מכון ארק, מכוני גלדסטון ואוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו, מדענים פיתחו פלטפורמת עריכה אפיגנטית המאפשרת שינוי בטוח של גנים מרובים בתאי T אנושיים ראשוניים, תוך מתן מענה לאתגר מפתח בייצור ובמדרגיות בטיפולי תאים מהדור הבא. המחקר, שפורסם ב-21 באוקטובר 2025, ב טבע ביוטכנולוגיהמדגים כיצד CRISPRoff ו-CRISPRon יכולים לתכנת מחדש את תאי ה-T של מטופל עצמו למטרות טיפוליות ללא רעילות התא והנזק ל-DNA הקשורים לגישות עריכת גנים מסורתיות.
מספר גדל והולך של טיפולים בתאי T, כולל התערבויות CAR-T הם טיפולים מותאמים אישית שמשנים גנטית את תאי ה-T של המטופל כדי למקד ולהשמיד תאי סרטן. גישות אלו הצליחו נגד סרטן דם, אך לעיתים קרובות נכשלות כאשר מיושמות על גידולים מוצקים, היוצרים סביבות עוינות המעוררות יתר על המידה ואז מתישות תאי T. עם זאת, השימוש ב-CRISPR להנדסת תאי T "משוריינים" מורכבים יותר שיש להם את האנרגיה לפעול בגידולים מוצקים הוכח כמאתגר עקב רעילות ומוות תאים הנגרמים על ידי עריכת מספר גנים בו-זמנית.
CRISPRoff ו-CRISPRon נמנעים מבעיה זו על ידי כך שהם מאפשרים למדענים להשתיק או להפעיל גנים באופן מתוכנת באמצעות שינויים אפיגנטיים – תגים כימיים יציבים השולטים בביטוי הגנים מבלי לחתוך DNA או לשנות את רצף הגנום. CRISPRoff משתיק גנים המגבילים בדרך כלל את תפקוד תאי T על ידי הפקדת סימני מתילציה במקדמי מטרה, בעוד ש-CRISPRon מפעיל גנים מועילים על ידי הסרת סימנים אלו. בניגוד לגישות CRISPR מסורתיות הדורשות חיתוך של סליל ה-DNA, שיכול להזיק או להרוג תאי T, עורכים אפיגנטיים אלה יכולים לשנות עד חמישה גנים בו זמנית תוך שמירה על שיעורי הישרדות גבוהים של תאים.
"תאי ה-T בעצם משננים את הוראות התכנות שלנו", אומר לוק גילברט (X: @LukeGilbertSF), חוקר ליבה של מכון Arc ופרופסור חבר ב-UCSF. "אנחנו מספקים את העורכים האפיגנטיים לכמה ימים בלבד, אבל השפעות השתקת הגנים נשארות יציבות באמצעות עשרות חלוקות תאים וסבבים מרובים של הפעלה חיסונית."
כדי להדגים את הפוטנציאל של הפלטפורמה, החוקרים יצרו תאי CAR-T משופרים על ידי החדרת קולטנים מכוונים לסרטן באמצעות CRISPR ובו-זמנית שימוש ב-CRISPRoff כדי להשתיק את RASA2, גן שפועל כבלם מולקולרי בהפעלת תאי T. התאים המהונדסים הכפול שמרו על יכולתם להרוג את הסרטן באמצעות אתגרים חוזרים ונשנים בבדיקות מעבדה, בעוד שתאי CAR-T ללא השתקת RASA2 מותשים. במודלים של לוקמיה של עכברים, תאי CAR-T המשופרים סיפקו שליטה טובה יותר בגידולים ושיפור ההישרדות בהשוואה לגישות CAR-T סטנדרטיות.
כאן, אנו משתמשים בהנדסה גנטית כדי לתכנת תאי T לחיפוש תאים סרטניים ומשתמשים בהנדסה אפיגנטית כדי לתכנת את עוצמת הפונקציה האנטי-סרטנית שלהם. שילוב הכוח המשולב של הנדסה גנטית ואפיגנטית מציע כעת תקוות רחבות לפתח תוכניות שונות לטיפול במגוון רחב של מחלות שונות."
אלכס מרסון, מנהל מכון גלדסטון-UCSF לאימונולוגיה גנומית ומחבר בכיר שותף של המחקר
"במקום רק להוסיף יכולות מיקוד, אנחנו יכולים לתכנת מחדש באופן שיטתי את אופן פעולת התאים האלה בצורה ניתנת להרחבה כדי ליצור מוצרים טיפוליים יעילים יותר", אומרת הסופרת הראשונה Laine Goudy (X: @LaineGoudy), סטודנטית לדוקטורט במעבדות מרסון וגילברט. "הנתונים במאמר זה יכולים לתמוך במעבר ישירות לניסויים קליניים עבור יישומים מסוימים."
מעבר ליישומי סרטן, הגישה פותחת אפשרויות חדשות לטיפולים במחלות אוטואימוניות, רפואת השתלות ותחומים אחרים שבהם תאי T מתוכנתים מחדש יכולים לספק תועלת לחולים. CRISPRoff עובד עם פרוטוקולים של ייצור תאים שכבר משמשים לייצור טיפולי CAR-T מאושרים על ידי ה-FDA, המחייבים רק המרה של ריאגנטים בדרגת מחקר לגרסאות בדרגה קלינית. צוות המחקר שוקל את הצעדים הבאים לבדיקת הטכנולוגיה בבני אדם.
"כשהתחלנו, לא היינו בטוחים שזה יצליח בתאי T, ונדרשו שנים של אופטימיזציה שיטתית כדי להתגבר על כמה אתגרים מהותיים, אבל זה היה כל כך משמח לראות שטכנולוגיית הליבה חזקה במיוחד", אומר גילברט. "טיפולי CAR-T הם סיפור הצלחה מדהים, אך בהקשר של גידולים מוצקים אנו מאמינים שהגישה שלנו יכולה להגביר את הדור הבא של גישות CAR-T לטובת המטופלים."
גילברט הוא אחד מארבעה מחברים בכירים במאמר, יחד עם בריאן שי, פרופסור עוזר במחלקה לרפואת מעבדה של UCSF ומנהל התוכנית לתרפיה בתאים חקירתיים של UCSF, ג'סטין אייקם, פרופסור חבר במחלקה למיקרוביולוגיה ואימונולוגיה של UCSF, ומרסון, שהוא גם חוקר בכיר ב-UCSF ופרופסור ב-Gladstone. גאודי הוביל את הפיתוח הטכני.
המחקר שדווח במאמר זה נתמך על ידי המכונים הלאומיים לבריאות, מכון פרקר לאימונותרפיה בסרטן, פרס Lloyd J. Old STAR מהמכון לחקר הסרטן, קרן סימונס, יוזמת CRISPR Cures for Cancer Initiative, יוזמת UCSF CRISPR Cures for Cancer Initiative, יוזמת UCSF Living Irapeutics Post Initiative, Burlowington Research Institute, Fellowington Research Institute. פרס הקרן לקריירה עבור מדעני רפואה, הקרן המייעצת לתורמים לידיה פרייזלר שורנשטיין, היוזמה התרגוםית של מיאלומה נפוצה, מימון המחקר של Baszucki ללימפומה ומכון Arc. החוקרים הגישו בקשות לפטנט הקשורות לטכנולוגיית CRISPRoff.
