Behandlung primärer Immundefekte durch den adoptiven Transfer von Gen-editierten lymphoiden Vorläuferzellen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Hermann Eibel; Professorin Dr. Claudia Waskow
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Immunologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398018062

Zur Behandlung zweier schwerer primärer Immundefekte, der RAG-Defizienz (RAG-SCID) und der CD40LG-Defizien (HIGM1) soll in unserem Vorhaben eine neuartige auf Gen-und-Zelltherapie basierende Strategie entwickelt werden. Beide Immundefekte manifestieren sich im ersten Lebensjahr. und beruhen auf Mutationen im RAG1 und im CD40LG Gen. Da die Expression beider Gene präzise kontrolliert ist, können beide Immundefekte nicht durch klassische Gentherapie behandelt werden. Ein wesentliches Kriterium für die Auswahl der Defekte war die Tatsache, dass beide Defekte bereits durch die Transplantation von nur wenigen hämatopoietischen Stammzellen behandelt werden könnten. Unsere Strategie beruht daher auf der Korrektur der Mutationen im RAG1 oder CD40LG Gen durch "gene editing" (GE) in lymphoiden Vorläuferzellen. Dabei werden wir die RAG1 und CD40LG Mutationen mit Hilfe enyzmatisch-gesteuerter homologer Rekombination zwischen transferierter und chromosomaler DNA korrigieren, denn dies erlaubt die Reparatur des Gendefekts unter Beibehalten des normalen Genexpressionsmusters. Da die therapeutischen Möglichkeiten durch die Verfügbarkeit von hämatopoietischen Stammzellen aus den Patienten begrenzt sein können, werden wir unsere gene-editing Strategie auch auf induzierte, pluripotente Stammzellen (iPSC) anwenden, da diese aus verschiedenen humanen Geweben gewonnen werden können. Die erfolgreiche Korrektur von RAG1 und CD40LG Mutationen werden wir in vitro durch funktionelle und molekularbiologische Analysen validieren. Das Differenzierungspotential der Zellen in vivo erfolgt durch die Analyse von Xenotransplantationsexperimenten mti neu entwickelten Mausstämmen, die eine optimale Transplantation humaner HSC und deren Entwicklung in alle lymphoiden und myeloiden Zellpopulationen erlauben.Unser Projekt gliedert sich in fünf Arbeitsteile (work packages, WP):1) Korrektur krankheitsrelevanter Mutationen durch gene editing in situ.2) Etablierung von Gen-editierten lymphoiden Vorläuferzellen (GE-LP) aus iPSC, die aus Patienten gewonnen wurden.3) Etablierung von GE-LP aus HSC aus Patienten.4) Analyse und Validieren der Differenzierung von GE-LP in B und T Zellen.5) Analyse der Transplantation und Differenzierung von GE-LP in vivo.Durch unsere vereinte Expertise sind wir in der Lage, GE-LPs funktionell in vitro und in vivo zu validieren. Verschiedene Verfahren, die in unserem Vorhaben zum Einsatz kommen, sind bereits an GMP-Bedinungen angepasst worden. Zusammen mit unseren nachweislichen Erfahrungen in der translationalen, klinischen Anwendung der Gentherapie, erlauben diese Voraussetzungen den reibungslosen Transfer der Technologie, die aus diesem Projekt hervorgehen wird, in die klinische Anwendung. Wir hoffen daher, dass unser Projekt einen innovativen und massgeschneiderten therapeutischen Ansatz zur Gentherapie von PID liefern wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Belgien, Frankreich, Italien
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Dr. Isabelle André- Schmutz; Professor Dr. Luigi Naldini; Professor Dr. Tom Taghon