„Zusammenhang von T-Zell-Funktionsparametern vor CAR-T-Zell Produktion mit dem anschließenden Herstellungserfolg und immunologisches Monitoring bei pädiatrischen Patienten“

Die „chimäre Antigen-Rezeptor-T-Zell-Therapie“ (CAR-T-Zell-Therapie) ist in den vergangenen Jahren mit 1087 klinischen Studien in 25 Ländern (2023) zu einem sehr bedeutenden Forschungsfeld in der Bekämpfung maligner Erkrankungen geworden. Dabei erkennen gentechnisch veränderte, autologe T-Zellen nach Reinfusion in die Patienten maligne Zellen anhand ihrer Oberflächenproteine und bekämpfen sie im Idealfall ebenso rasch wie langfristig. In der Therapie hämatologischer Krebserkrankungen, insbesondere der refraktären/ rezidivierenden B-Zell-ALL mit dem CAR-T-Zell-Produkt Tisagenlecleucel, zeigen Studien- und Verlaufsdaten vielversprechende Ergebnisse. Diese Dissertation beschäftigte sich anhand zweier Fragestellungen mit hochaktuellen Herausforderungen im Rahmen der Optimierung und Weiterentwicklung der CAR-T-Zell-Therapie. Die erste Fragestellung zielte auf einen möglichen Zusammenhang zwischen T-Zell-Funktionsparametern vor Apherese und dem Herstellungserfolg des CAR-T-Zell-Produktes, definiert durch die Produktspezifikationen des Herstellers. Außerdem wurde ergründet, welche Aussagen sich über die in vivo expandierenden CAR-T-Zellen nach Verabreichung in Bezug auf Expansion, Persistenz, Differenzierung und Erschöpfung treffen lassen. In ihrer Funktionalität zeigen die T-Zellen der Studienpatienten vor Apherese nennenswerte Abweichungen von gesunden Kindern, insbesondere im Hinblick auf die Proliferationskapazität und das T-Zell-Vß-Repertoire. Bezüglich der T Zell-Proliferation liegen fünf von sieben Kinder außerhalb der Referenzbereiche. Zudem zeigen alle Studienpatienten Abweichungen von einem physiologischen Vß-Repertoire. Bei der Korrelation Produktspezifikationen eingeschränktem der ergaben T-Zell-Funktionsparameter sich Zusammenhänge CD4+-T-Zell-Vß-Repertoire und mit den zwischen verschlechterter Gesamtvitalität des CAR-T-Zell-Produktes bzw. erniedrigter IFNγ-Ausschüttung. Darüber hinaus scheint eine erniedrigte Naive T-Zell-Population mit einer verschlechterter Gesamtvitalität des CAR-T-Zell-Produktes zusammen zuhängen. Zusammenfassung. Die zweite Fragestellung zielte auf die Charakterisierung der CAR-T-Zellen und ihres Verhaltens in vivo. Die Untersuchung der CAR-T-Zellen im Peak ergab einen Hinweis auf CAR-T-Zell-Erschöpfung bei zwei von sechs untersuchten Patienten. Zudem zeigen CAR-T-Zellen im Vergleich zu den T-Zellen vor Apherese einen verringerten Anteil an Naiven-T-Zellen, mit entsprechend größerem Pool an Effektor- und Central-Memory-Zellen. Ferner erfolgte die Titrierung des FMC63 Anti-Idiotyp Antikörpers zur Messung von CAR-T-Zellen und dessen Etablierung als Alternative zum „CAR detection reagent“ durch Vergleichsmessungen mit dem Karolinska Institut (Stockholm). Im Rahmen der Optimierung des T-Zell-Proliferations-Assays ergaben Stabilitätsuntersuchungen einen Zeitrahmen von 24 h für die Durchführbarkeit des Versuches. Zudem zeigt der etablierte Zell-Verdünnungsversuch, dass neben 0,5*106 Zellen als Standardmenge auch niedrigere Zellmengen von 0,4*106 oder 0,3*106 pro Ansatz verlässliche Daten liefern. Die Besonderheit der vorliegenden Arbeit liegt in der durch die T-Zell-Apherese getrennten zweiteiligen Betrachtung des gesamten Prozesses der CAR-T-Zell Therapie. In der Literatur finden sich einige Studien, die den Zusammenhang zwischen einem T-Zell-Funktionsparameter vor Apherese oder Charakteristika des CAR-T-Zell-Produktes und dem Therapieerfolg untersuchen. Die reine Betrachtung von T-Zell-Funktionalität vor Apherese anhand vier verschiedener Assays sowie die anschließende Korrelation mit Produktspezifikationen ist nicht beschrieben. Um die beobachteten Zusammenhänge statistisch belegen zu können, sind künftig weitere Einschlüsse an Studienpatienten notwendig. Erfreulicherweise ist - Stand April 2023 - bei fünf von acht Studienpatienten eine anhaltende B-Zell-Aplasie mit CAR-Detektion im Durchflusszytometer zu verzeichnen. Diese Patienten befinden sich demnach in Remission ihrer rezidivierenden oder refraktären B-Zell-ALL. Sollte es künftig gelingen, die langfristige Persistenz von CAR-T-Zellen zu verbessern, das Herstellungsverfahren zeit- und kostengünstiger zu gestalten sowie das Spektrum der behandelbaren Grunderkrankungen zu erweitern, eröffnet die CAR-T-Zell-Therapie möglicherweise eine Zeitenwende in der Behandlung maligner Erkrankungen.