La edición del genoma con CRISPR en linfocitos T ofrece nuevas perspectivas para la medicina personalizada en cáncer

Amparo Tolosa, Genotipia

El primer ensayo clínico que combina CRISPR y linfocitos T modificados para atacar tumores sólidos ofrece resultados preliminares modestos pero prometedores. Investigadores de la empresa PACT Pharma han desarrollado una plataforma para obtener linfocitos T modificados “a la carta” que favorecen una respuesta inmunitaria adaptada a las alteraciones genómicas presentes en el tumor de cada paciente.  

El sistema inmunitario humano dispone de las herramientas necesarias para hacer frente a las células tumorales. La inmunoterapia trata de hacerlas más eficaces y específicas, de forma que reconozcan mejor las células tumorales e induzcan su eliminación de forma más eficiente.

Una de las herramientas fundamentales del sistema inmunitario para reconocer y eliminar al cáncer son los receptores de los linfocitos T. Estos receptores pueden identificar la presencia de mutaciones en las células tumorales que dan lugar a neoantígenos, péptidos localizados en la membrana que son reconocidos como extraños para el sistema inmunitario.

Debido a que su presencia está limitada a las células tumorales los neoantígenos representan una diana ideal para los tratamientos con inmunoterapia, especialmente en el caso de los tumores sólidos, cuyas células no muestran marcadores tumorales comunes. Una limitación, sin embargo, es su elevada diversidad, que obliga a adaptar cualquier tipo de terapia a cada paciente.

En el caso de los linfocitos T, además, hace falta aumentar su presencia en el microambiente del tumor (que a menudo desarrolla sus propios mecanismos para hacerse invisible al sistema inmunitario), de forma que haya un número suficiente para provocar la respuesta del sistema inmunitario deseada contra el tumor.

Con estos objetivos, la empresa PACT Pharma, en colaboración con diversas instituciones ha desarrollado una plataforma que facilita la generación de linfocitos T modificados dirigidos a neoantígenos presentes en el tumor de cada paciente. La estrategia general combina dos aproximaciones: la obtención y modificación de linfocitos de los pacientes y la tecnología CRISPR de edición del genoma. Los resultados han sido presentados simultáneamente en el congreso de la Sociedad de Inmunoterapia y Cáncer y en la revista Nature.

El equipo ha generado linfocitos modificados y tratado con ellos a 16 pacientes con diferentes tipos de tumor sólido (incluyendo cáncer de colon, de mama y pulmón) con resultados preliminares positivos: tolerancia a la terapia y signos iniciales de un efecto clínico.

“Este estudio representa un salto hacia adelante en los esfuerzos para desarrollar un tratamiento personalizado para el cáncer que utilice receptores inmunitarios aislados que pueden reconocer de forma específica mutaciones dentro del propio cáncer del paciente”, ha señalado Antoni Ribas, investigador de la Universidad de California, Los Ángeles y uno de los directores del trabajo. El investigador destaca que la investigación ha sido posible gracias a las diversas plataformas de nueva generación desarrolladas por el equipo PACT así como el papel de la edición del genoma mediante CRISPR.

Linfocitos T programados para atacar el tumor de cada paciente

El primer paso de la estrategia desarrollada por PACT Pharma y colaboradores fue identificar los receptores de los linfocitos T que reconocen los neoantígenos tumorales de cada paciente participante. Para ello el equipo analizó el genoma nativo y el tumoral de cada paciente e identificó las mutaciones específicas presentes en cada tumor, además de evaluar la expresión de los genes con mutaciones relacionadas con el cáncer.

Con la información obtenida se generó una lista de posibles péptidos de neoantígenos candidatos y se seleccionaron los linfocitos T de los pacientes capaces de reconocerlos.  A continuación, obtuvieron la información genética de estos receptores y evaluaron in vitro su efectividad para reconocer neoantígenos específicos y seleccionaron. Finalmente, seleccionaron hasta tres de los receptores por paciente.

