Photooptisches Verfahren hilft T-Zellen beim Auffinden von Krebszellen

Rochester – Immunmodulatoren, die durch Lichtexposition aktiviert werden, könnten T-Helferzellen dabei unterstützen, Melanomzellen zu finden und anschließen zu zerstören. Über diesen Ansatz der Krebstherapie berichten Minsoo Kim und Kollegen am Wilmot Cancer Institute in Nature Communications (2017; doi: 10.1038/ncomms15365).

Die Immuntherapie stellt in der Behandlung von Krebserkrankungen noch ein relativ neuartiges Konzept dar. Tumorzellen entziehen sich dem Immunsystem häufig über eine Hemmung der Funktion der T-Lymphozyten. Über die CAR-T-Zell-Therapie ist es möglich das Immunsystem wieder gegenüber dem Tumor zu sensibili­sieren. Bei diesem Verfahren werden T-Lymphozyten vom Patienten isoliert. Unter Laborbedingungen werden die Zellen genetisch so verändert, dass sie den chimären Antigenrezeptor (CAR) exprimieren. Durch den Rezeptor erkennen die T-Zellen die Tumorzellen wieder und können dem Patienten infundiert werden. 

Bisher wird das Verfahren eher in der Therapie von hämatologischen Krebserkran­kungen erprobt. Allerdings reagiert das Immunsystem unter der Therapie manchmal nicht ausreichend oder aber reagiert sogar zu stark. Besonders solide Tumoren schütten außerdem Faktoren aus, welche die T-Zellen vom Tumor fernhalten. Es werden daher bei soliden Tumoren noch Mechanismen benötigt, welche ein Gelingen der Therapie unabhängig von diesen Faktoren ermöglichen.

Die Forscher versuchten dies in ihrer Studie durch das Molekül Channelrhodopsin (CatCh) zu erreichen. CatCh kann durch Lichteinstrahlung aktiviert werden und sorgt für einen Calciumeinstrom in Zellen, die das Protein exprimieren. Der Calciumeinstrom aktiviert dann die Immunzelle.

Die Wissenschaftler testeten dieses Prinzip an Mäusen, die ein Melanom am Ohr hatten. Sie setzten einen LED-Chip auf den Tumor und das umgebende Gewebe. Zytotoxische T-Zellen wurden über einen Virus genetisch so verändert, dass sie CatCh exprimierten. Durch ein Anschalten der LED-Lampe konnten die Forscher die T-Zellen direkt in der Tumorumgebung aktivieren. Allein durch diese gezielte Therapie gelang es, die Melanome fast vollständig zurückzudrängen. 

In einem weiteren Schritt könnte es möglich sein, die Aktivierung der zytotoxischen T-Zellen mit der CAR-T-Zelltherapie zu verbinden, so die Forscher. Wenn es möglich ist, die LED-Chips auch in intrakorporaler solide Tumore zu implantieren, könnte dies ein völlig neues Feld in der gezielten onkologischen Therapie eröffnen, hieß es aus der Arbeitsgruppe.

hil