AAV-vermittelte, intra-tumorale Immuntherapie zur Behandlung immunologisch „kalter“ Tumoren

• Antragstellerin: Professorin Dr. Hildegard Büning
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 446172933

Rekombinante Adeno-assoziierte Virus Vektoren (AAV) gelten als sichere und effiziente Werkzeuge zur in vivo Gentherapie. Die Modifikation des viralen Kapsids erlaubt die Generierung neuer AAV-Varianten zum in vivo Tumorgentransfer. Solche Vektoren eignen sich gut für die in situ Tumorimmuntherapie. Ziel des Projekts ist es, Tumorzellen und ihre Mikroumgebung zu manipulieren, um die Immunogenität von Tumoren zu erhöhen. Zu diesem Zweck setzen wir neue AAV-Varianten ein, um die angeborene und adaptive Immunität zu stimulieren und zwei Formen eines inflammatorischen, immunogenen Zelltodes (ICD) zu induzieren: Pyroptose bzw. Nekroptose.Zum einen soll, AAV-vermittelt, sekretiertes oder zytoplasmatisches Flagellin exprimiert werden. Flagellin ist ein Protein aus der Geißel von Bakterien und ein potentes Impfstoff-Adjuvans. Es wird vom Toll-like Rezeptor-5 (TLR5) u.a. auf Makrophagen/dendritischen Zellen (DC) erkannt und aktiviert das angeborene Immunsystem und den NF-kappa B-Signalweg. Flagellin vermittelt zudem Pyroptose, eine infammatorische Variante des programmierten Zelltodes. Dies wird über das NLRC4-Inflammasom initiiert. Gasdermin D (GSDMD) steht am Ende der Kaskade und seine Spaltung durch aktivierte Caspase-1 führt zur Porenbildung und Freisetzung der pro-inflammatorischen Zytokine IL-1beta und IL-18. Diese inflammatorische Form des Zelltods ist mit der Freisetzung von Damage Associated Molecular Patterns (DAMPs) und - im Tumor-Kontext - mit der Freisetzung von Tumorantigenen verbunden. Die Induktion von ICD kann starke anti-Tumorimmunantworten auslösen. ICD kann nicht nur durch die Aktivierung von GSDMD oder Gasdermin E (GSDME), sondern auch durch die Aktivierung von Mixed Lineage Kinase Domain-like Protein (MLKL) induziert werden, welches ebenfalls oligomerisieren kann, die Membranintegrität stört, und Nekroptose auslöst. Wir werden daher AAV auch direkt zur intra-tumoralen Induktion einer Membranpermeabilisierung verwenden, indem wir aktive, mutierte Formen von GSDMD, GSDME oder MLKL exprimieren, und so eine potentiell vorliegende Resistenz von Tumorzellen gegenüber der Induktion von Pyroptose bzw. Nekroptose umgehen. Die dadurch initiierte Freisetzung von DAMPs aus den Tumorzellen in Verbindung mit Tumorantigenen soll deren Präsentation über DC gegenüber T-Zellen verbessern und zur Induktion einer robusten, lang-anhaltenden, adaptiven anti-Tumorimmunität führen.Die Kombination unserer beiden komplementären Ansätze hat eine starke wissenschaftliche Rationale, da ausgeprägte synergistische Effekte zu erwarten sind. Darüber hinaus kann unsere Strategie leicht mit etablierten immuntherapeutischen Ansätzen (z.B. Immun-Checkpoint Blockade) kombiniert werden und hat so ein beträchtliches Potenzial, die Immunogenität auch von immunologisch „kalten“ Tumoren zu erhöhen, deren Behandlung eine Herausforderung darstellt. Außerdem erfüllt das günstige Sicherheitsprofil von AAV eine wichtige Voraussetzung für eine spätere klinische Umsetzung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartner: Professor Dr. Olivier Boyer