El siguiente paso consistió en la modificación de linfocitos T de los propios pacientes. Para ello, los investigadores obtuvieron linfocitos de la sangre de los pacientes, los purificaron y utilizaron las herramientas CRISPR de edición del genoma para eliminar los receptores no deseados e insertar los selecionados en el paso anterior para cada paciente.

Por último, el equipo infundió los linfocitos modificados en los pacientes (que previamente habían tomado medicación inmunosupresora) y realizó un estrecho seguimiento para determinar su tolerancia al tratamiento y la efectividad del mismo.

Tolerancia al tratamiento y potencial clínico por determinar

Tras el tratamiento los investigadores detectaron que los linfocitos T modificados estaban presentes tanto en circulación sanguínea como en el tumor, con preferencia hacia este último (en aquellos casos donde se pudo evaluar mediante biopsias). Las células modificadas representaban entre el 2 y el 20% de las células inmunitarias presentes en el tumor.

Los pacientes experimentaron efectos secundarios asociados a la quimioterapia que se realiza como tratamiento previo a la infusión con los linfocitos modificados. Este paso lleva a que los linfocitos modificados tengan ventaja selectiva frente a los linfotivos nativos de los pacientes generados posteriormente. Además, dos de los pacientes presentaron efectos adversos posiblemente relacionados con la terapia celular: síndrome de liberación de citoquinas en un caso y encefalitis de grado 3 en otro.

Respecto a su eficacia clínica, los resultados son muy preliminares. Al mes del tratamiento cinco de los participantes presentaban enfermedad estable y once de ellos experimentaron progresión de la enfermedad. No obstante, los investigadores señalan que se utilizaron concentraciones de linfocitos bajas, dirigidas preferentemente a determinar la tolerancia. Aun así, en dos de los pacientes se detectó una reducción en el tamaño de las lesiones tumorales analizadas.

Una aproximación prometedora todavía por optimizar

Los resultados del trabajo muestran que es posible generar linfocitos T de uso clínico con múltiples modificaciones genéticas en los receptores sin utilizar virus para la edición génica. En este aspecto, el sistema CRISPR de edición genómica ofrece más flexibilidad en la edición génica y permite, de forma simultánea, tanto eliminar como insertar elementos genéticos.

La estrategia ofrece interesantes aplicaciones en la personalización de tratamientos de inmunoterapia contra el cáncer. No obstante, todavía presenta diversas limitaciones y espacio de optimización. Uno de los principales obstáculos es el tiempo que hace falta para identificar y caracterizar los neoantígenos adecuados y receptores de linfocitos T correspondientes. Además, el proceso depende todavía de la calidad de la biopsia del tumor y la muestra de sangre.

Estudios y ensayos clínicos futuros deberán plantear soluciones a las limitaciones que frenan el avance en el desarrollo de tratamientos para tumores sólidos basados en  linfocitos modificados adaptados a los perfiles de cada paciente. “Estamos deseando continuar nuestra investigación y esfuerzos de desarrollo en esta área mientras trabajamos para que las terapias personalizadas con linfocitos T sean una realidad para todos los pacientes con cáncer”, señala Stefanie Mandl, directora científica en PACT Pharma.

Artículo científico: Foy, S.P., Jacoby, K., Bota, D.A. et al. Non-viral precision T cell receptor replacement for personalized cell therapy. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05531-1

Fuentes:

PACT Pharma Reports Data From First Clinical Study Using CRISPR to Substitute a Gene in Patients’ Immune Cells to Treat Cancer. https://pactpharma.com/news/pact-pharma-reports-data-from-first-clinical-study-using-crispr-to-substitute-a-gene-in-patients-immune-cells-to-treat-cancer/

Heidi Ledford. CRISPR cancer trial success paves the way for personalized treatments. Nature. 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-022-03676-7

A Study of Gene Edited Autologous Neoantigen Targeted TCR T Cells With or Without Anti-PD-1 in Patients With Solid Tumors. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03970382

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