Bekämpfung persistierender leukämischer Zellen durch kombinierte Behandlungen mit NKG2D-Liganden induzierenden Wirkstoffen und gentechnisch verbesserten NK/T-Zellen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Claudia Lengerke; Dr. Christian Seitz
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Immunologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 539826039

Resistenz gegenüber der Induktionstherapie und Krankheitsrückfälle durch persistierende leukämische Stammzellen (LSZ) sind die Hauptursachen für schlechte Behandlungsergebnisse bei Patienten mit akuter myeloischer Leukämie (AML). Wir haben bereits gezeigt, dass LSZ nicht nur eine erhöhte Resistenz gegen Chemotherapien aufweisen, sondern auch selektiv der Immunüberwachung durch natürliche Killerzellen (NK) ausweichen, indem sie z.B. die Oberflächenexpression von Liganden für aktivierende NKG2D-Rezeptoren auf NK- und T-Zellen unterdrücken. Wir konnten zudem zeigen, dass eine PARP1-Inhibition die NKG2DL-Expression auf CD34+ LSZ teilweise wiederherstellt, wodurch sie in einem präklinischen patientenbasierten Xenotransplantationsmodell (PDX) für die Beseitigung durch NK-Zellen sensibilisiert wurden (Paczulla et al., 2019). Allerdings erfolgte die NKG2DL-Induktion nach PARP1-Inhibition bei einigen mutmaßlichen CD34+ LSZ unvollständig, und LSZ von AML-Patienten, die kein CD34 exprimieren, sprachen überhaupt nicht auf die Behandlung an. Die NKG2D-NKG2DL-Achse ist für die Krebsimmuntherapie von besonderem Interesse, da NKG2DL selektiv auf bösartigen, nicht aber auf gesunden Zellen exprimiert werden. Dies ist besonders wertvoll bei AML, wo Antigene für eine gezielte Immuntherapie schwer zu identifizieren sind. Im vorliegenden Antrag wird die Rolle der NKG2DL beim gezielten Angriff der LSZ weiter untersucht. In Ziel 1 erforschen wir neue Methoden, mit denen NKG2DL auf LSZ induziert werden können, die schlecht oder gar nicht auf eine alleinige PARP1-Inhibition ansprechen. Wir verwenden hierzu einen CRISPR/Cas9 Screen, um neue Signalwege zu identifizieren, die die NKG2DL-Oberflächenexpression auf leukämischen Zellen regulieren können. Anschließend suchen wir nach zugehörigen Medikamenten und testen diese allein oder in Kombination mit PARP1-Inhibitoren auf ihre Fähigkeit, NKG2DL auf CD34-negativen AML-LSZ zu induzieren bzw. die Wirksamkeit der PARP1-Inhibitor-Behandlung bei CD34-positiver AML weiter zu erhöhen. In Ziel 2 generieren wir NKG2D-basierte chimäre Immunrezeptoren (CIR) oder AdapterCAR NK/T-Zellen und testen ihre Fähigkeit, AML Zellen zu lysieren. Wir gehen davon aus, dass diese manipulierten Immunzellen in der Lage sein werden, persistierende LSZ mit mäßiger NKG2DL-Induktion zu bekämpfen. In Ziel 3 testen wir, ob eine Kombination aus NKG2DL-Induktoren und NKG2DL-gerichteten genetisch veränderten NK/T-Zellen persistierende LSZ in immunsuppressiven Nischen effizient abtöten kann. Wir verwenden in vitro Ko-Kultur-Assays der Immun- und AML Zellen, um die vielversprechendste Ko-Behandlung zu identifizieren, und testen diese dann in etablierten PDX-Modellen. Die Ergebnisse dieses Projekts werden unser Verständnis der NKG2D-NKG2DL-Achse bei AML verbessern, zur Entwicklung neuer zellulärer Therapien beitragen und eine Behandlungsgrundlage für einen verbesserten Angriff von persistierenden LSZ bei CD34-exprimierender und nicht-exprimierender AML liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen