Adoptiver Transfer von T- Lymphozyten

Adoptiver Transfer von TLymphozyten
Hochschule München
Immunologie
Jawad Esmatullah
8.Semester
10.06.2009
Gliederung
1. Methoden der Tumorbekämpfung
1.1 Strahlentherapie
1.2 Chemotherapie
2. Adoptiver Transfer von T-Zellen
2.1 KMT
2.2 TAA's
2.3 Neue Ansätze
2.4 Verschiedene Methoden
3. Fazit für die Praxis
3.1 Zu beantwortende Fragen
Strahlentherapie
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Medizinische Fachgebiet von der Anwendung
ionisierender Strahlung auf Menschen
Ionisierende Strahlung: Gammastrahlung, X-Ray, eH20-Moleküle ionisiert => freie Radikale =>
hochtoxisch
Antitumorwirkung beruht auf Doppelstrangbrüchen
Reparaturfähigkeit von Tumorzelle wird überschritten
=> Vermehrung wird gestoppt; es folgt Apoptose
Optimale Strahlendosis → 90% Tumorvernichtung da
Tumorzellen i.d.R. schlechtere Reparaturfähigkeit
haben als normale Zellen
Chemotherapie
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Medikamentöse Behandlung von Krebserkrankungen
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Schädigende Wirkung gezielt auf Zellen
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Nutzen schnelle Proliferation von Krebszellen aus da diese
empfindlich auf Störung der Zellteilung reagieren
Betroffen sind leider auch gesunde Zellen
→ Haarausfall, Durchfall etc...
Problem: - wird individuell schnell abgebaut
- Widerstandsfähige Tumorzellen können
selektiert werden
- Tumor kann sehr kompakt sein und über
wenig Blutversorgung verfügen
- Durch Zytostatikum → Resistenz der Tumorzelle
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Behandlung setzt Aktivität von p53 voraus !!!
Adoptiver Transfer tumorspezifischer T-Zellen zur Behandlung
bösartiger Tumorerkrankungen
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Konzept der adoptiven Immuntherapie schon vor 50
Jahren von Av Mitchison
Sein Ziel: Elimination von bösartigen Zellen durch
Übertagung von Immunzellen (reife T-Zellen oder
natürliche Killerzellen)
Bestätigung der Wirksamkeit: Allogene Knochenmarktransplantation (KMT)
→ Erfolgreiche Behandlung von
- Virusinfektionen
- Epstein-Barr-Virus-assoziierte Lymphome
- Rezidive hämatologischer Erkrankungen
Allogene Knochenmarkstransplantation - „KMT“
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1968 – erste erfolgreiche allogene KMT
Werden meist bei Leukämie oder malignen
Lymphomen eingesetzt
Dem Spender wird aus dem Beckenkamm ca. 1 Liter
Knochenmark-Blut-Gemisch entnommen
Prozedur erfolgt bei Vollnarkose
Die Stammzellen werden isoliert und später dem Empfänger wieder
transfundiert
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Wichtigste Voraussetzung – kompatibler Spender
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Kompatibilität erfolgt über bestimmte Gewebemerkmale – HLA-Typ
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Je höher die Übereinstimmung der HLA-Typen desto wahrscheinlicher Erfolg
Adoptive Transfer von T-Zellen – TAA's
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Entscheidende Verbesserung der Immuntherapie durch
Charakterisierung von TAA'S (Tumor-assoziierte Antigene)
TAA's:
- Antigene die vom Tumorgewebe
exprimiert werden => Eignung zur
Induktion einer Immunantwort
Bild: Tumorantigen wird über MHC1
präsentiert (Subtyp HLA-A*A0201)
und kann so von T-Zelle erkannt
werden
Adoptiver Transfer von T-Zellen Neue Ansätze
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Neue Ansätze durch Fortschritte in der zellulären Immuntherapie
sowie Tumorbiologie
Wirksamkeit von solchen Ansätzen kann durc h additiv e
immuntherapeutische Verfahren verbessert werden
z.B. durch : - Zytokinapplikation
- Blo c k ade inh ib ito risc h e r Mo le k üle
(pro g ram m e d de ath re c e pto r 1 )
- Lym ph o zyte nde ple tio n m itte ls Ch e m o th e rapie
o de r Be strah lung
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Ge ne tisc h e r Ansatz: Ve rb e sse rung de r Effe k to rfunk tio n durc h
Transfe r tum o rspe z. T-Ze ll-Re ze pto re n
Methoden zur Gewinnung und
Expansion – DC's
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Möglichkeit der Stimulation von T-Zellen durch
Gesamt-Tumor RNA – Jedoch Gefahr der Autoimmunität
Weitere Möglichkeit durch Stimulation mit
Peptidbeladenen DC's
Reife DC's tragen alle Oberflächenmoleküle
MHC 1/2, Adhäsions- und kostimulatiorische
Moleküle – notwendig für spez. T-Zell-Antwort
Wichtig für adoptiven Transfer – hohe Spezifität sowie suffiziente Expansion binnen weniger Wochen
Methoden zur Gewinnung und
Expansion – DC's
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Bsp: Behandlung von Mammakarzinomen (Brustkrebs)
DC von Patientinnen in vitro gezüchtet
und mit Her2 codiertem Virus infiziert
(Her2 – epidermaler Wachtumsfaktorrezep.)
