エピジェネティックな再プログラミングにより、CAR-T 療法のために T 細胞内の複数の遺伝子を同時に安全に変更します

Arc Institute、Gladstone Institutes、およびカリフォルニア大学サンフランシスコ校の科学者らは、初代ヒト T 細胞の複数の遺伝子を安全に改変できるようにするエピジェネティック編集プラットフォームを開発し、次世代細胞療法における重要な製造および拡張性の課題に対処しました。 Nature Biotechnology に 2025 年 10 月 21 日に掲載されたこの研究は、CRISPRoff と CRISPRon が、従来の遺伝子編集アプローチに伴う細胞毒性や DNA 損傷を引き起こすことなく、治療目的で患者自身の T 細胞をどのように再プログラムできるかを実証しています。

CAR-T介入を含むT細胞療法の数は増えており、がん細胞を標的にして破壊するように患者のT細胞を遺伝子改変する個別化治療法です。これらのアプローチは血液がんに対しては成功していますが、T細胞を過剰に刺激して枯渇させる過酷な環境を作り出す固形がんに適用すると失敗することがよくあります。しかし、固形腫瘍内で活動するエネルギーを持つ、より複雑な「装甲」T 細胞を操作するために CRISPR を使用することは、複数の遺伝子を同時に編集することによって引き起こされる毒性と細胞死のため、困難であることが判明しています。

CRISPRoff と CRISPRon は、科学者がエピジェネティック修飾（DNA を切断したりゲノム配列を変更したりせずに遺伝子発現を制御する安定した化学タグ）を通じて遺伝子をプログラム的にサイレントまたは活性化できるようにすることで、この問題を回避します。 CRISPRoff は、標的プロモーターにメチル化マークを付けることで、通常 T 細胞の機能を制限する遺伝子を沈黙させますが、CRISPRon は、これらのマークを除去することで有益な遺伝子を活性化します。 T細胞に損傷を与えたり死滅させたりする可能性があるDNAヘリックスの切断を必要とする従来のCRISPRアプローチとは異なり、これらのエピジェネティックエディターは、高い細胞生存率を維持しながら最大5つの遺伝子を同時に変更できます。

「T 細胞は基本的に私たちのプログラミング命令を記憶しています」と、アーク研究所の中核研究者であり、UCSF の准教授であるルーク ギルバート (X: @LukeGilbertSF) は言います。 「エピジェネティックエディターを提供するのはわずか数日間ですが、遺伝子サイレンシング効果は数十回の細胞分裂と複数回の免疫活性化を通じて安定したままです。」

このプラットフォームの可能性を実証するために、研究者らは、CRISPRを使用してがん標的受容体を挿入し、同時にCRISPRoffを使用してT細胞活性化の分子ブレーキとして機能する遺伝子であるRASA2をサイレンシングすることにより、強化されたCAR-T細胞を作成した。デュアルエンジニアリングされた細胞は、臨床検査での繰り返しのチャレンジを通じて癌を殺す能力を維持したが、RASA2 サイレンシングを持たなかった CAR-T 細胞は枯渇した。白血病のマウスモデルでは、強化された CAR-T 細胞により、標準的な CAR-T アプローチと比較して、腫瘍制御が大幅に向上し、生存率が向上しました。

「ここでは、遺伝子工学を使用してT細胞をプログラムしてがん細胞を検索し、エピジェネティック工学を使用してその抗がん機能の強さをプログラムしています」と、グラッドストン・UCSFゲノム免疫研究所所長であり、この研究の共同上級著者であるアレックス・マーソン氏は言う。 「遺伝子工学とエピジェネティック工学を組み合わせた力を結集することで、さまざまな病気を治療するための独自のプログラムを開発できるという幅広い期待がもたらされています。」

「単にターゲティング機能を追加するのではなく、これらの細胞がどのように機能するかをスケーラブルな方法で体系的に再プログラムして、より効果的な治療薬を作成することができます」と、筆頭著者であり、マーソン研究室とギルバート研究室の博士課程の学生であるレイン・ゴーディ (X: @LaineGoudy) は述べています。 「この論文のデータは、特定の用途の臨床試験への直接の移行を裏付ける可能性があります。」

このアプローチは、がんへの応用を超えて、自己免疫疾患の治療、移植医療、および再プログラムされた T 細胞が患者に利益をもたらすその他の分野に新たな可能性をもたらします。 CRISPRoff は、FDA 承認の CAR-T 治療法を製造するためにすでに使用されている細胞製造プロトコルと連携しており、研究グレードの試薬を臨床グレードのバージョンに変換するだけで済みます。研究チームは、この技術を人体でテストするための次のステップを検討している。

「私たちが始めたとき、これが T 細胞で成功するかどうかは確信が持てませんでした。いくつかの根本的な課題を克服するには、系統的な最適化に何年もかかりましたが、コア技術が非常に堅牢であることがわかり、とてもうれしく思います」とギルバート氏は言います。 「CAR-T療法は信じられないほどの成功例ですが、固形腫瘍に関しては、私たちのアプローチが次世代のCAR-Tアプローチを促進して患者に利益をもたらす可能性があると信じています。」

ゴーディ L、ハ A、ボラー AA、ウムヘファー JM、チョウ L、トラン C、ウィンターズ A、タルボット A、ヘルナンデス R、リー Z、スブラマンヤ S、アラブ A、ケール N、リー JHJ、マルドゥーン JJ、リュー C、シュミット R、サンタンジェロ P、カーネヴァーレ J、エイケム J、シャイ BR、マーソン A、ギルバート LA。
初代ヒト T 細胞の統合されたエピジェネティックおよび遺伝的プログラミング。
ナットバイオテクノロジー。 2025 10 21. 土井: 10.1038/s41587-025-02856-w