Der Screen identifizierte zwei Gene, deren Knockout (Funktionsverlust) die Leistung von CAR-T-Zellen gegen solide Tumore erheblich verbessert: P2RY8 und GNAS. Jedes Gen wirkt über einen eigenen Mechanismus, und die Kombination beider Edits erzeugt einen starken synergistischen Effekt .

P2RY8-Knockout: Den Weg in den Tumor freimachen

Tumore produzieren ein Molekül, das den P2RY8-Rezeptor auf T-Zellen aktiviert und wie eine Bremse wirkt, die das Eindringen der T-Zellen in den Tumor physikalisch verhindert. Wird P2RY8 entfernt, fällt diese Bremse weg, und die T-Zellen strömen in weitaus größerer Zahl in die soliden Tumore . Das P2RY8-Gen kodiert für einen G-Protein-gekoppelten Rezeptor (GPCR), der nach Aktivierung über Gα13 die T-Zell-Wanderung einschränkt. Durch die Unterbrechung dieses Signalwegs konnten die Forscher erreichen, dass sich T-Zellen in Tumoren in einem Umfang ansammeln, der mit Standard-CAR-T-Zellen nicht erreichbar ist .

GNAS-Knockout: Die Aktivität im Tumor aufrechterhalten

Einmal im Tumor angekommen, sehen sich T-Zellen einer feindlichen Mikroumgebung mit vielen hemmenden Signalen gegenüber. GNAS (das für das Gαs-Protein kodiert) fungiert als zentrale Schaltstelle, die mehrere dieser hemmenden Signale aus der Tumormikroumgebung verarbeitet. Wird GNAS entfernt, reagieren die T-Zellen auf diese Signale kaum noch und können weiterhin große Mengen an Interferon-gamma (IFN-γ) produzieren, einem wichtigen Anti-Tumor-Effektormolekül . Dies macht die T-Zellen resistent gegen die immunsuppressiven Bedingungen, die die Immunfunktion in soliden Tumoren normalerweise lahmlegen.

Synergistische Kombination: Eindringen und Aktivität

Die gleichzeitige Entfernung von P2RY8 und GNAS erzeugt einen synergistischen Vorteil: Die T-Zellen dringen nicht nur in größerer Zahl in den Tumor ein, sondern bleiben dort auch hochaktiv. In einem Lungenkrebs-Mausmodell waren selbst bei einer sehr niedrigen CAR-T-Zell-Dosis zwei Drittel der Mäuse am Ende der Studie tumorfrei, während keine der Mäuse, die mit Kontroll-CAR-T-Zellen behandelt wurden, ihre Tumore loswurden .

Breite Wirkung in verschiedenen soliden Tumormodellen

Die Vorteile dieser Editierungen gehen über Lungenkrebs hinaus. CAR-T-Zellen, denen nur GNAS fehlte, verkleinerten Tumore in mehreren soliden Tumormodellen, darunter Melanome, Lungenkrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs, Adenokarzinome des Magen-Ösophagus-Übergangs und Uterussarkome . Die Kombinations-Edits funktionierten auch, wenn sie in T-Zellen von Patientinnen mit Eierstock- oder Hautkrebs getestet wurden, was die Übertragbarkeit auf patienteneigene Zellen bestätigt .

Bei Mäusen, die nach der Tumorabstoßung mehr als sechs Monate lang beobachtet wurden, wurden keine langfristigen Nebenwirkungen festgestellt, was auf ein günstiges Sicherheitsprofil hindeutet .

Eine neue Plattform für die Entdeckung

Die Identifizierung von P2RY8 und GNAS wurde durch eine neuartige In-vivo-CRISPR-Screening-Plattform ermöglicht, die dasselbe Team entwickelt hat. Diese Plattform ermöglicht genomweite Loss-of-Function-Screens in primären menschlichen T-Zellen in tumortragenden Mäusen und überwindet damit frühere Einschränkungen, die CRISPR-Screens auf In-vitro-Umgebungen oder die Notwendigkeit einer großen Anzahl von Tieren beschränkten . Das System beinhaltet die Überexpression eines CD3-scFv auf Tumorzellen, um eine hohe Rückgewinnung von tumorinfiltrierenden T-Zellen zu erreichen, was eine umfassende Analyse mit einer relativ geringen Anzahl von Tieren ermöglicht .

Auswirkungen auf die Krebsimmuntherapie

Diese Ergebnisse stellen einen bedeutenden Schritt dar, um die CAR-T-Zelltherapie gegen solide Tumore wirksam zu machen, die die überwältigende Mehrheit aller Krebserkrankungen ausmachen. Die Dual-Editing-Strategie adressiert zwei der kritischsten Hindernisse für die Immuntherapie solider Tumore: die schlechte T-Zell-Infiltration und die immunsuppressive Tumormikroumgebung. Das in Langzeit-Mausstudien beobachtete günstige Sicherheitsprofil unterstützt die weitere Entwicklung hin zu klinischen Tests .

