「切らない」ゲノム編集がCAR-T療法を革新。塩基編集ツールがCRISPRを超える安全性と効果を実証

 ゲノム編集の常識を再考する：切断に頼らない精密さ

 2025年5月5日に米国科学アカデミー紀要で発表された画期的なオープンアクセス研究において、ペンシルベニア大学の研究者たち（免疫療法のパイオニアであるカール・H・ジューン博士（Dr. Carl H. June）が主導）は、アデニン塩基編集ツールが、治療用T細胞の操作において従来のCRISPR/Cas9ヌクレアーゼよりも優れているという強力な証拠を提示しました。

この研究は、「「Quadruple Adenine Base–Edited Allogeneic CAR T Cells Outperform CRISPR/Cas9 Nuclease–Engineered T Cells（4重アデニン塩基編集された他家CAR-T細胞はCRISPR/Cas9ヌクレアーゼで操作されたT細胞を凌駕する）」」と題され、他家キメラ抗原受容体（CAR: chimeric antigen receptor）T細胞の製造という文脈で、両編集プラットフォームの直接的な徹底比較を行っています。

チームは、移植片対宿主病と免疫拒絶を防ぐために最適化された汎用型CAR-T細胞を設計するため、CD3EまたはTRAC、B2M、CIITA、そしてPVRという4つの主要な遺伝子を標的にしました。この研究では、in vitro、in vivo、トランスクリプトーム、エピゲノム、そして遺伝毒性の評価を通じて、それぞれの編集アプローチを評価しました。

ABEがCas9を凌駕する細胞の健全性と機能

ABEで編集されたCAR-T細胞は、優れた増殖能力、高いCAR発現、そして慢性的な抗原曝露下での疲弊に対する耐性を示しました。前臨床の白血病マウスモデルにおいても、これらの細胞はCRISPR/Cas9で編集された細胞と比較して、強化された腫瘍抑制効果と長期生存を達成しました。

分子レベルでは、CRISPR/Cas9による編集はDNA損傷応答、p53経路の活性化、そしてクロマチンアクセシビリティの低下といった遺伝毒性ストレスの兆候を引き起こしました。対照的に、ABEで編集された細胞は開いたクロマチン構造を維持し、持続的な機能性に関連する代謝プログラムを活性化させました。

構造的な完全性：染色体転座は見られず

極めて重要なことに、ABEで編集された細胞では染色体転座が検出されませんでしたが、CRISPR/Cas9による編集ではTRAC–PVR融合を含む複数の転座が生じました。ABEもいくつかのオフターゲット（標的外）でのAからGへの変換を引き起こしましたが、そのほとんどは非コード領域で発生し、機能に影響を与えるものではありませんでした。ICAM-1における意図せぬABEによる編集の一つは、NK細胞による拒絶への耐性を高めた可能性さえあり、これは意図しないながらも他家移植の状況では有用となりうる効果です。

製造と臨床へのインパクト 

ABEで編集された細胞は、より高い製造収率、より少ない転写の乱れ、そして優れたクロマチン完全性を示し、ABEを臨床グレードのCAR-T細胞生産における強力な候補として位置付けています。免疫不全患者向けの既製の治療法（オフザシェルフ療法）への需要が高まる中、ABE技術は、スケーラブルで安全かつ効果的な細胞ベースの治療を再定義する可能性があります。

課題と今後の展望

その有望性にもかかわらず、ABEにはまだ乗り越えるべきハードルがあります。PAM配列の利用可能性に依存し、ガイドRNAの柔軟性には限界があります。さらに、この研究では細胞の生存率を低下させる可能性のあるエレクトロポレーションが採用されました。将来の研究では、安全性と精度を高めるために、脂質ナノ粒子やペプチドベースの送達プラットフォームが探求されるかもしれません。 

残存するオフターゲット効果を最小限に抑えるためには、リボ核タンパク質複合体ベースの送達やタンパク質のみの塩基編集ツールなど、ABEの特異性をさらに高めることが不可欠です。

結論：”切断”から”書き換え”への転換

この研究は、塩基編集技術とヌクレアーゼベースの編集技術との間でこれまでに行われた中で最も徹底的な直接比較の一つです。これは、二本鎖切断を超える、塩基レベルでのゲノムの精密さへと移行するための説得力のある論拠を築いています。

細胞療法が進化するにつれて、ABEは、より安全でスマートなゲノム書き換えの時代、すなわち一度に一つの塩基を編集する時代を先導する存在になるかもしれません。

カール・H・ジューン博士（Dr. Carl H. June）

[PNAS article]