CAR-NK-Zellen von MIT und Harvard könnten Krebs wirksamer bekämpfen

Veränderungen an einer Art von Immunzellen, die darauf programmiert sind, Krebstumoren zu erkennen und abzutöten, könnten sie zu noch wirksameren Krebsbekämpfern machen.

Forschende des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der Harvard Medical School haben eine neue Methode entwickelt, um natürliche Killerzellen mit chimärem Antigenrezeptor (CAR-NK-Zellen) so zu verändern, dass das Immunsystem sie nicht als Feinde statt als Verbündete abwehrt.

Die Behandlung wurde bislang zwar nicht am Menschen erprobt, doch erste Versuche mit Mäusen und menschlichem Gewebe im Labor deuten darauf hin, dass diese neuen CAR-NK-Zellen gut verträglich sind und Krebs wirksam bekämpfen. Das ist ein vielversprechender erster Schritt für diese Weiterentwicklung.

CAR-NK-Zellen gegen Krebs gezielter einsetzen

Natürliche Killerzellen entstehen im Körper als erste Abwehrlinie gegen Krebs und gegen Gewebe, das mit Viren infiziert ist. Sie müssen nicht erst aktiviert werden, sondern reagieren auf verdächtige Zellen, die offenbar nicht in den Körper gehören. Werden NK-Zellen aus dem Blut einer Patientin oder eines Patienten mit chimären Antigenrezeptoren ausgestattet, können die kleinen Killer bestimmte Proteine, die Krebszellen kennzeichnen, gezielter angreifen.

Es dauert jedoch mehrere Wochen, genügend CAR-NK-Zellen herzustellen und sie einer Patientin oder einem Patienten zurückzugeben. Deshalb ziehen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Blut gesunder Spenderinnen und Spender als Alternative in Betracht. Dadurch könnte jederzeit eine Armee von CAR-NK-Zellen bereitstehen, allerdings steigt zugleich das Risiko, dass das Immunsystem die Zellen abstößt.

Nachdem sie bestimmte Immunzellen identifiziert hatten, die die Behandlung möglicherweise angreifen würden, nahmen die Forschenden präzise molekulare Änderungen vor. Diese verändern die Oberflächenproteine der CAR-NK-Zellen und verbergen die transplantierten Zellen damit effektiv.

Molekulare Anpassungen sollen Abstoßung verhindern

Die Veränderungen lassen sich zusammen mit sorgfältig entwickelten Verstärkungen der krebsbekämpfenden Eigenschaften auf einem einzigen DNA-Abschnitt, einem sogenannten Konstrukt, unterbringen. Das vereinfacht die Herstellung.

„Dadurch können wir CAR-NK-Zellen in einem einzigen Schritt so verändern, dass sie der Abstoßung durch T-Zellen und andere Immunzellen des Empfängers entgehen“, sagt der Biologe Jianzhu Chen vom MIT.

„Außerdem töten sie Krebszellen besser ab und sind sicherer.“

In den Mäuseversuchen zeigten sich deutliche Unterschiede zwischen den angepassten CAR-NK-Zellen und den Standardversionen. Die verbesserten Zellen blieben mindestens drei Wochen lang bestehen. Standard-CAR-NK-Zellen und NK-Zellen wurden dagegen vom Immunsystem der Mäuse abgestoßen, sodass der Krebs weiter wachsen konnte.

Ein weiterer Vorteil der aufgewerteten CAR-NK-Zellen war die geringere Wahrscheinlichkeit eines Zytokinfreisetzungssyndroms. Bei dieser potenziell tödlichen Nebenwirkung löst das Immunsystem schwere Entzündungen aus.

Das Studienteam geht davon aus, dass sein Ansatz auch CAR-T-Zell-Therapien verbessern könnte, bei denen anstelle natürlicher Killerzellen T-Immunzellen eingesetzt werden. Diese Therapien wirken bei manchen Patientinnen und Patienten gut, bei anderen jedoch nicht.

Klinische Studien als nächster Schritt

Als wichtiger nächster Schritt stehen klinische Studien an, in denen die Forschenden prüfen können, ob sich diese positiven Effekte auch beim Menschen zeigen. Sollten die Studien erfolgreich verlaufen, bieten diese allogenen Therapien – also Behandlungen mit Immunzellen gesunder Spenderinnen und Spender – erhebliches Potenzial.

„Wir glauben, dass unser Ansatz auch auf andere allogene zellbasierte Produkte angewendet werden könnte und die Entwicklung allogener ‚Therapien von der Stange‘ unterstützen kann“, schreiben die Forschenden in ihrer veröffentlichten Arbeit.

Die Forschungsergebnisse wurden in Nature Communications veröffentlicht.