Der Screen identifizierte zwei Gene, deren Knockout (Funktionsverlust) die Leistung von CAR-T-Zellen gegen solide Tumore erheblich verbessert: P2RY8 und GNAS. Jedes Gen wirkt über einen eigenen Mechanismus, und die Kombination beider Edits erzeugt einen starken synergistischen Effekt .

P2RY8-Knockout: Den Weg in den Tumor freimachen

Tumore produzieren ein Molekül, das den P2RY8-Rezeptor auf T-Zellen aktiviert und wie eine Bremse wirkt, die das Eindringen der T-Zellen in den Tumor physikalisch verhindert. Wird P2RY8 entfernt, fällt diese Bremse weg, und die T-Zellen strömen in weitaus größerer Zahl in die soliden Tumore . Das P2RY8-Gen kodiert für einen G-Protein-gekoppelten Rezeptor (GPCR), der nach Aktivierung über Gα13 die T-Zell-Wanderung einschränkt. Durch die Unterbrechung dieses Signalwegs konnten die Forscher erreichen, dass sich T-Zellen in Tumoren in einem Umfang ansammeln, der mit Standard-CAR-T-Zellen nicht erreichbar ist .

GNAS-Knockout: Die Aktivität im Tumor aufrechterhalten

Einmal im Tumor angekommen, sehen sich T-Zellen einer feindlichen Mikroumgebung mit vielen hemmenden Signalen gegenüber. GNAS (das für das Gαs-Protein kodiert) fungiert als zentrale Schaltstelle, die mehrere dieser hemmenden Signale aus der Tumormikroumgebung verarbeitet. Wird GNAS entfernt, reagieren die T-Zellen auf diese Signale kaum noch und können weiterhin große Mengen an Interferon-gamma (IFN-γ) produzieren, einem wichtigen Anti-Tumor-Effektormolekül . Dies macht die T-Zellen resistent gegen die immunsuppressiven Bedingungen, die die Immunfunktion in soliden Tumoren normalerweise lahmlegen.

Synergistische Kombination: Eindringen und Aktivität

Die gleichzeitige Entfernung von P2RY8 und GNAS erzeugt einen synergistischen Vorteil: Die T-Zellen dringen nicht nur in größerer Zahl in den Tumor ein, sondern bleiben dort auch hochaktiv. In einem Lungenkrebs-Mausmodell waren selbst bei einer sehr niedrigen CAR-T-Zell-Dosis zwei Drittel der Mäuse am Ende der Studie tumorfrei, während keine der Mäuse, die mit Kontroll-CAR-T-Zellen behandelt wurden, ihre Tumore loswurden .

Breite Wirkung in verschiedenen soliden Tumormodellen

Die Vorteile dieser Editierungen gehen über Lungenkrebs hinaus. CAR-T-Zellen, denen nur GNAS fehlte, verkleinerten Tumore in mehreren soliden Tumormodellen, darunter Melanome, Lungenkrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs, Adenokarzinome des Magen-Ösophagus-Übergangs und Uterussarkome . Die Kombinations-Edits funktionierten auch, wenn sie in T-Zellen von Patientinnen mit Eierstock- oder Hautkrebs getestet wurden, was die Übertragbarkeit auf patienteneigene Zellen bestätigt .

Bei Mäusen, die nach der Tumorabstoßung mehr als sechs Monate lang beobachtet wurden, wurden keine langfristigen Nebenwirkungen festgestellt, was auf ein günstiges Sicherheitsprofil hindeutet .

Eine neue Plattform für die Entdeckung

Die Identifizierung von P2RY8 und GNAS wurde durch eine neuartige In-vivo-CRISPR-Screening-Plattform ermöglicht, die dasselbe Team entwickelt hat. Diese Plattform ermöglicht genomweite Loss-of-Function-Screens in primären menschlichen T-Zellen in tumortragenden Mäusen und überwindet damit frühere Einschränkungen, die CRISPR-Screens auf In-vitro-Umgebungen oder die Notwendigkeit einer großen Anzahl von Tieren beschränkten . Das System beinhaltet die Überexpression eines CD3-scFv auf Tumorzellen, um eine hohe Rückgewinnung von tumorinfiltrierenden T-Zellen zu erreichen, was eine umfassende Analyse mit einer relativ geringen Anzahl von Tieren ermöglicht .

Auswirkungen auf die Krebsimmuntherapie

Diese Ergebnisse stellen einen bedeutenden Schritt dar, um die CAR-T-Zelltherapie gegen solide Tumore wirksam zu machen, die die überwältigende Mehrheit aller Krebserkrankungen ausmachen. Die Dual-Editing-Strategie adressiert zwei der kritischsten Hindernisse für die Immuntherapie solider Tumore: die schlechte T-Zell-Infiltration und die immunsuppressive Tumormikroumgebung. Das in Langzeit-Mausstudien beobachtete günstige Sicherheitsprofil unterstützt die weitere Entwicklung hin zu klinischen Tests .