Integrierte Arbeitsgruppe "Zell-Therapie"
Die IAG „Zell-Therapie“ ist eine multidisziplinäre Arbeitsgruppe, an der sich Forscher*innen Kliniker*innen und Student*innen der verschiedenen Standorte der MHB sowie externe Kooperationspartner beteiligen. Der thematische Schwerpunkt sind die präklinische und translationale Forschung im Bereich der zellulären onkologischen Immunotherapie. Im Fokus stehen insbesondere DFG-geförderte Projekte zur NK-Zell- und T-Tell-Therapie.
Ziel ist, neue innovative, patientenorientierte Behandlungskonzepte zu entwickeln und in die klinische Praxis zu überführen. Der Themenkomplex fügt sich in den wissenschaftlichen Schwerpunkt der onkologischen Erkrankungen der MHB ein sowie den Forschungsschwerpunkt der Medizin und Gesundheit des Alterns der Fakultät für Gesundheitswissenschaften ein.
Weitere (MHB externe) Mitarbeitende / KooperationsparterInnen :
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Prof. Hans Hofmeister (CEO, Zellwerk GmbH)
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Dr. Evgenueni Sinelnikov (Zellwerk GmbH)
Aktuelle Studien und Projekte
Entwicklung und Charakterisierung einer patientenorientierten T-Zell-Therapie gegen HBV-assoziierte hepatozelluläre Karzinome
In dieser Studie untersuchen wir den adoptiven T-Zell-Transfer im HBV-assoziierten HCC, mit dem Ziel, die therapeutische Maßnahme weiterzuentwickeln und zu verbessern.
Bei gerade 20 % der Patienten, die ein HCC entwickeln, das nicht im kurativen Stadium erkannt wurde, führen derzeit zugelassene Behandlungen mit Checkpoint-Inhibitoren zu einem Langzeitüberleben. Für die Patienten, die kein Ansprechen auf die zugelassenen Therapien zeigen, besteht die Möglichkeit, dass künftig die individuelle T-Zell-Therapie greift.
In individuellen Heilversuchen an Patienten im fortgeschrittenen Tumorstadium konnte bereits verdeutlicht werden, dass keine Nebenwirkungen der individuellen T-Zell-Therapie auftreten. Es wurden zudem messbare Reduzierungen der Größe extrahepatischer Metastasen konstruiert.
Das Ziel dieser Studie ist es, zum einen eine immunologische Signatur im Patientenmaterial zu identifizieren und zum anderen diese Signatur zur möglichen Verbesserung der individuellen T-Zell-Therapie einzusetzen. Hierfür werden wir gesunde patienteneigene und tumorinfiltrierende T-Zellen immunologisch charakterisieren und im Sinne der Therapie in vitro und in vivo auf ihre Wirksamkeit und Ausdauer sowie ihre Migrationsbeschaffenheit analysieren.
Verantwortliche:
Janine Kah
Laufzeit:
04-2021 – zunächst 03-2024
Förderung:
Fördermittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) (533.000,00 EUR)
Digital twin-assisted process design for NK-cell therapies
Das DFG-geförderte Projekt "Digital twin-assisted process design for NK-cell therapies" untersucht den Einfluss von Zellkultur-Prozessbedingungen auf die Funktionalität von humanen NK-Zellen zur Krebstherapie. Wir erforschen, ob digitale Zwillinge, in Form von Kombinationen von mathematischen Modellen und statistischen Methoden, eine schnelle und effiziente Gestaltung von Produktionsprozessen für NK-Zell-Therapeutika ermöglichen. Hierfür kooperieren wir eng mit den Arbeitsgruppen von Prof. Ralf Pörtner der TU Hamburg-Harburg sowie Prof. Christoph Herwig der TU Wien.
Verantwortlicher:
Werner Dammermann
Laufzeit:
04-2022 –
Förderung:
Fördermittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) (350.000,00 EUR)
Isolierung und Expansion tumorinfiltrierender Lymphozyten beim kolorektalen Karzinom
Tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) have been shown to be effective against solid tumors in various clinical trials. Despite the enormous disease burden and large number of premature deaths caused by colorectal cancer (CRC), studies on TILs isolated from tumor tissue of CRC patients are still rare. To date, studies on ACT often lack controlled and comparable expansion processes as well as selected ACT-relevant T-cell populations.
We describe a procedure for generating patient-specific TILs, which are prerequisites for clinical trials of ACT in CRC. The manufacturing and characteristics of these TILs differ in important modalities from TILs commonly used for this therapeutic approach.
Tumor tissue samples were obtained from 12 patients undergoing surgery for primary CRC, predominantly with low microsatellite instability (pMMR-MSI-L). Tumors in the resected specimens were examined pathologically, and an approved volume of tumor tissue was transferred to a disposable perfusion bioreactor. Tissue samples were subjected to an automatically controlled and highly reproducible cultivation process in a GMP-conform, closed perfusion bioreactor system using starting medium containing IL-2 and IL-12. Outgrowth of TIL from tissue samples was initiated by short-term supplementation with a specific activation cocktail. During subsequent expansion, TILs were grown in IL2-enriched medium.
