paper place Lehrstuhl für zelluläre Immuntherapie

Review: Nutzung von In-vitro-Modellen zum Verständnis des durch Immuntherapien ausgelösten Zytokinfreisetzungssyndroms

Moderne Testverfahren (in vitro) gewinnen zunehmend an Bedeutung, um das Zytokinfreisetzungssyndrom (CRS) vorhersagen zu können. Das 2019 gegründete EU-Konsortium imSAVAR vereint Wissenschaft, Industrie und regulatorische Aufsichtsbehörden, um bessere Methoden zur Bewertung der Sicherheit von immunwirksamen Therapien zu entwickeln.

Übersicht über den immunbezogenen Adverse-Outcome-Pathway des Zytokinfreisetzungssyndroms (CRS), entwickelt vom imSAVAR-Konsortium. Übergeordnete Darstellung der Schlüsselereignisse in der Pathogenese des CRS; TCE, T-Zell-Engager; CAR-T, chimäre Antigenrezeptor-T-Zelle; ICI, Immun-Checkpoint-Inhibitor; TNFα, Tumornekrosefaktor α; IFNγ, Interferon γ; IL, Interleukin; GM-CSF, Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierender Faktor. Erstellt mit BioRender.com.

Ein zentraler Ansatz ist das „Adverse Outcome Pathway“-Konzept, das beschreibt, wie biologische Reaktionen zu Nebenwirkungen führen. Besonders im Fokus stehen Tests zur Zytokinfreisetzung, die in den letzten Jahren durch neue methodische Ansätze deutlich verbessert wurden.

Auch die regulatorischen Rahmenbedingungen entwickeln sich weiter: Behörden unterstützen zunehmend sogenannte New Approach Methodologies (NAMs) als Alternative zu Tierversuchen. Diese modernen Modelle liefern oft Ergebnisse, die besser mit menschlichen Reaktionen übereinstimmen, und ermöglichen ein tieferes Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen. Künftig wird erwartet, dass der Einsatz von Tiermodellen weiter reduziert wird und NAMs stärker in den Mittelpunkt rücken.

Neue Entwicklungen – etwa der Einsatz patientenspezifischer Zellen – könnten zudem personalisierte Therapieansätze fördern. Insgesamt erhöhen diese Fortschritte die Sicherheit und Vorhersagekraft bereits in frühen Entwicklungsphasen und stärken das Vertrauen beim Übergang in erste klinische Studien am Menschen.

Publikation: Perkins E, Cooper C, Lund E, Alb M, Morgan H, Fogal B, Hewitt P, Mazein A, Ostaszewski M, Sewald K. Perspective of using in vitro models to understand immunotherapy-induced cytokine release syndrome. Front Immunol. 2026 Jan 9;16:1732193. doi: 10.3389/fimmu.2025.1732193. PMID: 41583485; PMCID: PMC12827592.

Übersicht über den immunbezogenen Adverse-Outcome-Pathway des Zytokinfreisetzungssyndroms (CRS), entwickelt vom imSAVAR-Konsortium. Übergeordnete Darstellung der Schlüsselereignisse in der Pathogenese des CRS; TCE, T-Zell-Engager; CAR-T, chimäre Antigenrezeptor-T-Zelle; ICI, Immun-Checkpoint-Inhibitor; TNFα, Tumornekrosefaktor α; IFNγ, Interferon γ; IL, Interleukin; GM-CSF, Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierender Faktor. Erstellt mit BioRender.com.
Analyse von Immunveränderungen bei Parkinsonismus nach Therapie mit Ciltacabtagene Autoleucel

Während die CAR-T-Zell-Therapie die Behandlungsergebnisse beim multiplen Myelom revolutioniert hat, sind seltene, verzögert auftretende Neurotoxizitäten wie Parkinsonismus bislang nur unzureichend verstanden.

Figure aus der Publikation
Krankheitsverlauf eines Patienten mit Parkinson-Symptomen nach BCMA-gerichteter CAR-T-Zelltherapie. Der Verlauf ist in fünf Krankheitsphasen unterteilt. In der Mitte sind die Zeitpunkte der Probenentnahme (Liquor und Blut) für Einzelzell- und TCR-Sequenzierung dargestellt, unten die Zeitpunkte für die Durchflusszytometrie. Die DAT-Scans sind entlang der Zeitachse den jeweiligen Krankheitsphasen zugeordnet.

In einer Studie berichten UKW Forschende über einen tödlichen Fall von Parkinsonismus nach einer Behandlung mit Ciltacabtagene Autoleucel. Zur genaueren Aufklärung der zugrunde liegenden Mechanismen wurde der Krankheitsverlauf über einen Zeitraum von sechs Monaten umfassend analysiert. Hierfür wurden wiederholt Blut- und Nervenwasserproben untersucht und mit modernen molekularbiologischen Methoden ausgewertet. 

Die Ergebnisse zeigen, dass die Immunreaktion im Gehirn in zwei Phasen verlief: Störungen des Gefäßsystems und der Blut-Hirn-Schranke scheinen in einer frühen Phase die Einwanderung bestimmter Immunzellen (vor allem CD4⁺ CAR-T-Zellen) in das Nervenwasser zu ermöglichen, noch bevor erste Symptome auftraten.

In einer späteren Phase entwickelte sich zunächst eine lokale Entzündungsreaktion im Nervensystem. Anschließend kam es zu einem zweiten Einwandern von insbesondere CAR-T Zellen aber auch klonal expandierenden CD8⁺ CAR negativen T-Zellen. Dieser Prozess ging mit neuronaler Schädigung und einer deutlichen klinischen Verschlechterung einher. 

Publikation: Kadel SK, Scheller L, Leipold AM, Krammer T, Raskó T, Alb M, Weis P, Leberzammer M, Schmitt F, Stetter C, Tamamushi Y, Köck A, Köberle P, Reich M, Musacchio T, Doppler K, Sommer C, Cebulla N, McFleder R, Ip CW, Volkmann J, Kallius M, Serfling SE, Hartrampf PE, Buck AK, Pande A, Löffler D, Gernert M, Duell J, Topp MS, Mersi J, Waldschmidt J, Einsele H, Hudecek M, Saliba AE, Rasche L, Kortüm KM. “Multiomic and Longitudinal Dissection of Immune Dynamics Associated with Parkinsonism after Ciltacabtagene Autoleucel Therapy.” Blood cancer discovery, 10.1158/2643-3230.BCD-25-0278. 26 Mar. 2026, doi:10.1158/2643-3230.BCD-25-0278

 

Figure aus der Publikation
Krankheitsverlauf eines Patienten mit Parkinson-Symptomen nach BCMA-gerichteter CAR-T-Zelltherapie. Der Verlauf ist in fünf Krankheitsphasen unterteilt. In der Mitte sind die Zeitpunkte der Probenentnahme (Liquor und Blut) für Einzelzell- und TCR-Sequenzierung dargestellt, unten die Zeitpunkte für die Durchflusszytometrie. Die DAT-Scans sind entlang der Zeitachse den jeweiligen Krankheitsphasen zugeordnet.