologia nel trattamento di molte malattie che in precedenza non erano in grado di essere curate o curate ", ha detto June.

Una volta eliminati i tre geni, è stata effettuata una quarta modifica genetica usando un lentivirus per inserire il recettore sintetico specifico per le cellule T cancerogene, che dice alle cellule T modificate di colpire un antigene chiamato NY-ESO-1.

I dati pubblicati in precedenza mostrano che queste cellule in genere sopravvivono per meno di una settimana, ma questa nuova analisi mostra che le cellule modificate utilizzate in questo studio sono persistite, con il follow-up piu' lungo a nove mesi. Diversi mesi dopo l'infusione, i ricercatori hanno prelevato più sangue e hanno isolato le cellule modificate dal CRISPR per lo studio.

Quando riportate in laboratorio, le cellule erano ancora in grado di uccidere i tumori. "Precedenti studi hanno dimostrato che queste cellule perdono funzione in pochi giorni, quindi il fatto che le cellule modificate da CRISPR in questo studio abbiano conservato la funzione antitumorale per un periodo significativamente più lungo dopo una singola infusione è molto incoraggiante", ha detto June.

Le cellule T modificate dal CRISPR utilizzate in questo studio non sono attive da sole come le cellule T CAR. Invece, richiedono la collaborazione di una molecola nota come HLA-A * 02: 01, che è espressa solo in un sottogruppo di pazienti. Ciò significa che i pazienti dovevano essere sottoposti a screening in anticipo per assicurarsi che corrispondessero all'approccio.

I partecipanti che hanno soddisfatto i requisiti hanno ricevuto altre terapie clinicamente indicate, se necessario, mentre aspettavano che le loro cellule fossero prodotte. Una volta completato tale processo, tutti e tre i pazienti hanno ricevuto le cellule modificate dal gene in un'unica infusione dopo un breve ciclo di chemioterapia. L'analisi dei campioni di sangue ha rivelato che tutti e tre i partecipanti hanno ricevuto le cellule T modificate dal CRISPR che hanno cominciato a prosperare nel loro sistema immunitario. Mentre nessuno ha risposto alla terapia, non vi sono stati eventi avversi gravi correlati al trattamento.

La tecnologia CRISPR non e' stata precedentemente testata sugli esseri umani negli Stati Uniti. Gli investigatori della Penn University hanno aperto la strada a numerosi altri "primi usi" di cellule T ingegnerizzate negli ultimi dieci anni.

Anche con questa esperienza, trasferire questo lavoro nella clinica garantendo al contempo adeguate garanzie per il paziente ha comportato che il team di ricerca abbia dovuto passare attraverso una serie completa e rigorosa di passaggi di approvazione regolatori istituzionali e federali, inclusa l'approvazione del Comitato consultivo per la ricerca sul DNA ricombinante del National Institutes of Health e revisione da parte della Food and Drug Administration degli Stati Uniti, nonché dal comitato di revisione istituzionale e dal comitato istituzionale sulla biosicurezza di Penn. L'intero processo ha richiesto più di due anni.