Entwicklung von T-Zell-gerichteten CRISPR-Knock-in-Lipid-Nanopartikeln (CAR T LNPs) für die In-vivo-Generierung von CAR-T-Zellen

• Antragsteller: Dr. Michael Launspach
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Kinder- und Jugendmedizin
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 571675766

Ziel dieses Projekts ist es, eine neuartige, nicht-virale Technologie zu entwickeln, mit der sogenannte CAR-T-Zellen direkt im Körper („in vivo“) erzeugt werden können. CAR-T-Zellen sind spezialisierte Abwehrzellen, die durch gentechnische Veränderung Tumorzellen erkennen und zerstören. Sie gelten als vielversprechende Therapie, insbesondere bei bestimmten Formen von Leukämie und Lymphomen. Bisher ist die Herstellung dieser Zellen sehr aufwendig: T-Zellen müssen im Labor aus dem Blut der Patient:innen isoliert, genetisch verändert, vermehrt und anschließend zurückübertragen werden. Diese ex vivo-Verfahren sind teuer, zeitintensiv und nur in spezialisierten Zentren verfügbar. Das vorliegende Projekt möchte diesen Prozess vereinfachen – durch eine einmalige Injektion von Lipid-Nanopartikeln (LNPs), die die genetischen Werkzeuge direkt zu den T-Zellen im Körper bringen. Diese LNPs transportieren drei zentrale Komponenten: das Enzym Cas9 („genetische Schere“), eine Steuerungs-RNA („guide RNA“) und eine Reparaturvorlage (HDRT), die den Bauplan für den gewünschten CAR-Rezeptor enthält. Ziel ist es, diesen Rezeptor gezielt an einer bestimmten Stelle im Genom der T-Zellen (dem sogenannten TRAC-Locus) zu verankern. Dadurch soll eine langfristige, kontrollierte und sichere Expression des CAR ermöglicht werden – ohne die Risiken herkömmlicher viraler Methoden. Damit die Genveränderung effizient und sicher gelingt, werden modernste Technologien eingesetzt: sogenannte DNA-Origami-Strukturen, die die genetische Vorlage kompakt und stabil halten, spezielle Signale für den Zellkerntransport sowie chemische Oberflächenmodifikationen, die dafür sorgen, dass die LNPs gezielt T-Zellen erreichen. Zugleich verhindern sogenannte „Cloaking“-Elemente, dass die Partikel vom Immunsystem vorzeitig abgefangen werden. In einem ersten Schritt werden verschiedene LNP-Formulierungen im Labor an menschlichen T-Zellen und Immunzellen getestet, um die besten Kombinationen hinsichtlich Wirksamkeit, Spezifität und Verträglichkeit zu identifizieren. Danach werden die erfolgversprechendsten Varianten in einem etablierten Mausmodell mit menschlichen Immunzellen untersucht. Ziel ist es, die Erzeugung funktionsfähiger CAR-T-Zellen im Körper, ihre Wirkung gegen Leukämiezellen sowie ihre Sicherheit und Stabilität nachzuweisen. Das Projekt basiert auf umfangreicher Vorarbeit des Antragstellers – darunter eine hochsensitive Methode zur Messung von Genveränderungen – und wird von führenden Expert:innen an der University of California, Berkeley, und UCSF unterstützt. Langfristig soll eine flexible, skalierbare Plattform entstehen, die durch eine einfache Spritze den Zugang zu personalisierten Zelltherapien erleichtert – ohne Krankenhausaufenthalt, Zellentnahme oder Chemotherapie. Damit könnte ein neuer Weg für sichere, bezahlbare und weltweit verfügbare Immuntherapien eröffnet werden.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Ross Wilson, Ph.D.