Labor-, Experimentelle Forschung
Tumorimmunologie
Verwendung genmodifizierter Herpes-Virus-spezifischer T-Lymphozyten als Effektorzellen tumorspezifischer Immunität
Adoptive zelluläre Immuntherapien maligner
Tumoren stellen eine vielversprechende Ergänzung zu etablierten Behandlungskonzepten, wie Kombinationschemotherapie, Radiotherapie und chirurgische
Resektion dar. Eine Variante dieser Zelltherapien ist die Retransfusion autologer T-Lymphozyten, die durch genetische Modifikation tumorspezifische chimäre
T-Zell-Rezeptoren exprimieren. Da die Antigenspezifität dieser Zellen durch die Erkennungsdomäne eines monoklonalen Antikörpers definiert ist,
erfolgt die Interaktion mit der Tumorzelle unabhängig von Mechanismen der Antigenpräsentation. Immunresistenz von Tumoren wird auf diese Weise
primär umgangen. Die klinische Anwendbarkeit dieser Zellen ist jedoch zur Zeit begrenzt durch die rasche funktionelle Inaktivierung der transfundierten
T-Lymphozyten.
Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer Strategie,
mit der die Funktionalität der modifizierten Zellen in vivo erhalten und verstärkt werden kann. Die ausbleibende Reaktivierung funktionell inaktiver
T-Zellen durch Signalweiterleitung über den chimären Rezeptor soll durch natürliche Spezifität der Zelle für ein starkes virales Immunogen
behoben werden. Durch wiederholte Begegnungen mit virusinfizierten Zellen wird ein funktioneller Aktivierungszustand virus-spezifischer Zellen in vivo
beibehalten. Sind diese Zellen durch genetische Modifikation zusätzlich mit tumorspezifischen chimären T-Zellrezeptoren ausgestattet, werden durch
Interaktionen mit Tumorzellen Effektorfunktionen induziert, die zur Tumorzelllyse führen. Darüber hinaus ergibt sich die Möglichkeit einer in
vivo Reaktivierung der adoptiv transferierten Zellen durch Verabreichung von Boosterdosen einer aktiven Virusvakzine.
Entwicklung CD19-spezifischer chimärer T-Zell-Rezeptoren zur adoptiven Immuntherapie akuter B-Zell-Leukämien des Kindesalters
Eine wichtige Herausforderung bei der Behandlung der akuten lymphatischen Leukämie des Kindesalters besteht in der Verhinderung von Rezidiven bei Hochrisikopatienten. Durch die Entwicklung von Zytostatikaresistenzen und das Auftreten intolerabler Toxizitäten sind einer weiteren Intensivierung chemotherapeutischer Maßnahmen vor allem nach
allogener Knochenmarktransplantation Grenzen gesetzt. Rezidive nach Knochenmarktransplantation gehen in der Regel von einem CD19-positiven leukämischen
Zellklon aus. Die fehlende Expression von CD19 auf normalen hämatopoietischen Stammzellen erlaubt ein gezieltes Immuntargeting leukämischer Blasten.
In dem Projekt werden zytotoxische T-Lymphozyten durch genetisches Engineering mit Spezifität für leukämische Blasten versehen. Dazu werden die Antigenerkennungsdomänen
des CD19-spezifischen Hybridomantikörpers FMC63 mit der signaltransduzierenden -Untereinheit des T-Zell-Rezeptors verbunden. Die rekombinanten
chimären Rezeptoren werden per retroviralem Gentransfer in humanen T-Lymphozyten zur Expression gebracht. Die funktionellen Eigenschaften der genetisch
modifizierten tumorspezifischen T-Lymphozyten und ihre spezifische tumorlytische Kapazität in vitro werden in Zytokinsekretionsassays und
51Cr-Release-Assays ermittelt. Weitere präklinische Experimente beinhalten die in vivo Untersuchung der Eigenschaften der transduzierten T-Zellen nach
adoptivem Immuntransfer im SCID-Mausmodell.
Längerfristig ist vorgesehen, die Anwendbarkeit der modifizierten T-Zellen auf die Behandlung von minimaler Resterkrankung im Anschluß an eine Knochenmarktransplantation im Rahmen
einer klinischen Phase I Studie zu untersuchen. T-Lymphozyten des Knochenmarkdonors werden mit den chimären Rezeptorgenen ausgestattet und mit dem Ziel der
immunvermittelten Eliminierung verbleibender CD19-positiver leukämischer Blasten wiederholt retransfundiert.
Entwicklung fAChR-spezifischer chimärer T-Zell-Rezeptoren zur adoptiven Immuntherapie von Rhabdomyosarkomen
Trotz guter Erfolge beim initialen Ansprechen auf eine kombinierte Chemo-, Radio- und operative Therapie kann bei der Mehrheit der Kinder mit primär
metastasierten Rhabdomyosarkomen ein in der Regel fatales Tumorrezidiv, ausgehend von mikroskopischen Tumorresiduen, nicht verhindert werden. Die gezielte
Behandlung minimaler Resterkrankung mit immuntherapeutischen Strategien stellt einen alternativen Ansatz dar, langfristige Kontrolle über die Erkrankung zu
erreichen. Rhabdomyosarkomzellen unterscheiden sich von gesunden Muskelzellen durch Expression der fetalen Isoform des Acetylcholinrezeptors. In dem Projekt
werden in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Professor Alexander Marx und PD Dr. Stefan Gattenlöhner am Institut für Pathologie der
Universität Würzburg chimäre T-Zellrezeptoren mit Spezifität für dieses Tumorantigen erstellt. Die funktionellen Eigenschaften der
genetisch modifizierten tumorspezifischen T-Lymphozyten und ihre spezifische tumorlytische Kapazität werden in vitro untersucht.
Mechanismen der T-Zell-Aktivierung durch tumorspezifische chimäre Rezeptoren
Auf der Suche nach den verantwortlichen Mechanismen für die defizitären T-Zellaktivierungsmuster durch chimäre Rezeptoren werden die proximalen
Signalereignisse, die Physiologie der zellulären Mikroumgebung, die Erfordernisse für Kostimulation und Korezeptorbindung, sowie die intrazellulären
Rezeptorinteraktionen nach Stimulation chimärer und nativer T-Zellrezeptoren im direkten Vergleich der beiden Systeme untersucht werden. Die Ergebnisse dieser
Untersuchungen werden die Grundlage für die Entwicklung einer verfeinerten und optimierten Strategie bilden.
Beteiligte Wissenschaftlerin:
Veröffentlichungen:
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