Ein Team von Bioingenieuren des Georgia Institute of Technology erweitert die Präzision und Leistungsfähigkeit der Therapie, die die Onkologie bereits revolutioniert.
Die CAR-T-Zelltherapie wird von Patienten, klinischen Forschern, Investoren und den Medien als außergewöhnliches Heilmittel für bestimmte Krebsarten gefeiert.
Woraus die CAR-T-Therapie besteht
Bei der Therapie werden die T-Zellen eines Patienten, eine Art weißer Blutkörperchen, im Labor verändert. Dann wird ein chimärer Antigenrezeptor (CAR) hinzugefügt, und schließlich werden die "personalisierten" CAR-T-Immunzellen in den Körper des Patienten zurückgebracht, wo sie Krebszellen suchen und zerstören. So funktioniert es, wenn es funktioniert.
Es ist ein neues, sich entwickelndes und boomendes Gebiet der Immuntherapie. Mittlerweile gibt es weltweit über 500 klinische Studien, in denen CAR-T-Zellen zur Behandlung von Krebs untersucht werden.
CAR-T: für viele, aber nicht für alle
Die CAR-T-Therapie hat sich bei Patienten mit im Blut zirkulierenden flüssigen Krebserkrankungen wie Leukämie als sehr wirksam erwiesen
Gabe Kwong, Department of Biomedical Engineering an der Georgia Tech and Emory.
Leider funktionieren CAR-Ts bei soliden Tumoren (Sarkomen, Karzinomen) aus mehreren Gründen nicht gut. Ein großes Problem ist, dass CAR-T-Zellen durch die Tumormikroumgebung immunsupprimiert werden.
Kwong und Kollegen nehmen einige zelluläre Veränderungen vor, um die Art und Weise zu verbessern, wie CAR-T-Zellen Krebs bekämpfen. Sie fügten den Zellen einen "genetischen Ein-Aus-Schalter" hinzu und entwickelten ein Fernsteuerungssystem, das die modifizierten T-Zellen auf "Präzisionsmissionen" in die Mikroumgebung des Tumors schickt, wo sie den Tumor töten und ein Wiederauftreten verhindern.
Das Team illustrierte die neue Methode in einer Studie kürzlich in der Zeitschrift Nature Biomedical Engineering veröffentlicht.
Die neuste Studie
Kwong und Kollegen erforschen die Möglichkeit, Zelltherapien fernzusteuern. Eine Möglichkeit, mit Präzision auf die zu "zielen". Tumorenwo immer sie im Körper sind. Mögen? Aktivierung von CAR-T-Zellen mit Wärme wenn sie sich bereits in den Tumoren befinden, die Probleme der Immunsuppression überwinden.
In einem Maustest strahlten die Forscher Laserpulse von außerhalb des Tierkörpers dorthin, wo sich der Tumor befindet. In den Tumorbereich injizierte Gold-Nanoröhren wandelten die Lichtwellen in lokalisierte Wärme um und erhöhten die Temperatur auf 40-42 Grad Celsius (104-107,6 F). Das reicht aus, um den CAR-T-Zellschalter zu aktivieren, aber nicht so heiß, dass es GESUNDES Gewebe oder die CAR-T-Zellen selbst schädigen würde.
Sobald sie „eingeschaltet“ sind, beginnen CAR-T-Zellen ihre Arbeit zu tun, indem sie die Expression von krebsbekämpfenden Proteinen erhöhen.
Ein unglaubliches genetisches Upgrade
Die wirkliche Neuheit dieser Studie, sagt Kwong, ist die Gentechnik, die auf CAR-T-Zellen angewendet wird. Harte Arbeit, die die letzten drei Jahre gedauert hat.
CAR-T-Zellen haben jetzt einen „Schalter“, der auf Hitze und andere Upgrades reagiert: Sie wurden buchstäblich „umverdrahtet“, um Moleküle zu produzieren, die das Immunsystem stimulieren. Und sie nur dort zu produzieren, wo sie gebraucht werden.
Diese krebsbekämpfenden Proteine sind wirklich wirksam, aber sie sind zu toxisch, um systemisch verabreicht zu werden. Mit unserem Ansatz erhalten wir alle Vorteile ohne die Nachteile.
Gabe Kwong
Die Ergebnisse? Außerordentlich
Die neueste Studie zeigt, dass die CAR-T-Therapie Krebs bei Mäusen geheilt hat. Der Ansatz des Teams tötete nicht nur die Tumore, sondern verhinderte auch Rückfälle, was für das langfristige Überleben entscheidend ist.
Weitere Studien werden sich weiter mit der Personalisierung von CAR-T-Zellen und der Art und Weise befassen, wie Wärme auf den Tumorbereich abgestrahlt wird.
"Beim Menschen werden wir fokussierten Ultraschall verwenden, der absolut nicht-invasiv ist und in der Lage ist, auf jede Stelle im Körper abzuzielen", sagt Kwong. „Eine der Einschränkungen des Lasers ist, dass er nicht sehr tief in den Körper eindringt. Bei tiefer Malignität ist das ein Problem. Wir wollen die Probleme beseitigen.“
