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CRISPR-basierte T-Zell-Therapien der nächsten Generation: Chancen und Herausforderungen

T-Zellen können umprogrammiert werden, um Krebszellen gezielt zu erkennen und auszuschalten. Derartige T-Zell-Therapien sind wirksam bei Patientinnen und Patienten mit bestimmten hämatologischen Krebserkrankungen.

Hier ist dargestellt, welche Probleme es bei der zellulären Immuntherapie gegen Krebs gibt. Diese Probleme könnte man mit neuen CRISPR 2.0-basierten Gen-Editierungsstrategien angehen.
Schematische Darstellung der größten Herausforderungen der zellulären Immuntherapie in der Onkologie, die jeweils mit neuartigen CRISPR 2.0-basierten Gen-Editierungsstrategien angegangen werden könnten. BCMA, B-Zell-Reifungsantigen; PE, Prime Editing; TALEN, Transkriptionsaktivator-ähnliche Effektor-Nuklease; TCR, T-Zell-Rezeptor; ZFN, Zinkfinger-Nuklease.

Es bestehen jedoch weiterhin Herausforderungen, darunter primäre und sekundäre Resistenzen, eine mangelnde Wirksamkeit bei soliden Tumoren, ein begrenztes Spektrum an ansteuerbaren Antigenen sowie zeitaufwändige und komplexe Herstellungsprozesse.

Die CRISPR-basierte Genomeditierung hat das Potenzial, die Wirksamkeit von T-Zellen gegen Tumoren zu verbessern. Base- und Prime-Editing, das sogenannte CRISPR 2.0, sind leistungsstärker und präziser als konventionelle CRISPR-Techniken. Statt Doppelstrangbrüche in der DNA zu erzeugen, ermöglichen Base- und Prime-Editing eine gezielte und effiziente Umschreibung von Gensequenzen.

In einem Review im Journal Nature Reviews Clinical Oncology beleuchten Forschende vom Uniklinikum Würzburg gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen anderer Forschungseinrichtungen die Herausforderungen als auch die vielversprechenden Chancen, die mit der Anwendung von CRISPR 2.0 in der T-Zell-Therapie einhergehen. 

Sie diskutieren aufkommende CRISPR-2.0-Technologien und deren Fortschritte auf dem Weg zur klinischen Anwendung und beschreiben Strategien für den Einsatz von CRISPR 2.0 zur Weiterentwicklung zellulärer Immuntherapien für hämatologische Malignome und solide Tumoren in der Zukunft.

Karl Petri, Elvira D’Ippolito, Annette Künkele, Ulrike Köhl, Dirk H. Busch, Hermann Einsele & Michael Hudecek. Next-generation T cell immunotherapies engineered with CRISPR base and prime editing: challenges and opportunities. Nat Rev Clin Oncol (2025). https://doi.org/10.1038/s41571-025-01072-4

Hier ist dargestellt, welche Probleme es bei der zellulären Immuntherapie gegen Krebs gibt. Diese Probleme könnte man mit neuen CRISPR 2.0-basierten Gen-Editierungsstrategien angehen.
Schematische Darstellung der größten Herausforderungen der zellulären Immuntherapie in der Onkologie, die jeweils mit neuartigen CRISPR 2.0-basierten Gen-Editierungsstrategien angegangen werden könnten. BCMA, B-Zell-Reifungsantigen; PE, Prime Editing; TALEN, Transkriptionsaktivator-ähnliche Effektor-Nuklease; TCR, T-Zell-Rezeptor; ZFN, Zinkfinger-Nuklease.
Wie Stoffwechselprodukte von Darmbakterien therapeutisch genutzt werden könnten

Die AG Luu vom Lehrstuhl für Zelluläre Immuntherapie und die AG Visekruna von der Philipps-Universität Marburg haben gemeinsam untersucht, wie Stoffwechselprodukte von Darmbakterien genutzt werden können, um spezielle Immunzellen, sogenannte B-Zellen, umzuprogrammieren.

