// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
Nanopartikel programmieren Killerzellen direkt im Körper um
Ein neues Nanopartikel-System kann natürliche Killerzellen im Körper von Mäusen so umprogrammieren, dass sie krankhafte Immunzellen bekämpfen. Die Partikel bringen Bauanleitungen aus Boten-RNA gezielt in diese Abwehrzellen, statt sie wie bei bisherigen Zelltherapien außerhalb des Körpers umzubauen. In Tiermodellen gingen Blutkrebs und eine autoimmune Leberentzündung zurück, auch wenn eine Wirksamkeit beim Menschen bisher nicht belegt ist.
Cambridge (U.S.A.). Bei einigen Krebstherapien werden Immunzellen aus dem Blut entnommen, im Labor gentechnisch verändert und anschließend zurückübertragen. Solche CAR-T-Zellen tragen künstliche Andockstellen, die Krebszellen erkennen und einen gezielten Angriff auslösen. Die Herstellung ist jedoch aufwendig und benötigt spezialisierte Labore.
Für Krankheiten, bei denen T-Zellen selbst das Ziel sind, eignet sich dieser Ansatz nur eingeschränkt. Denn umprogrammierte T-Zellen können sich gegenseitig angreifen, wenn sie dieselben Erkennungsmerkmale tragen. Natürliche Killerzellen, kurz NK-Zellen, gehören zu einer anderen Gruppe von Abwehrzellen und könnten diese Schwierigkeit umgehen. Auch ihre Herstellung als gezielte Zelltherapie erfordert bislang meist eine Behandlung außerhalb des Körpers.
Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) um Prof. Daniel G. Anderson haben nun eine Methode entwickelt, die NK-Zellen direkt im lebenden Organismus verändert. Dazu schleusten sie gezielt Boten-RNA in die Abwehrzellen ein und testeten verschiedene Anwendungen in Mäusen.
Als Transportmittel dienen winzige Fettpartikel, sogenannte Lipidnanopartikel. Auf ihrer Oberfläche sitzen speziell angepasste Antikörperfragmente, die an Erkennungsstellen von NK-Zellen binden. Dadurch erreichen die Partikel bevorzugt diese Immunzellen und geben ihre Boten-RNA im Zellinneren ab. In den Mausversuchen gelang die Übertragung bei bis zu rund 80 Prozent der angesteuerten NK-Zellen.
Die RNA enthält beispielsweise den Bauplan für einen chimären Antigenrezeptor, kurz CAR. Mit diesem zusätzlichen Oberflächenprotein können NK-Zellen bestimmte Merkmale anderer Zellen erkennen, etwa CD19 auf B-Zellen oder CD3 auf T-Zellen. Die verabreichte RNA verändert dabei nicht dauerhaft das Erbgut, sondern liefert eine zeitlich begrenzte Bauanleitung.
„Die Herausforderungen bei der Herstellung von CAR-NK-Zellen sind erheblich. Die Idee ist, dass man ein Nanopartikel verabreichen kann, das die eigenen NK-Zellen mit einem CAR-Konstrukt verändert und ihnen beibringt, Tumorzellen anzugreifen“, erklärt Prof. Daniel G. Anderson.
In gesunden Mäusen beseitigten die gegen CD19 gerichteten CAR-NK-Zellen zirkulierende B-Zellen vollständig. In einem Modell der Autoimmunhepatitis zielten anders programmierte Killerzellen auf fehlgeleitete T-Zellen, die die Leber angreifen. Nach einer einzigen Injektion verschwanden nahezu alle untersuchten krankheitsauslösenden T-Zellen und die Leberschäden gingen zurück.
Auch in sogenannten humanisierten Mäusen, deren Immunsystem teilweise aus menschlichen Zellen besteht, zeigte sich eine Wirkung gegen Blutkrebs. In zwei untersuchten Modellen gingen die Tumoren zurück. Bei einem T-Zell-Lymphom waren nach fünf Injektionen keine Tumoren mehr nachweisbar. Damit erreichte die Methode in diesem Modell eine ähnliche Wirkung wie außerhalb des Körpers hergestellte CAR-NK-Zellen.
„NK-Zellen können diese T-Zell-Erkrankungen behandeln, nicht nur T-Zell-Krebs, sondern auch durch T-Zellen ausgelöste Autoimmunerkrankungen“, sagt Yuang Chen vom MIT.