Vorstellung aktuell geförderter Projekte

Die Applikation von HER2-AAVs zur lokalen intratumoralen Produktion eines PD-1-spezifischen Immunadhäsins hat das Ziel der Modulation des immunsuppressiven Tumormikromilieus im Glioblastom. Die Kombination aus HER2-AAVs mit CAR-NK-Zellen beruht auf komplementären Wirkmechanismen und kann so synergistische Effekte erzielen. Die CAR-NK-Zellen lysieren Tumorzellen, dadurch kommt es zu einer verstärkten Freisetzung tumorspezifischer Antigene und damit lokal zu einer gegen den Tumor gerichteten Immunreaktion. Durch die von den HER2-AAVs induzierte intratumorale Sezernierung von aPD-1 wiederum wird diese Immunantwort entblockiert und so verstärkt.

In den geplanten Experimenten soll die Wirkung der HER2-AAVs alleine und in Kombination mit CAR-NK-Zellen im orthotopen intrakraniellen GL261-HER2-Modell untersucht und molekular charakterisiert werden. Der Einfluss auf Tumorwachstum und symptomfreies Überleben der Versuchstiere wird mittels Magnetresonanztomographie und Kaplan-Meier-Kurven quantifiziert werden. Mittels FACS-Analysen, multispektraler Fluoreszenzmikroskopie und RNA-Sequenzierung werden die dem synergistischen Effekt zugrundeliegenden Mechanismen der Immunreaktion detailliert charakterisiert werden. Die einzelnen Lymphozyten-Subpopulationen sowie deren Aktivität werden durch Transkriptomanalysen und Multipanel-FACS-Analyse bestimmt werden. Zum besseren Verständnis der ausgelösten Immunantwort und zur Erkennung neuer Ansatzpunkte für die HER2-AAV-vermittelte Immunmodulation wird eine Transkriptomanalyse mit dem NanoString-System durchgeführt werden. Zusätzlich wird eine mögliche T-Zell-Aktivierung auf molekularer Ebene charakterisiert werden, indem T-Zell-Rezeptoren (TCR) mit der bereits etablierten BrainTuNE-Plattform in Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Platten am DKFZ in Heidelberg sequenziert werden. Tumorreaktive T-Zell-Signaturen werden durch kombinierte scVDJ/RNA-Sequenzierung aus tumor-infiltrierenden Lymphozyten bestimmt werden. So kann die Klonalität der T-Zellen zwischen den Behandlungsgruppen verglichen werden. Als mechanistische Kontrolle der Untersuchungen auf die Therapieeffizienz sind zudem CD8+ T-Zell-Depletionsexperimente geplant.

Immuntherapien stellen gegenwärtig den vielversprechendsten Ansatz bei der Behandlung von Glioblastompatienten dar. Therapien mit blockierenden Antikörpern gegen Immun-Checkpointmoleküle, Tumor-Vakzinierungsstrategien, onkolytische Viren sowie adoptive T-Zell oder NK-Zell Therapien haben in zahlreichen präklinischen und klinischen Studien Immunreaktionen gegen den Tumor hervorrufen können. Dennoch sind bahnbrechende Heilungserfolge bei Glioblastompatienten bisher ausgeblieben. Eine wesentliche Ursache hierfür ist, dass Tumorzellen über verschiedene Mechnismen verfügen, mit Hilfe derer sie sich vor der Erkennung durch das Immunsystem schützen mit denen sie außerdem das Immunsystem aktiv unterdrücken - sowohl lokal im Tumor selbst als auch systemisch.

Extrazelluläre Vesikel (EVs) sind Mediatoren der Kommunikation verschiedener Tumorzellen untereinander sowie auch der Kommunikation mit Immunzellen und spielen eine wichtige Rolle bei der Immunsuppression durch den Tumor. Andererseits wurden EVs, die Tumor-Antigene tragen auch als Vakzine gegen Krebs in präklinischen und klinischen Studien eingesetzt. Es ist derzeit unklar, ob EVs, die von Glioblastomzellen sezerniert werden, vor allem immunsuppressive oder immunstimulatorische Effekte bewirken. Unsere Hypothese ist, dass diese Effekte Kontext-abhängig sind und dass EVs systemisch im Körper vakzinierende Effekte haben, wohingegen sie lokal im Bereich des Tumors und dessen Umgebung vor allem als Vehikel der Immunsuppression agieren. Das Ziel dieses Projekts ist, die wechselseitige Interaktion zwischen Glioblastom-EVs und Immunzellen besser zu verstehen, sowohl in der Tumorumgebung als auch peripher. Hierzu untersuchen wir, auf welche Weise ein aktives Immunsystem den Phänotyp von Glioblastom-EVs in vivo beeinflusst. Zudem erforschen wir die Interaktionen zwischen Glioblastom-EVs und Immunzellen in vitro und in vivo sowie Mechanismen der EV-vermittelten Vakzinierung. Des Weiteren untersuchen wir die immunsuppressiven Eigenschaften von EVs bei Glioblastompatienten.