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CRISPR/Cas-Konzept
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Viel mehr als eine molekulare Schere

Das stetig wachsende Verständnis der CRISPR-Biologie hat zu Anwendungen geführt, die teilweise bereits in der Klinik angekommen sind. Die ursprüngliche Methode wirkt wie eine molekulare Schere und ermöglicht eine präzise anpassbare DNA-Editierung zur Korrektur von Mutationen. Allerdings erschöpft sich das Potenzial dieser gewaltigen Methode nicht im gezielten Zerschneiden von DNA.
AutorKontaktTheo Dingermann
Datum 30.03.2025  08:00 Uhr

CRISPR-basiertes Gen-Editing in der CAR-T-Zelltherapie

Auch Beispiel Nummer 2 – die Modifizierung der CAR-T-Zelltherapie – zeigt, wie relevant das CRISPR/Cas-Verfahren inzwischen für die Therapie geworden ist.

Die CAR-T-Therapie, also die Ausstattung zytotoxischer T-Zellen mit einem chimären Antigenrezeptor (CAR), hat in den letzten Jahren nicht nur in der Behandlung lymphatischer Tumoren einen wahren Siegeszug angetreten. Inzwischen wird das Konzept auch bei schweren Verlaufsformen verschiedener Autoimmunerkrankungen erfolgreich eingesetzt. Allerdings war man bisher auf körpereigene Zellen angewiesen, die ex vivo genetisch manipuliert und mit dem passenden chimären Antigenrezeptor ausgestattet wurden, um sie dann dem Patienten wieder zu verabreichen.

Von diesem aufwendigen Verfahren möchte man wegkommen und die für eine patientenindividuelle Therapie notwendigen Manipulationen auch mit allogenen T-Zellen erreichen. Ziel ist die Entwicklung von »off-the-shelf«-Therapeutika – quasi Konfektions- statt maßgeschneiderter Ware.

Das klingt einfacher, als es ist. Denn wenn man keine hoch dosierten Immunsuppressiva einsetzen will, muss man verhindern, dass die tatsächlich fremden (therapeutischen) Zellen auch als fremd erkannt und abgestoßen werden.

Deshalb werden die Zellen genetisch massiv umgebaut. Sie werden mit dem passenden chimären T-Zell-Rezeptor ausgestattet und zusätzlich werden fünf Gene im T-Zell-Genom inaktiviert. Das CRISPR/Cas9-System dient dabei als entscheidendes Werkzeug.

Man geht beispielsweise wie folgt vor: Ausgangspunkt für die Herstellung der allogenen CAR-T-Zellen sind periphere mononukleäre Blutzellen eines gesunden Spenders. Aus diesen werden T-Zellen isoliert, die zunächst mit einem lentiviralen Vektor transduziert werden, in den beispielsweise ein Gen für einen Anti-CD19-CAR-T-Rezeptor integriert ist. Anschließend werden durch eine CRISPR/Cas-9-induzierte Mutagenese fünf Gene inaktiviert. Dies sind zum einen die Gene für die Oberflächenproteine HLA-A und HLA-B, sodass auf den resultierenden Zellen keine MHC-I-Komplexe mehr exprimiert werden, die neben der Antigenpräsentation auch der Kontrolle dienen, ob es sich bei den transplantierten Zellen um eigene oder fremde Zellen handelt. Zusätzlich werden drei weitere Gene mithilfe von CRISPR/Cas9 inaktiviert, darunter das Gen für den Klasse-II-MHC-Transaktivator (CIITA), das Gen für die konstante Domäne der T-Zellrezeptor-α-Untereinheit (TRAC) und das Gen für den PD-1-Rezeptor, der eine wichtige Rolle bei der Checkpoint-Kontrolle spielt.

Anschließend werden Zellen selektiert, die kein CD3-Protein mehr exprimieren, um eine Graft-versus-Host-Reaktion (GvHR) durch die allogenen T-Zellen praktisch auszuschließen.

Drei Patienten wurden bereits mit den allogenen CAR-T-Zellen behandelt. Einer litt an einer immunvermittelten nekrotisierenden Myopathie, die beiden anderen an einer diffusen kutanen systemischen Sklerose. Aufgrund der Aggressivität dieser beiden Autoimmunerkrankungen kann mit den derzeitigen Behandlungsmethoden oft keine langfristige Linderung erzielt werden.

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