Milchsäurebakterien und ihr Einfluss auf Immuntherapie
Team
Das interdisziplinäre Forscherteam von Prof. Dr. rer. nat. Maik Luu setzt sich aus erfahrenen Biologen und Klinikern, technischen Assistenten und Doktoranden zusammen.
Motivation und Innovation
Wir entwickeln neuartige Formen der personalisierten immunbasierten Krebstherapie und kombinieren dabei Wissen aus Immunbiologie, Biotechnologie sowie der Mikrobiologie. Hierfür statten wir T-Zellen (eine Form der weißen Blutkörperchen) mit Biosensoren, den sogenannten CARs (Chimäre Antigenrezeptoren) aus, sodass sie Tumorzellen besser und zielgerichteter erkennen und eliminieren zu können. Zwar hat die CAR-T-Zelltherapie bei Patienten mit Leukämie und Lymphknotenkrebs bereits beachtliche Erfolge erzielt, jedoch bestehen noch immer große Hürden bei der Behandlung solider Tumorerkrankungen. Die Veränderung der CAR-T-Zellen durch Stoffwechselprodukte der Darmbakterien steigert ihre Effektivität. Insbesondere Milchsäurebakterien sind in der Lage verschiedene Stoffwechselprodukte herzustellen. Die Erforschung ihrer spezifischen Eigenschaften kann eine neue Perspektive für schwer therapierbare Krebsformen eröffnen.
Welche Ziele verfolgt das Projekt?
Im Rahmen des Projektes sollen Wirkweisen und Einsatzmöglichkeiten Milchsäurebakterien aus der Darmflora identifiziert und mit der CAR-T-Zell-Technologie kombiniert werden. Wir wollen erreichen, dass die CAR-T-Zelltherapie bei allen Patienten und Tumorarten effektiv eingesetzt werden kann. Zudem liefert das Projekt Erkenntnisse über den Einfluss des Mikrobioms auf die zelluläre Immuntherapie.
Abbildung: Die Abbildung zeigt eine T-Zelle, die nach Behandlung mit Stoffwechselprodukten von Darmbakterien effektiver einen Tumor angreift.
Ansatz des Forschungsprojektes
Zunächst werden die T-Zellen mit Bestandteilen der Milchsäurebakterien behandelt, um sie zu reprorgrammieren. Die genetische Information, die für den CAR kodiert, wird danach mit viralen Vektoren in T-Zellen eingeschleust. Die Forscher der Arbeitsgruppe führen dann eine Reihe von Experimenten durch, um die Funktionalität der modifizierten CAR-T-Zellen im Laborversuch zu testen. Insbesondere sollen im Detail die Stoffwechselwege untersucht werden, die angesprochen werden, um ihren Wirkmechanismus zu prüfen. Gleichzeitig wird das Mikrobiom von Patienten untersucht, um Zusammenhänge mit dem Therapieerfolg nach CAR-T-Zell-Infusion zu analysieren.
Welche Krebserkrankung soll behandelt werden?
Die CAR-T-Zelltherapie konnte, vor allem in den USA, bereits sehr erfolgreich gegen verschiedene Formen von Blutkrebs eingesetzt werden. Durch die Aktivitätssteigerung der CAR-T-Zellen mithilfe der Milchsäurebakterien sollen auch weiterhin schwerbehandelbare hämatologische Erkrankungen, vor allem aber auch solide Tumore, effektiv bekämpft werden. Die Forschergruppe arbeitet daher daran, für eine Vielzahl verschiedener Krebsarten eine wirkungsvolle Mikrobiom-CAR-T-Zell-Therapie zu entwickeln.
Warum soll das Forschungsprojekt unterstützt werden?
Der Ansatz ist innovativ und erreicht durch seine Anpassbarkeit an unterschiedliche Tumorarten viele Patienten. Durch die Entwicklung Mikrobiom-optimierter CAR-T-Zellen können diese ohne eine zusätzliche Chemo- oder Kombinationstherapie von einer schonenderen Therapieform sowie einer neuen Perspektive profitieren. Die Nutzung der bakteriellen Produkte ist kostengünstig und kann leicht angewandt werden. Zudem bietet die Untersuchung der Darmbakterien die Möglichkeit Vorhersage-Modelle über Ausgang der Therapie zu entwickeln.