Zielgerichtete T-Zellen gegen onkogenes Calreticulin

Blutkrebs wird durch genetische Veränderungen von Zellen ausgelöst, welche zu einer erhöhten Produktion von Blutzellen führen. Dadurch könnenlebensgefährliche Komplikationen entstehen (Blutgerinnung, Organschäden, Blutungen). In diesem Projekt fokussieren wir uns auf eine gewisse Art von Blutkrebs, Myeloproliferative Neoplasien, die durch Mutationen im Calreticulin (CALR)-Gen ausgelöst werden. Die Beschaffenheit dieser Mutation und der Mechanismus von mutiertem CALR als Onkogen machen es zu einem idealen Angriffspunkt für Immuntherapie. Wir streben danach T-Lymphozyten (Immunzellen, die fähig sind Krebszellen zu eliminieren) zu modifizieren, sodass sie Krebszellen selektiv finden und auslöschen können, während gesunde Zellen verschont bleiben. Außerdem werden wir die Mechanismen erforschen, die zur Resistenz von Krebszellen gegen diese Art von Therapie führen. Das langfristige Ziel dieses Projektes ist es die Grundlage für Immuntherapie dieser Art von Krebs zu bilden.

Myeloproliferative Neoplasien (MPN) sind chronische Blutkrebsarten, die durch eine erhöhte Blutzellenproduktion, thromboembolische Komplikationen und die Entwicklung einer akuten Leukämie gekennzeichnet sind. Die MPN-Onkogenese wird durch erworbene hämatopoetische Stammzellmutationen in drei Genen (JAK2, CALR und MPL) vorangetrieben, die alle eine konstitutive Aktivierung von Zytokinrezeptoren und nachgeschaltete Signalübertragung auslösen. In diesem Projekt setzten wir unseren Schwerpunkt auf MPN, die durch CALR-Mutationen hervorgerufen werden, und in denen eine Translation in ein Onkoprotein mit einzigartigen antigenen Eigenschaften stattfindet. CALR-Mutationen ermöglichen einzigartige Interaktionen der Mutante CALR mit dem Thrombopoietinrezeptor (MPL). Dieser aktivierte CALR-MPL-Komplex wird zur Zelloberfläche der mutierten Zellen transportiert und somit handelt es sich um ein krebsspezifisches Antigen. Es gelang uns, vom Vorhandensein des mutiertem CALR auf der Oberfläche von bösartigen Zellen Gebrauch zu machen, indem wir die Fähigkeit der künstlichen Immunzellen (T-Lymphozyten) nutzten, das spezifisch mutierte CALR über einen chimären Antigenrezeptor (CAR) zu erkennen. Diese CAR-T-Zellen vernichteten spezifisch CALR-mutierte Blutzellen, die aus dem Blut von MPN-Patienten, sowie aus CALR-mutierten Blutzellen von Mäusen isoliert wurden. Um den potenziellen klinischen Nutzen dieser CAR-T-Zellen zu validieren, behandelten wir Mausmodelle von CALR-mutiertem MPN. Trotz der wirksamen Abtötung von Krebszellen in vitro (in Zellkulturen) konnten wir bei der Verabreichung von CAR-T-Zellen in Mäusen keine Abtötung der Krebszellen beobachten. Anschließend fanden wir heraus, dass die CAR-T-Zellen durch das von den Krebszellen sekretierte mutierte CALR inaktiviert wurden. Weiters gelang es uns, die Sekretion von mutiertem CALR bei MPN-Patienten nachzuweisen. Um die Hemmung durch sezerniertes CALR zu überwinden, haben wir einen Antikörper entwickelt, der sowohl die T-Zellen als auch die CALR-mutierten Krebszellen bindet. Diese bispezifischen Antikörper bewirken in Mäusen in vitro und in vivo eine T-Zell-abhängige Abtötung von Krebszellen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die T-Zell-Umleitung durch bispezifische Anti-CALR/Anti-CD3e-Antikörper, im Vergleich zu gentechnisch veränderter Anti-CALR-CAR-T-Zellen, der bevorzugte Immuntherapieansatz bei CALR-mutiertem MPN ist, und vielversprechend sind für eine spezifische Immuntherapie von CALR-mutierten Blutkrebsarten. Diese Immuntherapie ist im klinischen Umfeld anwendbar.