Bei modernen Immuntherapien wie der CAR-T-Zell-Therapie werden manipulierte Immunzellen in den Körper gebracht, um beispielsweise Tumore zu attackieren. Eine Gruppe von Forschenden der Technischen Universität München (TUM) hat einen Ansatz entwickelt, mit dem sich diese Zellen im Körper verfolgen lassen. Das Verfahren soll helfen, die Vorgänge bei Zelltherapien besser zu verstehen und könnte dadurch zukünftige Behandlungen sicherer machen.
Ein interdisziplinäres Team an der TUM und dem TUM-Klinikum hat ein Verfahren zur Sichtbarmachung von modifizierten Immunzellen im Körper im Rahmen von Zelltherapien entwickelt. In die bereits modifizierten Immunzellen wird ein zweiter künstlicher Rezeptor eingebaut und anschließend Zellen mithilfe von PET-Bildgebung und einem speziell entwickelten ungefährlichen radioaktiven Kontrastmittel sichtbar gemacht. Spritzt man diesen sogenannten Radioliganden in den Körper, bindet er ausschließlich an die manipulierten Zellen und ihre Nachkommen und macht sie so sichtbar.
Ein Team um Wolfgang Weber, Professor für Nuklearmedizin am TUM-Klinikum, hat hierzu ein künstliches Gen in Zellen eingebaut, das dazu führt, dass diese an ihrer Oberfläche den Anticalin-Rezeptor „DTPA-R“ bilden. An der Spitze des Projektes standen Volker Morath und Katja Fritschle aus der Nuklearmedizin, die zusammen mit dem Team auch den passenden Radioliganden für DTPA-R, 18F-DTPA entwickelten. Gemeinsam mit Immuntherapie-Experte Dirk Busch, Professor für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene der TUM, wurde das Verfahren mit CAR-T-Zellen erprobt.
Die Grundlage des nun entwickelten Verfahrens sind künstliche Proteine mit zielgerichteten Bindeeigenschaften, sogenannte Anticaline. Diese werden seit den 1990er Jahren von Arne Skerra, Professor für Biologische Chemie an der TUM, und ein Pionier auf dem Gebiet des Protein-Designs, entwickelt. Aus diesen Arbeiten resultierte ein Anticalin, das den Liganden DTPA bindet und nun als Teil eines Zelloberflächenrezeptors nutzbar gemacht wurde.
Auf diese Weise konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Versuchen mit Mäusen beispielsweise sichtbar machen, dass die Zellen tatsächlich in das betroffene erkrankte Gewebe wanderten und sich dort teilen. Sie konnten auch zeigen, dass der Radioligand schnell über die Nieren ausgeschieden wird, ausschließlich an Zellen mit dem künstlichen Rezeptor bindet und nicht mit anderen Vorgängen im Körper interferiert. Die Studie zeigte ebenfalls, dass auf diese Weise auch Gentherapien überwacht werden können, bei denen Viren als Werkzeug dienen, um Erbinformationen in Zellen zu verändern.
Noch steht die Entwicklung des Verfahrens am Anfang; bevor es in menschlichen Patienten zum Einsatz kommen kann, müssen unter anderem die Sicherheit und Wirksamkeit in klinischen Studien überprüft werden. Die Vorbereitungen hierfür und die Weiterentwicklung des Ansatzes für eine Kommerzialisierung laufen derzeit.