ILas inmunoterapias, como la terapia con células T con receptor de antígeno quimérico (CAR), son enfoques prometedores en la lucha contra el cáncer. La eficacia de las terapias depende de la función de las células T, que está determinada por la red de genes que expresan estas células inmunitarias. Recientemente, investigadores de la Universidad de Duke desarrollaron un Plataforma de detección basada en CRISPR para identificar reguladores epigenéticos clave de la función de las células T humanas y descubrió el papel central del factor de transcripción Factor de transcripción de cremallera de leucina básica ATF-like 3 (BATF3) en reprogramar la expresión de varios genes y mejorar la eficacia de las células CAR T en la eliminación de células cancerosas.¹ Sus hallazgos, publicados en Genética de la naturalezapuede ayudar en el desarrollo de inmunoterapias basadas en células T más eficaces.

“Es un estudio muy elegante. Es realmente interesante ver cómo se desarrolla aquí este campo de la detección CRISPR utilizando células T humanas primarias, con las que no es fácil trabajar”, ​​dijo Fredrik Wermelinginmunólogo del Instituto Karolinska que no participó en la investigación.

Durante años, ingeniero biomédico y autor de estudios. Carlos Gersbach de la Universidad de Duke y su equipo han desarrollado tecnologías para detectar y manipular la expresión de genes en las células. En estudios anteriores, utilizaron estas herramientas de edición del epigenoma para Reprogramar fibroblastos para que se conviertan en células neuronales. y para controlar la diferenciación celular en humanos. neuronas y célula madre pluripotente poblaciones.^2-4

Interesados ​​en explorar una aplicación más terapéutica de estas herramientas, los investigadores centraron su atención en las inmunoterapias basadas en células T, específicamente en las células T con CAR. Según Gersbach, el uso de tales enfoques de mejora epigenética en las células T puede ayudar a expandir las terapias basadas en células T más allá de los tipos de cáncer, como los cánceres de la sangre, en los que han sido eficaces.

Para su estudio, el equipo desarrolló un método de detección basado en CRISPR en células T CD8+ humanas primarias. Los investigadores fusionaron una nucleasa Cas9 catalíticamente inactiva con un represor transcripcional para la interferencia CRISPR (CRISPRi) o un activador para la activación CRISPR (CRISPRa). Utilizando ARN guía dirigidos a genes específicos, los investigadores dirigieron el Cas9 inactivo para silenciar o activar la expresión.

Para seleccionar los genes objetivo, los científicos analizaron conjuntos de datos públicos que describían cambios en la accesibilidad a la cromatina a medida que las células T se diferenciaban y se centraron en los factores de transcripción que se unían a estas regiones genómicas. Identificaron 120 factores de transcripción enriquecidos en regiones de cromatina que cambian la accesibilidad durante la diferenciación de las células T. Luego dirigieron CRISPRi y CRISPRa a los genes que codifican cada uno de estos factores de transcripción para determinar cuál de estas proteínas, si alguna, actuaría como regulador maestro.

Al combinar las perturbaciones de pérdida de función y ganancia de función, el equipo identificó varios moduladores potenciales de la función de las células T. Uno de los más prometedores fue BATF3, que promueve Supervivencia de células T CD8+.⁵

En experimentos in vitro posteriores, el equipo descubrió que la sobreexpresión de BATF3 regulaba una amplia red de genes. Si bien algunos de los genes regulados positivamente se relacionan con la supervivencia de las células T, algunos de los genes regulados negativamente se asocian con el agotamiento de las células T, un mecanismo natural que evolucionó para mantener las células T bajo control pero que puede obstaculizar su capacidad para generar una respuesta antitumoral en un entorno de cáncer.

También descubrieron que la sobreexpresión de BATF3 mejoraba la capacidad de las células CAR T para eliminar las células cancerosas in vitro. El tratamiento de tumores sólidos ha sido un desafío importante para la terapia con células T con CAR, por lo que a continuación el equipo probó si esta estrategia funcionaba contra los tumores. En un modelo de ratón con cáncer de mama humanizado, los investigadores descubrieron que las células T con CAR diseñadas para sobreexpresar BATF3 reducían el tamaño del tumor más que las células T con CAR estándar.

“Sabíamos que BATF3 era importante para las células T. Lo que no sabíamos es que al sobreexpresarlo, podríamos cambiar profundamente sus fenotipos y hacerlos increíblemente más potentes contra estos modelos tumorales”, dijo Gersbach.

Para evaluar si los cambios en la expresión genética inducidos por BATF3 se asocian con resultados clínicos positivos, el equipo comparó las firmas transcripcionales de las células T con o sin sobreexpresión de BATF3 con los perfiles transcripcionales de pacientes que recibieron Terapia con células CAR T en un ensayo clínico reciente.⁶ Descubrieron que la sobreexpresión de BATF3 silenciaba más del 30 por ciento de los genes asociados con la falta de respuesta y activaba el 20 por ciento de los genes asociados con la respuesta a la terapia con células T con CAR. «Si estos patrones de expresión genética pudieran establecerse muy bien, sería muy útil tanto para las células CAR T como para las vacunas contra el cáncer u otros tipos de terapias basadas en células T», señaló Wermeling.

Según Wermeling, un siguiente paso importante para esta investigación es traducir estos hallazgos en ensayos clínicos, un objetivo que Gersbach y su equipo ya están persiguiendo. «Estamos muy entusiasmados de poder realmente impactar los resultados de los pacientes con cáncer con este tipo de mejoras e intervenciones», dijo.

Charles Gersbach es cofundador y asesor científico de Tune Therapeutics.

Referencias

1. McCutcheon SR, et al. Reguladores transcripcionales y epigenéticos de la función de las células T CD8+ humanas identificados mediante pantallas CRISPR ortogonales. Nat Genet. 2023;55(12):2211-2223.
2. Negro JB, et al. La remodelación epigenética dirigida de loci endógenos mediante activadores transcripcionales basados ​​en CRISPR/Cas9 convierte directamente los fibroblastos en células neuronales. Célula madre celular. 2016;19(3):406-414.
3. Negro JB, et al. Reguladores maestros y cofactores de la especificación del destino de las células neuronales humanas identificados mediante pantallas de activación de genes CRISPR. Representante celular. 2020;33(9):108460.
4. Kwon JB, et al. Especificación del linaje de células progenitoras miogénicas mediante activadores transcripcionales basados ​​en CRISPR/Cas9. Representante de células madre. 2020;14(5):755-769.
5. Ataide MA, et al. BATF3 programa la memoria de las células T CD8+. Nat Inmunol. 2020;21(11):1397-1407.
6. Haradhvala Nueva Jersey, et al. Dinámica celular distinta asociada con la respuesta a la terapia CAR-T para el linfoma de células B refractario. Nat Med. 2022;28(9):1848-1859.