Identifizierung und Verständnis der deregulierten Signalwege, welche die Entwicklung und das Wachstum von therapieresistentem Krebs kontrollieren.
Immunologie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Neoplastische Erkrankungen entstehen durch das uneingeschränkte Wachstum von, in eine maligne Form, transformierter Zellen. Genetische Defekte, verursacht durch Einzelnukleotidvarianten (SNPs) in Tumorsuppressorgenen oder Proto-Onkogenen, ermöglichen es ihnen, wesentliche biologische Eigenschaften zu erwerben und Zellprozesse zu deregulieren, um ihr Überleben und effizientes Wachstum zu gewährleisten. Unser Ziel ist unter anderem die Anwendung der kürzlich beschriebenen “CRISPR Base Editing (BE)” Methode, um diese SNPs zu modellieren. Wir haben experimentelle Verfahren in vitro etabliert, in denen diese Technologie zusammen mit „Genbibliotheken“ verwendet wird, die speziell entwickelt wurden, um die in humanen krebsverursachenden Genen am häufigsten vorkommenden Mutationen in das Mausgenom einzuführen. Dazu transduzieren wir EµMYC-Zelllinien mit lentiviralen BE-Plasmiden, die in der Lage sind, C-zu-T (CBE) oder A-zu-G (ABE) Basenaustausche in Zielgenen zu erzeugen und zusätzlich mit entsprechenden Genbibliotheken welche nötig sind, um die gewünschten Bereiche in den Zielgenen zu finden. Anschließend wird dieser Pool aus gentechnisch veränderten Zellen mit verschiedenen Chemotherapeutika, wie z.B. DNA schädigenden Substanzen oder Inhibitoren der BCL-2-Familie behandelt. Des weiteren isolieren wir hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen (HSPCs) aus EµMYC/CBE-doppeltransgenen Mäusen (Modell für B-Zell-Lymphome), transduzieren sie mit einer für den CBE speziellen Genbibliothek und rekonstituieren damit letal bestrahlte Empfängermäuse. So identifizierte tumorfördernde Mutation werden dann mit In-vitro- und In-vivo-Assays sowie Pathway Analysen validiert und funktionell getestet. Ein weiterer Fokus liegt auf der CAR-T-Therapie, eine neue Immuntherapie, die die Behandlung einiger Blutkrebsarten wie der akuten lymphatischen Leukämie und des diffusen großzelligen B-Zell-Lymphoms revolutioniert hat. Die CAR-T-Therapie hat die Heilungsraten bei bisher unheilbaren Krebsarten zwar erhöht, jedoch mit der entscheidenden Einschränkung, dass nur eine Minderheit der Patienten mit aggressiven Lymphomen einen langfristigen Nutzen erzielt – wahrscheinlich aufgrund von Resistenzen der Tumorzellen. Zur Identifizierung entsprechender Resistenzfaktoren transduzieren wir mittels der CRISPR-Aktivator (dCas9A) Technologie generierte murine DHL-Zellen mit genomweiten lentiviralen Genbibliotheken, die bei Kontakt mit dCas9A eine robuste Genexpression induzieren. Diese werden anschließend mit CD19CAR-T-Zellen kokultiviert, danach die resistenzfördernden Faktoren in den überlebenden DHL-Zellen identifiziert und in vitro validiert. Die vielversprechendsten Gene werden zudem in vivo getestet, indem DHL-Zellen die diese Gene stabil exprimieren, zusammen mit CAR-T Zellen in immungeschwächte RAG1-/- Tiere transplantiert werden. Ergebnisse aus diesem Projekt liefern uns detailliertes Wissen über Faktoren und Funktionen verschiedenster biochemischer Prozesse innerhalb von malignen Zellen, die unser Verständnis der Krebsentstehung wesentlich verbessern und uns die Entwicklung neuer und spezifischerer Krebstherapien ermöglichen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Using CRISPR activation applications to identify novel tumour resistance mechanisms of aggressive lymphomas in CAR-T cell therapy. Annual Scientific Meeting of the Australian and New Zealand Society for Immunology, Melbourne Australia 2022
Koenig C. et al.
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Using CRISPR base editing applications to accurately identify tumour promoting mutations in lymphomagenesis. ECDO, Bonn Germany 2022
Koenig C. et al.
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Using CRISPR activation applications to identify novel tumour resistance mechanisms of aggressive lymphomas in CAR-T cell therapy. Asia-Pacific Vaccine and Immunotherapy Congress, Brisbane Australia 2023
Koenig C. et al.
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Using CRISPR activation applications to identify novel tumour resistance mechanisms of aggressive lymphomas in CAR-T cell therapy. CIMT meeting, Mainz Germany 2024
Koenig C. et al.
