Untersuchung der Infiltration und Tumormikromilieu (TME) Interaktion von anti-Glypican 2 (GPC2) Chimären Antigen Rezeptor (CAR) T-Zellen in vollständig immunkompetenten Mausmodellen des kleinzelligen Bronchialkarzinoms (SCLC)

• Antragsteller: Dr. Hyatt Balke-Want
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 439733641

Das SCLC ist ein hoch tödliches Malignom mit einer Inzidenz von rund 35.000 Neuerkrankungen pro Jahr in den USA bzw. einer 5-Jahresüberlebensrate von weniger als 7%. Dennoch hat sich die Erstlinienbehandlung seit Jahrzenten nicht verändert und beruht weiterhin auf der Anwendung von platinhaltigen Chemotherapien sowie Bestrahlung1. Nichtsdestotrotz haben Genom- und Transkriptomcharakterisierungen des SCLC zur Identifizierung neuer, relevanter Onkogene geführt2. Hierzu gehören Amplifikationen in der Familie der MYC Gene, welche in 19% des SCLC zu finden sind3. MYC Gene zählen zur Familie der basischen Helix-Loop-Helix (bHLH) Leucin-Zipper Transkriptionsfaktoren, welche für das Voranschreiten des Zellzyklus sowie der Zellproliferation verantwortlich sind4. Bisher ist die direkte sowie indirekte, zielgerichtete Therapie des SCLC mit MYC Amplifikationen kompliziert5. Dennoch ist beim Neuroblastom (NB), welches gehäuft MYCN Amplifikationen aufweist, u.a. von Dr. Crystal Mackall gezeigt worden, dass anti-GPC2 Antikörper-Wirkstoff-Konjugate bzw. CAR T-Zellen effektiv NB Zellen töten6,7. In Anbetracht der aktuellen Errungenschaften der CAR T-Zelltherapie zur Behandlung von hoch-aggressiven Leukämien und Lymphomen beabsichtige ich anti-GPC2 CAR T-Zellen für die Behandlung des SCLC zu untersuchen8–10.Um sicherzustellen, dass GPC2 eine relevante Zielstruktur beim SCLC ist, werde ich die GPC2 Abhängigkeit im Kontext von MYC/MYCN/MYCL1 Amplifikation, Überexpression und Abhängigkeit analysieren (Projektziel 1). Im Anschluss sollen anti-GPC2 CAR T-Zellen in einem immunkompetenten, genetisch modifizierten Mausmodell (GEMM) des SCLC mit autochthoner Tumorbildung getestet werden. Die SCLC GEMMs werden als Plattform für weitere Charakterisierungen der Mediatoren einer (nicht) erfolgreichen anti-GPC2 CAR T-Zellinfiltration (Projektziel 2) und Interaktion der anti-GPC2 CAR T-Zellen mit dem immunsuppressiven TME des SCLC dienen (Projektziel 3). Um Projektziel 2 zu erreichen, plane ich Gewebsproben behandelter Mäuse auf CAR T-Zellen zu färben, um eine (in-) effiziente Infiltration in den Tumor nachzuweisen. Zur weiteren Charakterisierung werden anti-GPC2 CAR T-Zellen und Tumorendothelzellen mittels CyTOF auf die Oberflächenexpression von Chemokinrezeptoren sowie Adhäsionsmoleküle untersucht. Projektziel 3 wird durch Anwendung der Einzelzell RNA-Sequenzierung bearbeitet, um die zellulären Bestandteile des TME sowie ihren funktionellen Zustand zu identifizieren. Dieser mehrgleisige Ansatz wird Grundlage dafür sein, dass wir eine detailliertes Verständnis der molekularen Merkmale und zellulären Interaktionen erlangen, die notwendig für eine ausreichende anti-GPC2 CAR T-Zellinfiltration und die erfolgreiche Überwindung des immunsuppressiven TME beim SCLC sind. Unsere Arbeit wird nicht nur der Behandlung des SCLC zugute kommen, sondern auch die künftige CAR T-Zelltherapie solider Tumore maßgeblich beeinflussen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Dr. Crystal L. Mackall