遙控基因療法利用超音波殺死癌症
CRISPR是一種強大的基因編輯工具,它使用一種名為Cas9的酵素對目標基因進行精確編輯。 但問題是,它並不總是能留在身體的正確部位,而且在需要的很長時間後仍會繼續編輯基因,從而可能引發免疫反應。一種新型癌症基因療法可以在身體的特定部位遠端活化。 研究小組開發了一種能對超音波做出反應的CRISPR,並示範如何利用它來清除小鼠體內的癌症。
在超音波脈衝的幫助下,CRISPR 在癌細胞上工作的藝術家印象圖
現在,南加州大學(USC)的科學家們展示了一種控制CRISPR 工作時間和地點的新方法。 在小鼠試驗中,他們利用這種方法清除了癌症。
在實務中,CRISPR 可納入病毒運載工具,並透過靜脈輸送給病人。 然後,聚焦超音波脈衝可直接作用於人體所需部位,進而啟動基因編輯工具。 其中的訣竅在於,細胞被設計成在受熱時產生Cas9 酶,而這種熱量是由超音波誘發的。
“在我們的可控系統中,你可以隨時打開或關閉它,”該研究的共同第一作者Peter Yingxiao Wang 說。 “只要你打開它,CRISPR 分子就會在你想要的地方開始工作。 然後,過一段時間後,它就會開始自我衰減,關閉一段時間,然後你就可以隨時再次開啟它了。”
為了利用此工具對抗癌症,研究小組將CRISPR設定為標靶端粒,即染色體末端的重複DNA序列。 這不僅會導致癌細胞死亡,還會引發免疫反應,召喚其他細胞幫助消滅腫瘤。
第三種攻擊來自特化的CAR T 細胞。 這些免疫細胞從患者體內取出,經過調整後攻擊特定靶點,然後重新輸入人體。 在這種情況下,目標是一種名為CD19 的蛋白質,某些類型的癌症會大量表達這種蛋白質。 最關鍵的是,研究團隊利用CRISPR 技術提高了CD19 的產量。
研究團隊在患有皮下腫瘤的小鼠身上測試了這種組合療法。 果然,接受CRISPR/CAR T細胞療法的小鼠100%存活,癌症完全清除。 相較之下,只接受CAR T 細胞療法的小鼠存活率僅40%。
雖然結果看起來很有希望,但這種療法顯然還處於早期階段,不能保證人類也能獲得同樣的益處。 研究小組表示,未來的工作重點應該是改進這項技術,並有可能將其擴展到CAR T細胞療法之外。
這項研究成果發表在《Nature Communications》雜誌。