Virusdeeltjes maken genbewerking in afweercellen eindelijk mogelijk

Menselijke afweercellen zoals monocyten, macrofagen en dendritische cellen spelen een sleutelrol in het immuunsysteem en worden steeds vaker ingezet in de strijd tegen kanker. Toch bleven deze zogeheten myeloïde cellen tot nu toe lastig te bewerken met gentechnieken: bestaande methoden waren inefficiënt of tastten de levensvatbaarheid van de cellen aan. Een team van Amerikaanse onderzoekers presenteert nu een oplossing die dat probleem grotendeels omzeilt.

Virusachtige deeltjes als postbode

De onderzoekers gebruiken virusachtige deeltjes (VLP's) om CRISPR-gereedschap direct de cel in te smokkelen. Anders dan een echt virus kunnen deze deeltjes zichzelf niet vermenigvuldigen, maar ze zijn wel in staat om hun lading - in dit geval eiwitcomplexen voor genbewerking - efficiënt af te leveren. Daarmee lukte het de onderzoekers om genen uit te schakelen, letters in het DNA te veranderen met een base editor en zelfs genen tijdelijk het zwijgen op te leggen, zonder dat de cellen doodgingen of hun functie verloren. Door de VLP's te combineren met een AAV-vector, een onschuldig virus dat al langer wordt gebruikt in gentherapie, konden de onderzoekers ook complete stukken DNA op een precieze plek in het genoom inbouwen.

Op zoek naar de schakelaar van ontsteking

Om de techniek verder op te schalen, ontwikkelde het team een systeem genaamd SLICeVLP. Dit combineert de aflevering van sturings-RNA via een lentivirus met de aflevering van het Cas9-knipeiwit via de virusachtige deeltjes. Met deze aanpak konden de onderzoekers voor het eerst grootschalige screenings uitvoeren in menselijke macrofagen: duizenden genen werden een voor een uitgeschakeld om te zien welke invloed dat heeft op het gedrag van de cel. Zo kwamen de onderzoekers uit bij het gen TNFAIP3, dat een centrale rol blijkt te spelen in de regulatie van ontstekingsreacties. Wanneer dit gen werd uitgeschakeld, gingen macrofagen zich blijvend ontstekingsbevorderend gedragen en werden ze ongevoelig voor signalen die hen normaal gesproken zouden afremmen.

Belofte voor celtherapie tegen kanker

Die eigenschap is veelbelovend voor de ontwikkeling van zogeheten CAR-macrofagen, immuuncellen die net als de bekendere CAR-T-therapie worden aangepast om tumorcellen te herkennen en aan te vallen. In experimenten bleken macrofagen zonder TNFAIP3 kankercellen effectiever te doden. De onderzoekers benadrukken dat hun toolkit vooral een stap is in fundamenteel onderzoek: het maakt onbevooroordeeld speuren naar genfuncties in menselijke afweercellen mogelijk, iets wat tot nu toe vrijwel onmogelijk was. Dat kan uiteindelijk helpen bij het ontwerpen van betere celtherapieën tegen kanker en mogelijk ook andere ziekten waarbij het immuunsysteem een rol speelt.