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CRISPR-Cas12a と oAd の組み合わせは、EGFR のゲノムリプログラミングと効率的な腫瘍退縮を誘導する
CRISPR-Cas12a with an oAd Induces Precise and Cancer-Specific Genomic Reprogramming of EGFR and Efficient Tumor Regression.
PMID: 32682455 DOI: 10.1016/j.ymthe.2020.07.003.
抄録
CRISPR-Cas12aは、クラス2/タイプVのCRISPR RNA誘導エンドヌクレアーゼであり、インビトロおよびインビボでの精密なゲノム誘導ツールとして期待されています。CRISPR-Casシステムを効率的に癌に導入するために、癌特異性を有するオンコロイドアデノウイルス（oAd）は、従来の癌治療の代替手段として期待されていますが、ゲノム編集には利用されていませんでした。本研究では、oAdを媒介としたCRISPR-Cas12aが癌化シグナル伝達経路を阻害することを明らかにしました。上皮成長因子受容体（EGFR）遺伝子（oAd/Cas12a/crEGFR）を標的とした CRISPR RNA（crRNA）と Cas12a を共発現させた単一の oAd の体腔内送達は、検出可能なオフターゲットヌクレアーゼ活性を伴わずに、標的 EGFR 遺伝子を癌特異的な方法で効率的かつ正確に編集することを誘導する。重要なことに、oAd/Cas12a/crEGFRは、アポトーシスの強力な誘導と腫瘍細胞増殖の抑制を介して強力な抗腫瘍効果を誘発し、最終的には治療したマウスのサブセットで腫瘍を完全に退縮させる。本研究では、単一の oAd ベクターを介在させた CRISPR-Cas システムによる正確なゲノムリプログラミングと、そのようなシステムが代替的な癌治療として実現可能であることを示している。
CRISPR-Cas12a represents a class 2/type V CRISPR RNA-guided endonuclease, holding promise as a precise genome-editing tool in vitro and in vivo. For efficient delivery of the CRISPR-Cas system into cancer, oncolytic adenovirus (oAd) has been recognized as a promising alternative vehicle to conventional cancer therapy, owing to its cancer specificity; however, to our knowledge, it has not been used for genome editing. In this study, we show that CRISPR-Cas12a mediated by oAd disrupts the oncogenic signaling pathway with excellent cancer specificity. The intratumoral delivery of a single oAd co-expressing a Cas12a and a CRISPR RNA (crRNA) targeting the epidermal growth factor receptor (EGFR) gene (oAd/Cas12a/crEGFR) induces efficient and precise editing of the targeted EGFR gene in a cancer-specific manner, without detectable off-target nuclease activity. Importantly, oAd/Cas12a/crEGFR elicits a potent antitumor effect via robust induction of apoptosis and inhibition of tumor cell proliferation, ultimately leading to complete tumor regression in a subset of treated mice. Collectively, in this study we show precise genomic reprogramming via a single oAd vector-mediated CRISPR-Cas system and the feasibility of such system as an alternative cancer therapy.
Copyright © 2020 The American Society of Gene and Cell Therapy. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.