Entwicklung eines neuen immuntherapeutischen Ansatzes für die Behandlung des Adenokarzinoms des Pankreas durch Kombination von Tumor-spezifischen CAR-T-Zellen mit Tumor-persistierenden immunstimulierenden Bakterien.
Immunologie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Diese Forschungsarbeit zielte darauf die CAR T Zell Therapie auf die Behandlung von soliden Tumoren, insbesondere des Pankreaskarzinoms, zu erweitern. Dieses Ziel soll durch die Entwicklung einer neuen Kombinationstherapie aus CAR T Zellen und im-mununmodulierenden Bakterien erreicht werden. Wie aus unserer Arbeit hervorgeht, per-sistieren derartig gentechnisch modifizierten Bakterien im Tumorgewebe und werden au-ßerhalb und im Grenzbereich des Tumors durch das endogene Immunsystem eliminiert. Für die Aktivierung von T Zellen sollte eine neuartige Technologie eingesetzt werden, die in gleicher Arbeitsgruppe entwickelt und für die Expression von rekombinanten Proteinen auf der Bakterienoberfläche perfektioniert wurde. Hierzu wird das bakterielle FimH mit einer ausgewählten DNA-Sequenz fusioniert. Zum Nachweis des Prinzips wurde die DNA-Sequenz vom immunaktivierenden Zytokin TNF-ɑ abgeleitet und mit der FimH DNA-Sequenz fusioniert, exprimiert und deren Wirkung auf Immun- und Tumorzellen in vitro und in vivo untersucht. Überraschenderweise verlängerte die Injektion solcher gentechnisch veränderter Bakterien des Stammes E.coli mit induzierbarer Expression der Konstrukte 2xTNF und 1xTNF allein das Überleben von Mäusen mit syngenen und orthotopen Pankreaskarzinomen und führte bei einigen der Versuchstiere zu einer vollständigen Eliminierung der Tumore, ohne dass tumorspezifische CAR-T-Zellen hinzugefügt wurden. Um diesen Effekt mechanistisch zu erklären, wurde eine Reihe von in vitro Versuchen durchgeführt. Es stellte sich heraus, dass das rekombinante TNF-ɑ zur Aktivierung von Makrophagen führt. Es war jedoch bisher experimentell nicht möglich die Antitumor-Wirkung in vitro vollständig aufzuklären, da bei der Produktion rekombinanter Proteine in Bakterien auch LPS und Endotoxine freigesetzt werden, die zusätzlich stimulierend auf die Immunzellen wirken und dadurch eine erhebliche Koaktivierung auslösen können. Es gibt jedoch Hinweise auf eine direkte Beeinflussung von Immunzellen durch verwendete rekombinante Proteine, die zur Generierung Tumor-spezifischer T Zellen geführt haben, was eine Kombinationsbehandlung mit CAR T Zellen überflüssig macht. Um die Messung der Bioaktivität zu verbessern und eine Hintergrundaktivität durch störende prokaryotische Moleküle zu vermeiden, werden derzeitig die rekombinanten TNF-ɑ-FimH Proteine in eu-karyotischen Zellen hergestellt. Damit könnte ein möglicher Einfluss von LPS, Endotoxi-nen und weiterer störender Substanzen, auf die Zielzellen verhindert werden. Falls sich so der Mechanismus für das verlängerte Überleben zeigen lässt, ist die Übertragung der Konstrukte in den E.coli Stamm Nissle 1917 der nächste Schritt, sowie die orale Verabreichung der Bakterien anstatt der intraperitonealen Injektion.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Regulatory CAR-T cells in autoimmune diseases: Progress and current challenges. Frontiers in Immunology, 13.
Riet, Tobias & Chmielewski, Markus
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An anti-CD19/CTLA-4 switch improves efficacy and selectivity of CAR T cells targeting CD80/86-upregulated DLBCL. Cell Reports Medicine, 5(2), 101421.
Prinz, Lars Fabian; Riet, Tobias; Neureuther, Daniel Felix; Lennartz, Simon; Chrobok, Danuta; Hübbe, Hanna; Uhl, Gregor; Riet, Nicole; Hofmann, Petra; Hösel, Marianna; Simon, Adrian Georg; Tetenborg, Luis; Segbers, Paul; Shimono, Joji; Gödel, Philipp; Balke-Want, Hyatt; Flümann, Ruth; Knittel, Gero; Reinhardt, Hans Christian ... & Chmielewski, Markus Martin
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Bridge over troubled cells: bone marrow stromal cells transfer mitochondria to boost T cells. Signal Transduction and Targeted Therapy, 9(1).
Prinz, Lars Fabian; Ullrich, Roland Tillmann & Chmielewski, Markus Martin