Expansion of TILs in a low-scaled, two-phase process in the Zellwerk ZRP bioreactor under hyperoxic conditions resulted in a number of approximately 2 ×109 cells. The expanded TILs consisted mainly (73%) of the ACT-relevant CD3+/CD8+ effector memory phenotype (CD45RO+/CCR7-). TILs harvested under these conditions exhibited high cytotoxic functional potential, which was confirmed upon nonspecific stimulation (IFN, TNF cytokine assay).
Verantwortliche:
Hendrik C. Albrecht, Jannis Schwanemann, Dirk Gustavus , Stephan Gretschel
Laufzeit:
07/2020 – 12/2022
Veröffentlichung:
Generation of Colon Cancer derived tumor-infiltrating T Cells (TILs) for Adoptive Cell Therapy.Standardisierung der Tumorbiopsie für die Expansion tumor-infiltrierender Lymphozyten beim kolorektalen Karzinom
In diesem Projekt wird der Einfluss des Ausgangs-Tumormaterials auf die expandierte TIL-Population hinsichtlich Zell-Menge, Funktionszustand und Zytotoxizität und damit die Eignung für eine Adoptive Zelltherapie (ACT) untersucht. Dabei werden Proben aus Resektaten therapienaiver Kolonkarzinome jeweils aus dem Tumorzentrum, der Invasionsfront sowie der Tumorperipherie gewonnen und kommen als Ausgangmaterial zur Isolation und Expansion von TILs zum Einsatz.
Verantwortliche:
Hendrik C. Albrecht, Jannis Kröger, Evgueni Sinelnikov, Stephan Gretschel
Laufzeit:
11-2022 –
Förderung:
Fördermittel des Onkologischen Schwerpunktes (OSP) Brandenburg/Nordost (5.000 Euro)
Expansion tumor-infiltrierender Lymphozyten aus Metastasen und Primärtumoren kolorektaler Karzinome und Analyse der spezifischen Zytotoxizität
In diesem Projekt werden die Resektate von Metastasen kolorektaler Karzinome (CRC) und Resektate von primären CRC als Ausgangs-Tumormaterial für die Isolation und Expansion tumor-infiltrierender Lymphozyten für eine Adoptive Zelltherapie (ACT) verwendet. Dabei werden verschiedene Methoden zur Optimierung der TIL-Kultivierung (Kombinationen von Aktivierungsfaktoren und Koaktivierungsfaktoren) untersucht.
Weiterhin werden die expandierten TIL-Populationen aus primären therapienaiven kolorektalen Karzinomen mit denen aus Metastasen kolorektaler Karzinome hinsichtlich Zell-Zahl, Phenotyp und Funktionszustand verglichen.
Weiterhin wird die spezifische Zytotoxizität der expandierten TIL durch Stimulation mit Zell-Suspensionen des jeweiligen Tumorausgangsmaterials analysiert.
Verantwortliche:
Hendrik C. Albrecht, Jannis Kröger, Evgueni Sinelnikov, Stephan Gretschel
Laufzeit:
11-2022 –
Förderung:
private Förderung Fa. KDH (6200EUR)
Abgeschlossene Projekte
NK cells have emerged as promising candidates for cancer immunotherapy, especially due to their ability to fight circulating tumor cells thereby preventingmetastases formation. Hence several studies have been performed to generate and expand highly cytotoxic NK cells ex vivo, e.g., by using specific cytokines to upregulate both their proliferation and surface expression of distinct activating receptors. Apart from an enhanced activity, application of NK cells as immunotherapeutic agent further requires sufficient cell numbers and a high purity. All these parameters depend on a variety of different factors including the starting material, additives like cytokines as well as the culture system.
Here we analyzed PBMC-derived NK cells of five anonymized healthy donors expanded under specific conditions in an innovative perfusion bioreactor system with respect to their phenotype, IFNg production, and cytotoxicity in vitro. Important features of the meander type bioreactors used here are a directed laminar flow of medium and control of relevant process parameters. Cells are cultivated under “steady state” conditions in perfusion mode.
Our data demonstrate that expansion of CD3+ T cell depleted PBMCs in our standardized system generates massive amounts of highly pure (>85%) and potent anticancer active NK cells. These cells express a variety of important receptors driving NK cell recruitment, adhesion as well as activation.More specifically, they express the chemokine receptors CXCR3, CXCR4, and CCR7, the adhesion molecules L-selectin, LFA-1, and VLA-4, the activating receptors NKp30, NKp44, NKp46, NKG2D, DNAM1, and CD16 as well as the death ligands TRAIL and Fas-L. Moreover, the generated NK cells show a strong IFNg expression upon cultivation with K562 tumor cells and demonstrate a high cytotoxicity toward leukemic as well as solid tumor cell lines in vitro.
Altogether, these characteristics promise a high clinical potency of thus produced NK cells awaiting further evaluation.
Verantwortlicher:
Werner Dammermann
Laufzeit:
12-2017 – 12-2019
Veröffentlichung:
Bröker K, Sinelnikov E, Gustavus D, Schumacher U, Pörtner R, Hoffmeister H,
Lüth S, Dammermann W.
Mass Production of Highly Active NK Cells for Cancer Immunotherapy in a GMP Conform Perfusion Bioreactor.
Front Bioeng Biotechnol. 2019 Aug 13;7:194. doi: 10.3389/fbioe.2019.00194. PMID: 31457007; PMCID: PMC6700243.