Verbesserung von iPSC-abgeleiteten, "off-the-shelf" CAR-T-Zellen für Anwendungen bei Tumorerkrankungen

• Antragsteller: Dr. Roland Windisch
• Fachliche Zuordnung: Hämatologie, Onkologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 548112675

Im Antrag wird die Limitierung, dass aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) hergestellte CAR-T-Zellen überwiegend aus zytotoxischen CD8+ T-Zellen bestehen, adressiert. Neue Erkenntnisse zeigen, dass CD4+ T-Zellen ebenfalls für die Anti-Tumor-Immunität entscheidend sind, was nahelegt, dass ein optimales CD4/CD8-Verhältnis bei „off-the-shelf“ CAR-T-Zellen vorteilhaft ist. In diesem Antrag werden verschiedene Strategien zur Verbesserung der Differenzierung von CD4+ T-Zellen aus iPSCs untersucht. Der Antrag ist in sechs Arbeitsschritte (WPs) unterteilt. In WP1 sollen Kandidatengene, die die Differenzierung von CD4+ T-Zellen begünstigen, durch genetisches Screening identifiziert werden. Hierbei wird zunächst eine Liste von Genen, die die lymphoide Differenzierung positiv beeinflusst, erstellt. Die Regulation der ausgewählten Gene erfolgt mittels shRNA- und CRISPR-Technologien während der T-Zell Differenzierung von iPSCs. In WP2 soll der Einfluss verschiedener niedermolekularer Verbindungen auf die Differenzierung von CD4+ T-Zellen untersucht werden. Hierfür wird eine epigenetische Screening-Bibliothek zu verschiedenen Differenzierungszeitpunkten eingesetzt. Zusätzlich sollen Verbindungen analysiert werden, die über epigenetische Regulatoren hinausgehen und verschiedene Aspekte der Zellbiologie beeinflussen. Das Ziel in WP3 ist es, die Herstellung von CD4+ T-Zellen aus iPSCs ohne direkte Genmanipulation oder Verwendung kleiner Moleküle, sondern durch Anwesenheit von MHC-Klasse-II-exprimierender Zellen zu steigern. Es soll der Einfluss einer Änderung des Zytokinspektrums, welches die Entstehung von dendritischen Zellen begünstigt, als auch die Zugabe antigenpräsentierender Zellen während der T-Zell Differenzierung untersucht werden. In WP4 werden die Ergebnisse von WP1 und WP2 ausgewertet, um die vielversprechendsten Gene auszuwählen, die CD4+ T-Zellen fördern. Die durch die Modulation dieser Gene hergestellten Zellen werden mittels Differenzierungstests und Phänotypisierung durch RNA-seq und Einzelzell-RNA-seq eingehend analysiert. In WP5 sollen anschließend die iPSC-abgeleiteten T-Zellen, die durch Zielgenmodulation oder Ko-Kultur mit MHC-Klasse-II-exprimierenden Zellen erzeugt wurden, für die Herstellung von CAR-T-Zellen verwendet werden. Nach der Transduktion mit einem CD19-CAR-Vektor werden die Zytotoxizität und Zytokinsekretion in vitro analysiert und mit CAR-T-Zellen, die aus T-Zellen gesunder Spender hergestellt wurden, verglichen. Abschließend wird in WP6 die Antitumoraktivität der hergestellten CAR-T-Zellen in einem Tumor-Xenograft-Modell mit NSG-Mäusen, denen CD19+ OCI-Ly1-Tumorzellen injiziert wurden, untersucht. Die Funktionalität der CAR-T-Zellen wird anhand der Tumorlast und der Persistenz im Laufe der Zeit beurteilt. Insgesamt soll im Zuge des Antrags die CD4+ T Zell Differenzierung aus iPSCs optimiert werden, um ein ausgewogenes CD4/CD8-T-Zell-Verhältnis für die Herstellung von CAR-T-Zellen zu gewährleisten.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor George Q. Daley, Ph.D.