从健康供体的免疫系统扫描人T淋巴细胞(也称为T细胞)的电子显微照片。研究人员发现,健康T细胞中的分子通信从根本上与过度劳累的T细胞不同,这表明可以发现增加他们寿命的方法。
新的研究表明,一种增加汽车T细胞的持续力,癌症的有希望的免疫疗法形式。
在患有慢性感染或癌症的人中,疾病战斗的T细胞倾向于表现得像一个过度劳累的民兵 - 喘息,令人难以置疑的,暂定,允许疾病持续存在的状态。在一篇论文中,杂志在线发布,达纳弗伯尔/波士顿儿童癌症和血液疾病中心报告的研究人员认为,在慢性病毒感染的小鼠中,用尽的T细胞由基本上不同的分子电路控制而不是T细胞控制有效地争夺感染或癌症。
由宾夕法尼亚大学研究人员领导的一项伴随的研究,并由达纳 - 法国科学家共同撰写的,报告称,这些电路的这些差异在很大程度上不变,这是一种称为检查点抑制的癌症免疫疗法,可能缩小了改善这一点的一个大道技术。
这些研究将重新重建为T细胞的表观遗传学 - 控制基因活性的分子开关,促进剂和节流器的多层系统。科学家们已经知道多年来,基因的模式在耗尽的T细胞中不同于完全从事战斗疾病的功能性T细胞,但这些差异的实际程度不确定。
透明的一个差异是,耗尽的T细胞表达了编程的细胞死亡蛋白-1(PD-1),该细胞死亡蛋白-1(PD-1),它们不会攻击正常的健康细胞,但也可以防止它们在癌症或慢性感染的细胞中引人注目。通过检查点抑制药物阻断PD-1 - 从而恢复T细胞的抗癌热质 - 已成为近十年的癌症治疗最成功的新方法之一。然而,它仅在大约四分之一的情况下表现出有效性。
“疲惫不堪的T细胞显示出各种功能缺陷,”尼古拉斯海宁达娜 - 波士斯/波士顿儿童,新论文的高级作者。“它们瘫痪,没有火力摧毁癌症或病毒感染的细胞。对于我们来说,本研究的问题是,疲惫不堪的细胞代表了一种独特的T细胞类型,或者它们仅仅是一个“流血”的功能性T细胞的形式?“
通过慢性受感染的小鼠作为其模型,研究人员使用了一种名为ATAC-SEQ的新技术来映射基因组的调节区域 - 在动物排出和功能的CD8 + T细胞中参与切换基因的DNA的部分。(CD8 + T细胞被编程为识别和消除癌症和受感染的细胞。)
“我们发现监管区域的景观在疲惫和功能性T细胞中基本不同,”海宁说。“有数千个实例,监管区域出现在耗尽的T细胞中,但不在其功能对应物中,反之亦然。这告诉我们,两种类型的细胞使用非常不同的接线图来控制其基因活动。“
然后研究人员测试是否去除马刺术的DNA调节力延伸,这些DNA的产生PD-1将推动蛋白质的表达。使用CRISPR / CAS9技术,他们剪掉了该地区,实际上,PD-1表达掉了下降。
该实验的成功可以提供改善汽车T细胞疗法的关键。Car T细胞是从患者移除的T细胞,遗传工程化以生长靶向肿瘤细胞的蛋白质“传感器”,然后重新注入患者。虽然改造的T细胞在跟踪癌细胞的有效性上表现出疗效,但特别是在白血病中,汽车T细胞的缺点之一是它们往往会耗尽。
新研究中描述的工作表明,虽然T细胞被设计成产生传感器,但它们也可以重新降低以删除导致它们表达过量的PD-1或其他耗尽基因的遗传布线。由此产生的汽车T细胞不仅在跟踪癌症时更好,而且对攻击它也更具侵略性。
在伴侣论文中,研究人员探讨了阻挡PD-1检查点重新卷积的耗尽T细胞,从表观遗传立场,更像功能性T细胞。使用慢性感染的鼠标模型,如在第一研究中,调查人员发现,虽然这种功能的增加确实发生了短暂的情况,但从其先前的耗尽状态下,外延遗传开关仍然很大程度上不变。
“这表明通过检查点封锁所取得的效益因瞬态传感而导致耗尽的T细胞,而不是永久重塑其州,”海宁说。
他继续,这两项研究的结果指出了对疲惫和功能性T细胞活跃的监管区域的全面地图集。这样的指南将提供用基因工程或表观遗传药物重新加热T细胞的目标,以使其更有效的癌症杀手。
该研究的第一个作者是加州大学的Dana-Farber和James Kaminski的Debattama R. Sen。共同作者是R. Anthony Barnitz,Ulrike Gerdemann,Kathleen B. Yates,Hsiao-Wei Tsao,Jernej Godec,Martin W. Lafleur,Flavian D.达纳飞行员的棕色; Makoto Kurachi和宾夕法尼亚大学的John Wherry; Pierre Tonnerre,Raymond T. Chung,以及马萨诸塞州雷戈尔的Georg M. Lauer;达尔利和托德米·塔尔德·马萨诸塞州理工学院马萨诸塞州综合医院塔尔戈尔·塔尔德·埃尔伦;弗雷德·哈钦森癌症研究中心的妮可弗拉姆。