Natürliche Killerzellen „von der Stange“ für die Krebstherapie
Natürliche Killerzellen (NK) sind Teil des angeborenen Immunsystems und in der Lage, Krebszellen und virusinfizierte Zellen abzutöten. Auf der Basis von NK-Zellen wurden bereits mehrere Krebsimmuntherapien entwickelt, da sie in der Lage sind, eine veränderte Expression von Molekülen auf der Zelloberfläche zu erkennen. Natürliche Killerzellen erkennen und zerstören Zellen, denen es an der Expression von Molekülen des Haupthistokompatibilitätskomplexes fehlt, die auf normalen Zellen vorhanden sind, aber bei Krebszellen als Teil ihrer Strategie zur Umgehung des Immunsystems herunterreguliert sind oder fehlen. Darüber hinaus sind sie in der Lage, Moleküle an der Zelloberfläche zu erkennen, die auf Krebszellen hochreguliert sind, wie beispielsweise stressinduzierte Liganden. Weiterhin können sie Zytokine freisetzen, um die Immunantwort gegen Krebs zu verstärken, und an mit Antikörpern ummantelte Krebszellen binden und diese durch die Freisetzung von zytotoxischen Granula abtöten.
Ein optimales Produkt für die NK-Zelltherapie
Das Projekt MATURE-NK wollte die vielversprechenden Eigenschaften von NK-Zellen untersuchen und die Verfahren weiterentwickeln, mit denen die Anti-Tumor-Reaktivität verstärkt und Zellen für klinische Anwendungen hergestellt werden können. Die Forschung wurde im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen durchgeführt und beinhaltete die Untersuchung grundlegender und translationaler Aspekte der NK-Zell-Biologie. Die Projektkoordinatorin Ulrike Köhl und der wissenschaftliche Leiter Erhard Hofer erklären: „Natürliche Killerzellen können ex vivo aus Spenderblut vermehrt oder aus hämatopoetischen Stammzellen oder induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) generiert, gentechnisch verändert und zur Krebsabwehr in den menschlichen Körper infundiert werden.“ Da es sich hierbei um einen individuell angepassten, aber aufwändigen Prozess handelt, wäre eine Strategie von der Stange, bei der tiefgefrorene Zellen für die sofortige klinische Anwendung gelagert werden, von großem Vorteil. Um die Immuntherapie mit natürlichen Killerzellen zu erleichtern, beschäftigte sich das Gemeinschaftsunternehmen mit der Verbesserung der phänotypischen und genotypischen Auswahl von Spenderzellen und der Identifizierung verbesserter tumorreaktiver NK-Zell-Untergruppen.
Zytotoxizität von NK-Zellen verbessern
„Wir haben darauf hingearbeitet, die Reaktivität der NK-Zellen zu verstärken und die Antwort in der Krebstherapie zu verbessern“, betont Hofer. Dazu verband das Gemeinschaftsunternehmen NK-Zellen mit modifizierenden Reagenzien, die die NK-Zellen an spezifische Krebszellen binden können, ohne gesunde Zellen zu schädigen. Gleichzeitig aktivieren sie die NK-Zellen und helfen diesen, ihr Ziel zu finden. Darüber hinaus untersuchten die Forschenden die gentechnische Veränderung von NK-Zellen mit chimären Antigenrezeptoren (CAR) auf ihrer Oberfläche, ähnlich wie dies bei CAR-T-Zellen der Fall ist. Gemeinsam wurden die verschiedenen Arten von Zelltherapien in Mausmodellen, einschließlich neu entwickelter Modelle mit menschlichem Immunsystem, ausgewertet und lieferten vielversprechende Ergebnisse. Obwohl das vorrangige Ziel von MATURE-NK die Entwicklung neuartiger Zelltherapien für Leukämie war, untersuchte das Forschungsteam auch Modifikationen zur Überwindung der immunsuppressiven Mikroumgebung von soliden Tumoren, um die Grundlage für alternative Therapien für Krebsarten zu schaffen, die auf herkömmliche Behandlungen nicht ansprechen.
Die Zukunft der NK-Zelltherapie
Eine wichtige Errungenschaft in Bezug auf die Sicherstellung der weiteren Finanzierung der Entwicklung von Krebstherapien auf der Grundlage von NK-Zellen war die Einrichtung des Zukunftsclusters SaxoCell in Leipzig, der auf den Arbeiten und Ergebnissen des MATURE-NK-Projekts basiert. Voraussichtlich wird eine weitere EU-Finanzierung NK-Zell-basierte Therapien vorantreiben und klinische Tests ermöglichen. Für die Zukunft sieht Hofer voraus: „NK-Zellen, die von einzelnen Personen gespendet und aus Stammzellen des Nabelschnurblutes amplifiziert werden, einschließlich Kombinationstherapien mit einigen der verstärkenden Reagenzien, werden innerhalb von fünf Jahren Teil der routinemäßigen klinischen Behandlungen bei Leukämie sein, und ‚handelsübliche‘ NK-Zellen aus iPS sowie solide Krebstherapien innerhalb von 10 bis 15 Jahren.“
Schlüsselbegriffe
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