Zelluläre Multispektrale Optoakustische Tomographie (MSOT) zum Therapiemonitoring von adoptiv transferierten T-Lymphozyten

• Antragsteller: Professor Dr. Reinhard Meier; Professor Dr. Christian Plank
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277842002

Zellbasierte Immuntherapien stellen eine neue wirkungsvolle Methode zur Behandlung verschiedener Krebserkrankungen dar. Die passive Immunisierung mit Antikörpern hat sich für die Behandlung diverser Tumoren als sehr effizient erwiesen. Immuntherapien mit Zellen des adaptiven Immunsystems sind u.a. an dem heilenden Effekt nach der Transplantation von allogenen Stammzellen oder der Leukozytentransfusion beteiligt. In vielen Fällen ist die Identifikation der Patienten, die auf die Therapie ansprechen, nur durch die Diagnose einer Verminderung der Tumorgröße einige Wochen bis Monate nach der Verabreichung der Zellen möglich. Die nicht-invasive Darstellung solcher Therapien, die Biodistribution der applizierten Zellen sowie deren Anreicherung im Tumor sind von großem Nutzen für die Evaluierung von Immuntherapien und deren Weiterentwicklung. Die therapeutischen Zellen können intrinsisch mit Hilfe von Nanopartikeln oder extrinsisch mit Membran-interkalierenden Fluoreszenzfarbstoffen markiert und mit optischer Bildgebung visualisiert werden. Diese nutzt Licht verschiedener Wellenlängen zur Bilderzeugung und macht sich eine Reihe physikalischer Eigenschaften des Lichtes zu nutze (Absorption, Fluoreszenz, Phasenkontrast etc.). Ein großer Vorteil dieser Methoden ist das Ausbleiben ionisierender Strahlung, geringe Kosten und eine einfache Handhabung. Die multispektrale optoakustische Tomographie (MSOT) als relativ neue optische Bildgebungsmethode nutzt den photoakustischen Effekt (Umwandlung von Licht in eine Schallwelle), um anatomische, funktionale und molekulare Gewebeinformationen darzustellen. Dabei können Fluoreszenzfarbstoffe mit Spektrum im Nahinfrarotbereich oder Goldnanopartikel als Kontrastmittel im MSOT verwendet werden. Weitere Vorteile sind eine gute anatomische Auflösung und die Darstellung in Echtzeit, wodurch präklinische Modelle für zellbasierte Immuntherapien schnell und effizient getestet werden können.Ziel dieses Projektes ist die Etablierung von MSOT als bilgebende Modalität für das Therapiemonitoring von zellbasierten Immuntherapien in vivo. Dazu sollen zytotoxische T-Lymphozyten mit Gold Nanopartikeln oder Nahinfrarotfarbstoff markiert und in einem Tumormodell mit Hilfe von MSOT visualisiert werden. Weiterhin sollen T-Zell-spezifische Antikörper an Gold Nanopartikel konjugiert werden und diese als Kontrastmittel für T-Zellen nach einem T-Zelltransfer in vivo getestet werden. Das Überleben der transferierten Zellen und die spezifische Akkumulation dieser Zellen im Tumorgewebe soll histologisch verifiziert oder widerlegt werden, außerdem soll der Einfluss der jeweils verwendeten Kontrastmittel auf die T-Lymphozyten untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr. Melanie Kimm; Professorin Dr. Kathrin Lang; Professor Dr. Vasilis Ntziachristos