近年來，分子靶向抑制劑和免疫療法極大地改善了癌症反應，同時降低了毒性和不良反應。然而，大多數類型的癌症的高復發率和耐藥性的發展凸顯了對新治療方法的需求。大多數抗癌藥物需要重複給藥，這增加了治療相關的毒性和治療成本，並嚴重降低了患者的生活質量。CRISPR-Cas9基因編輯有潛力永久破壞腫瘤存活的基因，其可以克服傳統癌症治療的重複給藥的限制，提高治療效果，並且需要較少的處理。
2020年11月18日，特拉維夫大學的研究人員在" Science Advances"上在線發表了題為"CRISPR-Cas9 genome editing using targeted lipid nanoparticles for cancer therapy"的研究，證實了CRISPR基因組編輯系統可以有效治療活體動物癌症。
該研究表明，CRISPR/Cas9系統在治療轉移性癌症方面非常有效，是尋找治癒癌症方法的重要一步。研究人員開發了一種新型的基於脂質納米顆粒的遞送系統，該系統專門針對癌細胞並通過基因操作將其破壞。該系統稱為CRISPR-LNPs，帶有一個基因信使，該信使編碼CRISPR酶Cas9，Cas9作為剪切細胞DNA的分子剪刀起作用。
脂質納米粒（LNPs）是臨床認可的非病毒核酸輸送系統，能夠輸送潛在的如此大的有效載荷。陽離子可離子化脂質是LNPs的關鍵成分，能夠有效地進行核酸包封、細胞輸送和內質釋放。然而，為小幹擾RNA（siRNA）遞送而優化的LNP製劑不能有效地傳遞大核酸。
大多數基因編輯的體內研究都依賴於腺相關病毒（AAV）將CRISPR成分局部傳遞到視網膜、骨骼肌或肝臟。然而，AAV的應用受到其攜帶量小、免疫反應、高劑量肝毒性以及缺乏細胞靶向性的限制。因此，開發高效、安全的非肝組織傳遞系統仍然是CRISPR編輯治療翻譯的重要缺失環節。
該研究描述了一種安全有效的脂質納米顆粒（LNP），用於使用新型氨基離子化脂質的Cas9 mRNA和sgRNA的傳遞。
為了研究使用該技術治療癌症的可行性，研究人員選擇了兩種最致命的癌症：成膠質細胞瘤和轉移性卵巢癌。膠質母細胞瘤是最激進的腦癌類型，診斷後的預期壽命為15個月，五年生存率僅為3％。
體外005（鼠GBM）和OV8（人卵巢癌）細胞的治療基因組編輯
腦內注射針對PLK1的CRISPR-LNP（sgPLK1-cLNPs）進入侵襲性原位膠質母細胞瘤可在體內進行多達70％的基因編輯，從而導致腫瘤細胞凋亡，抑制腫瘤生長50％，並提高生存率30％。
為了達到擴散的腫瘤，還對cLNPs進行了工程設計以用於抗體靶向遞送。EGFR靶向的sgPLK1-cLNPs的腹膜內注射導致其被選擇性吸收進入已擴散的卵巢腫瘤，使體內80％的基因編輯成為可能，抑制了腫瘤的生長，並使存活率提高了80％。
能夠識別和改變任何基因區段的CRISPR基因組編輯技術徹底改變了研究人員以個性化的方式破壞、修復甚至替換基因的能力。儘管將其廣泛用於研究，但臨床實施仍處於起步階段，因為需要一種有效的遞送系統將CRISPR安全準確地遞送至其靶細胞。該研究開發的遞送系統靶向負責癌細胞存活的DNA。這是一種針對侵襲性癌症的創新療法，目前尚無有效療法。
該研究是世界上第一個證明CRISPR基因組編輯系統可以有效治療活體動物癌症的研究。必須強調的是，這不是化學療法，它沒有副作用，而且用這種方法治療的癌細胞將永遠不會再活躍。Cas9的分子剪刀會切割癌細胞的DNA，永久防止複製。
研究人員指出，通過展示其在治療兩種侵襲性癌症中的潛力，該技術為治療其他類型的癌症以及罕見的遺傳性疾病和慢性病毒性疾病（如愛滋病）開闢了許多新的可能性。破壞體內腫瘤基因表達的能力為癌症治療和研究開闢了新途徑，並為非癌組織的靶向基因編輯提供了潛在的應用。
論文連結：
DOI:10.1126/sciadv.abc9450
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