Infektion führt zu Expression von Her2
Diese Her2 exprimierten DC's werden zur
Stimulation von T-Zellen verwendet die
von der gleichen Patientin gewonnen wird
Her2 spez. T-Zellen werden expandiert
und kloniert
T-Zell-Klone sollen der Patientin wieder als Infusion zurückgegeben werden
Methoden zur Gewinnung und
Expansion – „aAPC“
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Verwendung modifizierter Peptide mit höherer Bindungseffizienz an MHC – z.B. Melan-A
Einsatz von artifizielle APC's (aAPC) – durch Behandlung
von „Microbeads“ mit MHC-Komplex und kostim.
Molekülen => effiziente T-Zell-Expansion
Es wurde gezeigt das „aAPC“, bestehend aus
HLA-A2-Ig-Dimeren und Anti-CD28-mAk, in vitro zytotoxische
T-Zellen (CTL) induziert und expandiert werden können
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Diese CTL sind in der Lage endogen prozessiertes Antigen zu erkennen
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Vorteil der aAPC – standardisierte Herstellungsweise → konst. Funktion
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Wichtig – T-Zell-Epitope müssen bei Verwendung von aAPC bekannt sein
Methoden zur Gewinnung und
Expansion – „Gentransfer von
Lymphozyten“
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Elegante Methode: Gentransfer von Lymphozyten
mit tumorspezifischen T-Zell Rezeptoren
Gen. Transfer von spez. TCR-Ketten kann zur
Aufhebung von Selbsttoleranz gegen universales
Antigen sowie Induktion von tumorspez. Immunität
führen
Mausmodell – Transferierte T-Zellen sind in der
Lage zu den Effektororten zu wandern.
Methoden zur Gewinnung und
Expansion - „in-vivo-Sensibilisierung“
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In-vivo-Sensibilisierung tumorreaktiver T-Zellen durch autologe
Tumorvankzine – dem adoptiven Transfer vorgeschalten
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→ Primärtumor oder Metastase wird chirugisch entfernt
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Aus rezesiertem Tumor wird Zellsuspension hergestellt
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Diese wird bestrahlt und dem Patienten intradermal injiziert
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Vorstellung: Langerhals-Zellen mit Tumorantigen beladen Wanderung zu den Lymphknoten
Eine Woche nach der Vakzinierung werden die Lymphozyten aus
den Lymphknoten isoliert – Hoffung: tumorreaktive T-Zellen
T-Zellen werden dann in-vitro mit IL-2 oder anti-CD3 expandiert
und dem Patienten wieder infundiert
Schematische Darstellung der
Methoden
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A) Stim. tumorreaktiver T-Zellen mit
TAA-beladenen APC
B) Selektion tumorreaktiver T-Zellen
C) Gentransfer von
tumorspezifischen T-Zell-Rezeptoren
D) Expansion tumorreaktiver TZellen
Adoptiver Transfer der autologen
tumorspezifischen T-Zellen
Fazit für die Praxis
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Studien haben gezeigt das es möglich ist T-Zellen
zu isolieren und in vitro zu expandieren und dem
Patienten zu infundieren
Antigenspezifität und ausreichende T-Zellen sind
Voraussetzung für die Effektivität des adoptiven
Zelltransfers
Die Wirksamkeit von in-vitro tumorreaktiver T-Zellen
wird in-vivo in Faktoren beeinflusst die bisher unbekannt
sind
Zu beantwortende Fragen
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Wie kann eine langzeitige Persitenz der
T-Zellen in-vivo erreicht werden?
Können T-Zellen gegen tumorassoziierte
selbst-Antigene eine Tumorabstoßung vermitteln
ohne dabei eine Autoimmunkrankheit zu induzieren?
Kann sich ein maligner Tumor der adoptiv transferierten
Immunität ebenso entziehen wie der natürlichen
Immunität?
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit