研究人员开发出一种基于CRISPR的疗法可穿透实体瘤

吨CRISPR-Cas9系统彻底改变了研究人员操纵DNA的方式，并开创了基因编辑治疗的新纪元。在癌症研究中，基于CRISPR的疗法代表了一种令人兴奋的治疗方法，它通过癌症相关基因的基因失活或修复来实现。1然而，实体瘤的CRISPR疗法仍面临相当大的挑战。由于这些癌细胞很容易复制，因此治疗需要接触大量细胞才能逆转恶性肿瘤。2纤维状和物理致密的肿瘤微环境阻碍了CRISPR机制，加剧了这一挑战。3个

在其职业生涯的早期，DanielSiegwart使用材料工程来解决生物医学问题。搬到德克萨斯大学西南医学中心后，Siegwart将这些技能应用于动物癌症模型，用基于脂质的纳米粒子(LNP)进行实验以提供治疗性核酸。Siegwart说：“当CRISPR论文发表时，我们立即阅读了这些论文，差点从椅子上摔下来，因为我们可以非常清楚地看到模块化工程工具这一难以捉摸的发现。”“有一种感觉，CRISPR是一项热门、令人兴奋的新技术。但是当效率只有1%并且你真正需要做的是杀死每一个生长的细胞时，你如何将它用于癌症治疗?”

在最近发表在NatureNanotechnology上的一篇论文中，Siegwart和他的团队开发了一种双重方法，使用LNPs配备了允许他们访问和修改肿瘤的工具。4研究人员将LNP与CRISPR-Cas9系统包装在一起，该系统经过基因修饰并破坏了PD-L1基因表达。PD-L1过表达会抑制肿瘤微环境中的T细胞浸润，因此使该基因失活可使免疫细胞进入肿瘤。为了允许CRISPR系统和免疫细胞进入肿瘤，LNP还包括靶向粘着斑激酶(FAK)并降低其表达的siRNA，FAK降低了肿瘤周围细胞外基质的密度。

“有一种感觉，CRISPR是一项热门、令人兴奋的新技术。但是当效率只有1%并且你真正需要做的是杀死每一个生长的细胞时，你如何将它用于癌症治疗?”DanielSiegwart，德克萨斯大学西南医学中心

“令我们惊讶的是，我们发现[CRISPR]mRNA递送功效因FAK抑制而增加，”Siegwart说。研究人员发现，这种包装的纳米颗粒递送系统在肿瘤细胞培养中将基因编辑增强了10倍以上。当他们在小鼠身上测试相同的疗法时，结果显示高水平的基因编辑克服了癌细胞复制，减轻了肿瘤负担，并延长了四种不同癌症模型的生存期，包括实体卵巢和肝脏肿瘤。总的来说，新的LNP策略表明，降低肿瘤组织硬度可以改善实体瘤中的CRISPR基因编辑。

“体内实验对肿瘤的控制程度非常好，”未参与该研究的纽约威尔康奈尔医学院教授LukasDow说。“这是否为临床环境提供了利用它的机会之窗?这是否可以让[足够的]肿瘤控制然后跟进其他疗法?”道问。

在未来的研究中，Siegwart和他的团队希望找到更多的方法来使用这种新的CRISPR递送技术，包括与现有疗法结合使用。“这项研究……证明了将多种治疗剂结合在一个纳米颗粒中的能力。因此，我们希望将这种策略用于其他具有与其基质屏障相似措施的肿瘤，并尝试其他也具有物理屏障的疾病，如纤维化模型，”Siegwart说。