Durch die Kultivierung mit kurzkettigen Fettsäuren der adaptiven Immunzellen, die für die humorale Immunantwort zuständig sind, waren die Forschenden in der Lage, sogenannte regulatorische B-Zellen (Bregs) zu erzeugen, die für die Behandlung von Darmentzündungen im Mausmodell genutzt werden konnten. Die im Journal Mucosal Immunology publizierte Arbeit gibt neue Einsichten in die molekularen Prozesse, die von Metaboliten des Mikrobioms angesprochen und therapeutisch genutzt werden könnten. 

Unterstützt wurden die Arbeiten in Würzburg vom Institut für Hygiene und Mikrobiologie, gefördert wurde das Projekt unter anderem im Rahmen der Allianz T2EVOLVE und dem Interdisziplinären Zentrum für Klinische Forschung (IZKF).

 

Maik Luu, Felix F Krause, Heide Monning, Anne Wempe, Hanna Leister, Lisa Mainieri, Sarah Staudt, Kai Ziegler-Martin, Kira Mangold, Nora Kappelhoff, Yoav D Shaul, Stephan Göttig, Carlos Plaza-Sirvent, Leon N Schulte, Isabelle Bekeredjian-Ding, Ingo Schmitze, Ulrich Steinhoff, Alexander Visekruna. Dissecting the metabolic signaling pathways by which microbial molecules drive the differentiation of regulatory B cells. Mucosal Immunology. September 17, 2024. doi:10.1016/j.mucimm.2024.09.003

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Tumorgewebe auf dem Chip: Neue Möglichkeiten für Zelltherapien und personalisierte Medizin

Forschende des Lehrstuhls für Zelluläre Immuntherapie, des Fraunhofer Instituts für Zelltherapie und Immunologie mit seiner Außenstelle Würzburg und des Universitätsklinikums Tübingen haben eine innovative Methode entwickelt, um die Reaktion von Tumorzellen auf Therapien außerhalb des Körpers zu testen: die Tumor-on-Chip-Technologie.

Auf einem Chip haben die Forschenden aus Tübingen und Würzburg mit patienteneigenem Tumorgewebe die komplexe 3D-Mikroumgebung des Tumors nachgebildet, um so die Wirksamkeit und Sicherheit neuartiger Therapieansätzen zu bewerten. © Tengku Ibrahim Maulana / Eberhard Karls Universität Tübingen

Dabei wird patienteneigenes Tumorgewebe außerhalb des Körpers auf einem speziellen Chip gezüchtet, der die komplexe Umgebung eines Tumors nachbildet. Diese Technologie erlaubt es, die Wirkung von Krebstherapien, wie etwa der CAR-T-Zelltherapie, unter realitätsnahen Bedingungen zu beobachten, bevor die Therapie tatsächlich bei der Patientin oder beim Patient angewendet wird. 

Mithilfe der Tumor-on-Chip-Technologie kann nun genau verfolgt werden, wie die modifizierten T-Zellen mit den Tumorzellen interagieren und welche Nebenwirkungen auftreten könnten, wie etwa das potentiell gefährliche Zytokinfreisetzungssyndrom (engl. Cytokine-Release-Syndrome; eine überschießende Immunreaktion). Die Ergebnisse, die im renommierten Journal Cell Stem Cell veröffentlicht wurden, bieten vielversprechende Ansätze für die personalisierte Medizin.

 

Tengku Ibrahim Maulana, Claudia Teufel, Madalena Cipriano, Julia Roosz, Lisa Lazarevski, Francijna E. van den Hil, Lukas Scheller, Valeria Orlova, André Koch, Michael Hudecek, Miriam Alb, Peter Loskill. Breast cancer-on-chip for patient-specific efficacy and safety testing of CAR-T cells. Cell Stem Cell. 2024, ISSN 1934-5909. doi:10.1016/j.stem.2024.04.018.

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