Как мы все знаем, инженерные Т-клетки, перепрограммированные для экспрессии химерных антигенных рецепторов, стали огромным шагом вперёд в лечении ряда злокачественных заболеваний. Более того, сегодня этот подход активно исследуется для терапии аутоиммунных и инфекционных болезней. Улучшить функциональность таких Т-клеток можно с помощью редактирования генома, разрушая эндогенные гены или вставляя в них терапевтические конструкции.

Однако процесс производства таких клеток остаётся проблемой. Этот процесс занимает много времени, требует высококвалифицированного персонала и стоит огромных денег, что серьёзно ограничивает доступность CAR-T-терапии для пациентов.

Группа исследователей из США и Швеции предложила радикально иной подход. Их исследование опубликовано в Nature. Учёные показали, что генерацию CAR-T-клеток можно перенести непосредственно в организм пациента, то есть проводить её in vivo. До недавнего времени существовавшие методы in vivo генерации имели два существенных ограничения. Одни из них обеспечивали лишь временную, транзиторную экспрессию CAR, которая быстро угасала. Другие же основывались на случайной интеграции доставляемых генов в геном, что создавало риски неспецифических эффектов и нежелательных мутаций.

Авторы работы, напротив, предложили метод стабильной и клеточно-специфичной экспрессии трансгена посредством сайт-специфичной интеграции крупных фрагментов ДНК. Для этого они разработали двухвекторную систему доставки. Один вектор, построенный на основе оболочечных частиц, доставляет к Т-клеткам готовый комплекс CRISPR–Cas9 в виде рибонуклеопротеина. Второй вектор, созданный на базе аденоассоциированного вируса, приносит к тем же клеткам донорскую матрицу ДНК, содержащую ген химерного рецептора. Оба вектора были тщательно оптимизированы для специфической доставки именно в Т-клетки и для максимальной эффективности геномного редактирования. Ключевым решением стала интеграция трансгена CAR в строго определённый Т-клеточно-специфичный локус генома — TRAC.

В экспериментах на гуманизированных мышиных моделях, несущих человеческую иммунную систему, этот подход позволил сгенерировать терапевтические уровни CAR-T-клеток прямо внутри организма. Полученные результаты показывают, что точная доставка и встройка крупных генетических конструкций в определённый локус генома Т-клеток возможна и достаточно эффективна, что создаёт предпосылки к к созданию Т-клеточной терапии, которая будет не только более эффективной и точной, но и, что критически важно, действительно доступной для широкого круга пациентов.

Это и есть биотехнология в её самом красивом проявлении: высокая инженерия на основе глубокого понимания «скучной» молекулярной физики.