Gangliosid GD2 als Zielstruktur für neue Kombinationstherapien mit chimären T-Zell-Rezeptoren bei Ewing-Sarkomen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Claudia Rössig
• Fachliche Zuordnung: Kinder- und Jugendmedizin ; Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 256560714

Ewing-Sarkome sind aggressive Tumoren des Stützgewebes. Um die Heilungsraten zu erhöhen, werden neue Therapieverfahren benötigt, die verstreute Tumorzellen abtöten, aus denen die Krankheit immer wieder neu entstehen kann. In Vorarbeiten haben wir gezeigt, dass das Gangliosid GD2, ein Marker für mesenchymale Stromazellen, in variabler Dichte auf der Oberfläche von Ewing-Sarkomzellen überexprimiert ist. Die Expression von GD2 erlaubt die gezielte Abtötung von Ewing-Sarkomzellen durch spezifische Immunabwehrzellen und eröffnet damit eine neue Therapiemöglichkeit. Im Vergleich hoch und niedrig GD2-exprimierender Subpopulationen in Ewing-Sarkomen erwies sich die GD2 Expression als dynamisch und mit einem charakteristischen zellulären Phänotyp assoziiert. Mit epigenetisch wirksamen Substanzen kann eine Hochregulation der GD2-Expression erreicht werden. Gegenstand des vorliegenden Antrags ist die Untersuchung des Potenzials von GD2 als spezifische Zielstruktur für innovative Immuntherapien. Um zu zeigen, inwieweit die GD2-Expression in Ewing-Sarkomen epigenetischer Regulation unterliegt, werden wir die Wirkung verschiedener HDAC-Inhibitoren und demethylierenden Substanzen auf die Expression von GD2 und GD3S in Ewing-Sarkomen in vitro und in vivo evaluieren. Weiterhin wird die Relevanz der natürlichen und der induzierten Expression von GD2 für die biologischen Eigenschaften von Ewing-Sarkomen untersucht. Dazu werden hoch und niedrig GD2-exprimierende Subpopulationen durch Zellsortierung aus Primärkulturen von Tumorzellen isoliert. In vitro wird die Expression von Markern und Transkriptionsfaktoren, die mit genetischer Stammzell-Reprogrammierung assoziiert sind, untersucht. Weiterhin werden die Kapazität, unter matrixunabhängigen Bedingungen Tumorkolonien zu induzieren, und das Selbsterneuerungspotenzial einzelner Zellen untersucht. Die Tumorigenität wird durch Übertragung limitierender Zellzahlen auf immundefiziente Mäuse untersucht. Ein direkter Einfluss der GD2-Expression auf die Funktionalität der Tumorzellen wird bestätigt, indem Schlüsselexperimente nach Inhibition des für die GD2-Synthese verantwortlichen Enzyms GD3S wiederholt werden. In klinischen Korrelationen wird die Assoziation des GD2 Expressionsstatus mit unterschiedlichen Subtypen der Erkrankung evaluiert. Zur Prüfung der Hypothese, dass epigenetische Modulatoren und GD2-Targeting-Strategien synergistische Aktivität besitzen, wird die Antitumor-Aktivität der Kombinationsstrategie in unserem systemischen Mausmodell untersucht. Zusammenfassend werden die hier geplanten Experimente die funktionelle Bedeutung der Expression von GD2 in einem mesenchymalen Tumor explorieren und die präklinischen Voraussetzungen für die Entwicklung einer kombinierten zellulären und epigenetischen Therapiestrategie bei Ewing-Sarkomen und anderen GD2-exprimierenden Tumoren erarbeiten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen