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Cell突破:癌症免疫療法「不夠牛」?「魔剪」CRISPR發力了!

生物探索 編者按

如何讓癌症免疫療法更有效?這是很多科學家正在探索的問題。上周,來自加州大學舊金山分校的研究者們獲得了一項突破成果:開發出了一種基於「魔剪」CRISPR的新技術——SLICE,有望大大提升免疫療法的抗癌能力。

圖片來源:Cell

11月15日,發表在《Cell》雜誌上題為「Genome-wide CRISPR Screens in Primary Human T Cells Reveal Key Regulators of Immune Function」的論文中,科學家們證實,SLICE這一強大的工具能夠快速評估患者「原始」免疫細胞(「primary」 immune cells)中每個基因的功能,從而指導研究人員更好地改造免疫細胞,以對抗癌症和其他疾病。

「利用SLICE,我們每次改變一個細胞中的一個基因,看看哪個基因的改變會使細胞發揮我們想要的功能,最終,這將幫助我們開發更有效的下一代免疫細胞療法。」論文通訊作者Alex Marson博士解釋道。

圖片來源:Nature

01

SLICE技術

事實上,SLICE這一技術是基於Marson博士實驗室最近發表的一項成果開發出來的。今年7月,在一篇《Nature》論文中,Marson博士等報導稱,他們能夠利用電穿孔將「基於CRISPR的基因編輯結構」(CRISPR-based gene-editing constructs)遞送到免疫細胞中。

最新開發的SLICE技術融合了「電穿孔」以及「傳統的用病毒遞送CRISPR系統組件的方法」。這種基於電穿孔的CRISPR技術(electroporation-based CRISPR method)能夠用於改造基因,重編程免疫細胞,進而提高療效。

圖片來源:Cell

02

發現「關鍵」基因

具體來說,在新研究中,Marson博士等首先測試了是否能夠利用SLICE鑒定出讓T細胞(一種常見的免疫細胞)更有效複製的基因。這對基於T細胞的癌症免疫療法是非常重要的。因為,目前為止,這類療法還只是對某些惡性腫瘤有效,科學家們認為,鑒定出能夠促進T細胞增殖的基因可讓免疫療法適用於更廣泛的患者。

實驗結果是喜人的!藉助SLICE,Marson博士等不僅鑒定出了促進T細胞增殖的基因,還找到了抑製T細胞增殖的基因。儘管其中一些基因先前已經通過其他方法被發現了,但也有很多基因是新發現的。

找到這些關鍵基因後,研究人員從多名人類捐贈者中獲取了原始的T細胞,然後刪除了這些細胞中抑製增殖的基因。當將這些改造後的T細胞與癌細胞一起培養時,它們展現出了顯著增強的抗癌能力。這表明,科學家們能夠對SLICE鑒定出的這些基因進行編輯,將原始的T細胞轉變為一種強大的潛在療法。

Credit University of Alberta

03

打破「癌症的防禦」

不過,想要「打敗癌症」,並不是一件容易的事情。癌症免疫療法經常失敗,因為,腫瘤微環境中充滿了很多阻止T細胞釋放全部抗癌潛能的化合物(即,免疫抑製劑)。

「在腫瘤微環境中,T細胞似乎是被抑製的。因此,我們想知道,SLICE是否能夠幫助我們找到一種方法,使T細胞克服這種抑製。」參與該研究的Julia Carnevale說。

最終,研究表明,SLICE確實能夠用來「喚醒」被抑製的T細胞。具體來說,利用SLICE,科學家們在T細胞上找到了被腫瘤微環境中一種叫做腺苷(adenosine)的免疫抑製劑靶向的基因。刪除這些基因,即便在有腺苷存在的情況下也能促進T細胞增殖。

Alex Marson, MD, PhD, co-senior author of the study.(圖片來源:UCSF)

作者們認為,SLICE是一個靈活的平台,可讓科學家們模擬免疫細胞與腫瘤微環境之間的相互關係。同時,它也代表了研究基因功能的工具的進步。「鑒於這種技術的靈活性,SLICE總有一天會幫助科學家們開發出個性化的新型免疫細胞療法。」 Marson博士展望道。

責編:風鈴

End

參考資料:1)New 『SLICE』 Tool Can Massively Expand Immune System』s Cancer-Fighting Repertoire

2)Genome-wide CRISPR Screens in Primary Human T Cells Reveal Key Regulators of Immune Function

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