CRISPR/Cas9 basierte Differenzierung von mit CARs ausgestatteten Zellen mit NK-Zelleigenschaften für die Behandlung der akuten myeloischen Leukämie

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Hust; Professor Dr. Martin Sauer
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 458675018

Günstige Herstellungskosten von Medikamenten müssen die teuren Kosten in der Entwicklung kompensieren. Dieses Paradigma wurde durch das Aufkommen hoch effektiver biologischer Agentien wie mit chimären Antigenrezeptoren (CARs) ausgestattete T Zellen fundamental infrage gestellt. Da solche Produkte bei Bedarf individuell hergestellt werden müssen, bleibt die Herstellung kostenintensiv und resultiert in hohen Kosten für eine einzelne Behandlung. Es ergibt sich daraus eine Notwendigkeit, Produkte zu entwickeln, die für ein breites Spektrum an Patienten geeignet sind. Wir konnten kürzlich zeigen, dass Signalgebung über früh während der lymphoiden Differenzierung exprimierter CARs BCL11b supprimiert. Das führt zu einer Herunterregulierung von für die T-Zellentwicklung wichtigen Genaktivitäten und als Konsequenz zur Ausdifferenzierung NK-ähnlicher Zellpopulationen. Dieser Differenzierungsshift ist abhängig von einer hohen tonischen Signalaktivität des CAR oder von dessen kontinuierlichen Stimulation.Die zentrale Hypothese dieses Antrages besteht darin, dass das Ausschalten von des BCL11bl in frühen CAR-tragenden hämatopoietischen Vorläuferzellen eine weitere Differenzierung der daraus entstehenden lymphoiden Zellreihen substantiell in Richtung NK-Zelldifferenzierung lenkt, auch bei tonisch nicht signalaktiven CARs. Diese würde die Verwendung als breit einsetzbares zelluläres Immuntherapeutikum über HLA-Barrieren hinweg ermöglichen. Nach Mechanismen dieser Differenzierungsverschiebung soll gesucht werden. Es wird weiterhin die Hypothese getestet, ob eine zeitlich limitierte in vivo Persistenz dieser CAR-tragenden NK-ähnlichen Zellen nach Co-transplantation in hämatopoetische Stammzellempfänger es ermöglicht, leukämieassoziierte Antigene in den Fokus zu nehmen, die in ihrer Expression von physiologischer Hämatopoese geteilt werden. Paradigmatisch sollen CARs gegen murines CD123 generiert werden, mit denen minimale Resterkrankung als Ursache für Rezidive nach Stammzelltransplantation eradiziert werden soll. Es ist unsere Hypothese, dass die physiologische Hämatopoese sich nach Verschwinden der CAR-exprimierenden NK-Zellpopulation von selbst wieder erholt. Konkret hat der Antrag die folgenden Ziele:Ziel 1: Herstellung und Identifizierung geeigneter sgRNAs, um in frühen murinen und humanen hämatopoetischen Progenitorzellen den BCL11b-Lokus auszuschalten.Ziel 2: Herstellung BCL11b-modifizierter muriner und humaner lymphoider Vorläuferzellen, die CARs gegen murines bzw. humanes CD123 exprimieren.Ziel 3: Vergleichende und mechanistische Analyse der NK- versus T-Zellregeneration in Transplantationsempfängern, die CD123-CAR-tragende BCL11b-modifizierte lymphoide Vorläuferzellen im Rahmen einer Blutstammzelltransplantation erhalten haben.Ziel 4: Untersuchung der antileukämischen Wirksamkeit und des Regenerationsverhaltens der physiologischen Myelopoese nach Co-Transplantation BCL11b-defizienter, CAR-tragender lymphoider Vorläuferzellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen