Epigenom-Prägung von tumorinfiltrierenden T-Zellen durch das Tumormilieu

• Antragsteller: Dr. Christian Schmidl
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 420273313

Tumorinfiltrierende Lymphozyten (TILs) sind oft dysfunktional im Tumormillieu (TM), was sie daran hindert Krebszellen zu vernichten. Diese Dysfunktion wird durch ein bestimmtes epigenetisches Programm fixiert und verhindert eine Reprogrammierung von T-Zellen durch sogenannte Immun-Checkpoint-Inhibitoren, was erklären könnte warum nur wenige Patienten auf solche Immuntherapeutika reagieren. Nach aktuellen Studien ist eine chronische T-Zell-Rezeptor-Stimulation Auslöser dieser epigenetischen Fixierung, unabhängig von Faktoren des TM. Diese Studien sind jedoch kritisch zu sehen, da sie sich auf Modellsysteme mit sehr starker T-Zell-Rezeptor-Stimulation stützen, was potentiell sämtliche andere Signale für TILs aus dem TM überlagert. Da viele weitere Studien zudem berichten, dass kostimulatorische und koinhibitorische Signale aus dem Tumormillieu die T-Zell Funktion maßgeblich beeinflussen, möchte ich das gegenwärtige Modell hinterfragen und die Hypothese der Epigenom-Prägung von TILs durch das Tumormillieu beweisen.Dafür will ich ein transplantiertes Tumormodell benutzen, mit dem T-Zellen kontrolliert entweder einem leichten, mittleren oder starken TZR Stimulus ausgesetzt werden, und gleichzeitig induzierbar kostimulatorische und kostimulatorische Signale aus dem TM erhalten können. Mithilfe von Einzelzellanalysen des Epigenomes von TILs werden wir signalabhängige Signaturen in heterogenen Immunzellpopulationen identifizieren können, und daraus Aufschluss über die treibenden genregulatorischen und epigenetischen Mechanismen erhalten. Durch eine neue Einzelzell-CRISPR-Methode werden wir hunderte von Kandidaten-Genen, welche die epigenetische Fixierung der T-Zell Dysfunktion vermitteln, systematisch ausschalten um deren genaue Rolle in diesem Prozess zu klären. Dadurch erhalten wir neben grundlegenden Erkenntnissen zur T-Zell Funktion potentielle Ziele für eine pharmakologische Intervention um die T-Zell Funktion im Zuge der Immuntherapie zu verbessern. Um die Erkenntnisse auf das humane System übertragen zu können werden wir eine Methode entwickeln, die von der selben Zelle Epigenom und T Zell Rezeptor Sequenz erfasst, was uns ermöglicht in primären Patientenproben die Epigenom-Veränderungen in TILs in Abhängigkeit von natürlich vorkommenden T-Zell-Rezeptorsequenzen zu analysieren.Zusammenfassend möchte ich das Konzept der Tumormillieu-gesteuerten Epigenom-Prägung von tumorinfiltrierenden T-Zellen etablieren. Die gewonnenen Erkenntnisse werden unser Verständnis der T-Zell Funktion in Tumoren signifikant erweitern, und Signalwege aufzeigen welche T-Zell Fehlfunktion etablieren, aufrechterhalten, und überwinden können. Mit der zu entwickelnden Methode der kombinierten T-Zell-Rezeptorsequenz/Epigenomkartierung werden wir die Erkenntnisse aus den mechanistischen Studien im Mausmodell auf primäre humane Proben ausweiten, um neue epigenetische Ansätze zur Verbesserung von T-Zellen und molekulare Marker für das Ansprechen auf Immuntherapie zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen