Designer-T-Zellen und Darmbakterien – Hand in Hand gegen den Krebs

Verantwortliche Personen:: AG Luu/ AG Hudecek – Lehrstuhl für Zelluläre Immuntherapie, Medizinische Klinik und Poliklinik II des Universitätsklinikums Würzburg

Dieses Projekt wurde 2022 von der Stiftung "Forschung hilft" mit 17.500 Euro gefördert.

Team

Das interdisziplinäre Forscherteam von Dr. Luu setzt sich aus erfahrenen Biologen und Klinikern, technischen Assistenten und Doktoranden zusammen.

Die Abbildung zeigt eine T-Zelle, die nach Behandlung mit Stoffwechselprodukten von Darmbakterien effektiver einen Tumor angreift.

Motivation und Innovation

Wir entwickeln neuartige Formen der personalisierten immunbasierten Krebstherapie und kombinieren dabei Wissen aus Immunbiologie, Biotechnologie sowie der Mikrobiologie. Hierfür statten wir T-Zellen (eine Form der weißen Blutkörperchen) mit Biosensoren, den sogenannten CARs (Chimäre Antigenrezeptoren) aus, sodass sie Tumorzellen besser und zielgerichteter erkennen und eliminieren zu können. Zwar hat die CAR-T-Zelltherapie bei Patienten mit Leukämie und Lymphknotenkrebs bereits beachtliche Erfolge erzielt, jedoch bestehen noch immer große Hürden bei der Behandlung solider Tumorerkrankungen. Die Veränderung der CAR-T-Zellen durch Stoffwechselprodukte der Darmbakterien steigert ihre Effektivität und eröffnet eine neue Perspektive für schwer therapierbare Krebsformen.

Welche Ziele verfolgt das Projekt?

Im Rahmen des Projektes sollen Wirkweisen und Einsatzmöglichkeiten mikrobieller Stoffwechselprodukte sowie der Darmflora identifiziert und mit der CAR-T-Zell-Technologie kombiniert werden. Wir wollen erreichen, dass die CAR-T-Zelltherapie bei allen Patienten und Tumorarten effektiv eingesetzt werden kann. Zudem liefert das Projekt Erkenntnisse über den Einfluss des Mikrobioms auf die zelluläre Immuntherapie.

Ansatz des Forschungsprojektes

Zunächst werden die T-Zellen mit Stoffwechselprodukten behandelt, um sie zu reprorgrammieren. Die genetische Information, die für den CAR kodiert, wird danach mit viralen Vektoren oder durch einen Elektroporator in T-Zellen eingeschleust. Die Forscher der Arbeitsgruppe führen dann eine Reihe von Experimenten durch, um die Funktionalität der modifizierten CAR-T-Zellen wie Zytotoxizität, Zytokin-Sekretion und T-Zell-Proliferation im Laborversuch zu testen. Anschließend werden die Ergebnisse in präklinischen Modellen überprüft, um schließlich einen Einsatz im Patienten zu ermöglichen. Gleichzeitig wird das Mikrobiom von Patienten untersucht, um Zusammenhänge mit dem Therapieerfolg nach CAR-T-Zell-Infusion zu analysieren.

Welche Krebserkrankung soll behandelt werden?

Die CAR-T-Zelltherapie konnte, vor allem in den USA, bereits sehr erfolgreich gegen verschiedene Formen von Blutkrebs eingesetzt werden. Durch die Aktivitätssteigerung der CAR-T-Zellen mithilfe der Mikrobiom-Moleküle sollen auch weiterhin schwerbehandelbare hämatologische Erkrankungen, vor allem aber auch solide Tumore, effektiv bekämpft werden. Die Forschergruppe arbeitet daher daran, für eine Vielzahl verschiedener Krebsarten eine wirkungsvolle Mikrobiom-CAR-T-Zell-Therapie zu entwickeln.

Warum soll das Forschungsprojekt unterstützt werden?

Der Ansatz ist innovativ und erreicht durch seine Anpassbarkeit an unterschiedliche Tumorarten viele Patienten. Durch die Entwicklung Mikrobiom-optimierter CAR-T-Zellen können diese ohne eine zusätzliche Chemo- oder Kombinationstherapie von einer schonenderen Therapieform sowie einer neuen Perspektive profitieren.