Adapter-CAR-T-Zellen zur Therapie der akuten myeloischen Leukämie und leukämischer Stammzellen

• Antragsteller: Dr. Christian Seitz, seit 2/2021
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Kinder- und Jugendmedizin
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 411791562

T-Zellen, die mit Hilfe Chimärer-Antigen-Rezeptoren (CARs) Tumorzellen antigenspezifisch eliminieren, haben die Therapie der B-phänotypischen Akuten Lymphatischen Leukämie (ALL) revolutioniert. Im Gegensatz zur ALL gestaltet sich die klinische Translation bei der Akuten Myeloische Leukämie (AML) komplexer. Gründe hierfür sind vor allem die Expression AML-assoziierter Antigene auf lebenswichtigen Geweben, insbesondere auf Zellen der Myelopoese sowie die insgesamt heterogene Antigenexpression. Folglich ist die Entwicklung steuerbarer und flexibler CAR-Systeme essenziell. Synchrones multiples Targeting ist notwendig, um die Gesamtheit der AML-Blasten zu erreichen und Resistenzen durch Antigenverlust vorzubeugen. Eine steuerbare Aktivität sowie zuverlässige Terminierung der Therapie ist unabdinglich, um insbesondere eine schwere und ggf. letale Myelotoxizität durch Elimination hämatopoetischen Progenitorzellen zu verhindern. Die Besonderheit des von uns etablierten Adapter-CAR T Zell Systems (aCAR-T) ist die Trennung von Antigenerkennung und CAR-Aktivierung. aCAR-Ts können nur in Anwesenheit von spezifischen Adaptermolekülen, welche die antigenspezifische Bindung von aCAR-T und Zielzelle vermitteln, aktiviert werden. Somit können aCAR-Ts an- und abgeschaltet sowie Zielantigene individuell angesteuert und kombiniert werden (One for All). In beantragter Studie werden wir eine umfassende qualitative und quantitative sowie funktionelle Analyse 20 potentieller AML-assoziierter Antigene in Zelllinien sowie primären Patientenproben erstellen. Die Effektivität der durch antigenspezifische Adaptermoleküle vermittelte Lyse von AML-Blasten durch aCAR-Ts in der Einzel- und Kombinationstherapie wird evaluiert. Darüber hinaus werden Modelle für Antigenshift und Antigenverlust mittels CRISPR/Cas9 vermittelten Knock-Out von Antigenen generiert, um die Vorteile von synchronem multiplem Targeting zu demonstrieren. Auf Basis der in vitro Ergebnisse erfolgt konsekutiv die Testung in vivo mit dem Ziel einer vollständigen Leukämieeradikation durch gezielte Kombination von Adaptermolekülen. Die Reversibilität der aCARTs vermittelnden Toxizität auf die humane Hämatopoese wird im humanisierten Mausmodell mittels transienter Applikation von Adaptermolekülen demonstriert. Schließlich erfolgt die individualisierte Therapiestratifizierung im autologen patientenspezifischen (primäre AML-Blasten und vom Patienten generierte aCAR-Ts) Mausmodell. Ziel dieser co-klinischen „Avatar-Trials“ ist es, die bestmögliche aCAR-T Therapie d.h. die Kombination von Adaptermolekülen in vivo zu evaluieren, um neben der Antigenexpression ein prädiktives immuntherapeutisches Profil zu erstellen. Dieses soll zur Abschätzung des Verlaufs der Erkrankung unter aCAR-T Therapie sowie im Falle eines Rezidivs zur individuellen Therapieplanung dienen. Die Ergebnisse dieser präklinischen Forschungsarbeit dienen als unmittelbare Grundlage für die Translation im Rahmen einer klinischen Studie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Patrick Schlegel, von 3/2020 bis 2/2021