Identifizierung und Überwindung von Therapie-Barrieren für CAR-T-Zellen im microenvironment des kolorektalen Karzinoms

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Buchholz; Privatdozent Dr. Henner Farin
• Fachliche Zuordnung: Gastroenterologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 547793263

Das Mikrosatelliten stabile kolorektale Karzinom zeichnet sich durch eine geringe Mutationslast und ein immunsuppressives tumor microenvironment (TME) aus. Dieser sogenannte "kalte" Tumortyp ist refraktär gegenüber den derzeitig verwendeten Checkpoint- Inhibitoren und die systemische Therapie besteht hauptsächlich aus der klassischen Strahlen-/Chemotherapie. Eine zelluläre Immuntherapie mit chimären Antigenrezeptoren (CAR)-modifizierten T-Zellen könnte die Behandlungsmöglichkeiten bei fortgeschrittenem Darmkrebs verbessern. Von Patient*innen-abgeleitete Tumor Organoide (PDTOs), die die molekularen und phänotypischen Eigenschaften des Darmkrebs rekapitulieren, wurden zuletzt verwendet, um autologe und tumor-reaktive T-Zellen zu untersuchen. Diese Strategie war jedoch bisher nur in einem kleinen Teil der Fälle mit Mikrosatelliten-Instabilität erfolgreich. Zudem stellt das TME stellt ein großes Hemmnis für effektive CAR-T-Strategien bei Darmkrebs und anderen soliden Tumoren dar. Um einen tieferen Einblick in die Reaktivität von CAR-T-Zellen gegen Darmkrebs zu erhalten, schlagen wir hier Experimente an einem neuen Immun-Organoid Ko- Kulturmodell vor. Insbesondere soll untersucht werden, welche molekularen Veränderungen in T-Lymphozyten durch die Ko-Kultur mit PDTOs induziert werden, und wie andere Stromazellen, z.B. Tumor-assoziierte Fibroblasten die zytotoxische Antwort beeinflussen. Autologe CAR-T-Zellen sollen aus Tumor-Explantaten erzeugt werden, indem die innovative Technologie des Antragstellers genutzt wird, CAR-Vektoren selektiv in T-Lymphozyten einzubringen. Dabei werden wir die CAR-T-Aktivität und die Zytotoxizität auf Einzelzellebene verfolgen und molekular charakterisieren, um Prozesse zu identifizieren, welche die Rekrutierung und Aktivität von CAR-T Zellen beeinträchtigen. Um das klinische Spektrum von Therapie-Antworten zu berücksichtigen und Tumor-spezifische Resistenzphänotypen zu identifizieren, soll eine etablierte CRC- Organoid-Biobank und Blut von mehreren allogenen Spender*innen genutzt werden. Auf diese Weise werden wir versuchen, potenzielle molekulare Barrieren zu identifizieren und diese wiederum durch pharmakologische und/oder biologische Strategien zu überwinden, und dadurch die CAR-T-Zellfunktion im TME zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen