BOKU-Forscher entwickeln neue Proteinvariante für Krebstherapie

Einem Forscherteam an der BOKU Wien gelang die Herstellung einer stabilen Variante des Proteins CD19. Dieses SuperFolder CD19 eröffnet neue Möglichkeiten in der Krebstherapie. Es ermöglicht die Überwachung der Aktivität von CAR-T-Zellen, jener neuartigen Immuntherapie, deren Erfolg derzeit einen regelrechten Boom in der Krebsforschung auslöst, die allerdings auch zu Nebenwirkungen führen kann.

Das Protein CD19 zählt zu den relevantesten Zielmolekülen bei der Immuntherapie von Leukämien und Lymphomen. Sogenannte CAR-T-Zellen erkennen die CD19-Struktur an der Oberfläche von Tumorzellen und können sie so zerstören. Bislang war das CD19-Protein allerdings äußerst instabil und sehr schwer zu produzieren, da es sich häufig falsch faltet oder verklumpt. „Mit dem SuperFolder CD19 exprimierten wir nun eine Variante des Proteins, die wesentlich stabiler und viel leichter herzustellen ist als der Wildtyp“, erklärt Michael Traxlmayr vom Institut für Biochemie an der Universität für Bodenkultur Wien. Dadurch könne die Aktivität der CAR-T-Zellen im Blut überwacht und die Behandlung frühzeitig angepasst werden.

Große Erwartungen an personalisierte CAR-T-Zell-Therapie

Bei der CAR-T-Zell-Immuntherapie werden körpereigene Immunzellen, die sogenannten T-Zellen, genetisch umprogrammiert und dann den Patient*innen verabreicht. So ist das eigene Immunsystem in der Lage, die Krebszellen zu attackieren. Die veränderten T-Zellen, die CAR-T-Zellen, wirken im Körper also wie ein lebendes Medikament. „Sie können sich im Organismus vermehren, was einerseits einen großen Fortschritt darstellt“, erklärt Traxlmayr, „was aber andererseits zu Nebenwirkungen führen kann.“ Deshalb müssen CAR-T-Zellen im Körper dementsprechend überwacht werden – ihre Verbreitung, Vermehrung und welche Funktionen sie ausüben. Hierfür wird ein Detektionsmittel benötigt. Das Protein CD19, das an die CAR-T-Immunzellen bindet, eignet sich dazu hervorragend.

Suche unter Millionen Mutanten

Im Zuge ihrer Forschung brachte das Team zufällig Mutationen in das CD19-Protein ein. So erstellten sie eine mehrere Millionen CD19-Mutanten umfassende Bibliothek und prüften diese Varianten anschließend auf ihre Stabilität. Das SuperFolder CD19 wies dabei eine besonders hohe Qualität auf. Neben der Überwachung der CAR-T-Zellen hilft es auch bei der Analyse verschiedener CAR-T-Zellsubtypen und deren Effizienz. „Für Wissenschaft wie auch Medizin ist es äußerst relevant, dass man untersuchen kann, ob und welche CAR-T-Zell-Subtypen in der Blutprobe von Patient*innen aktiv oder nicht aktiv sind“, so Traxlmayr.

Das Team um Traxlmayr ließ die SuperFolder CD19-Variante bereits patentieren und ist derzeit auf der Suche nach Verwertungspartnern, die Interesse an einer Lizenz haben.

Die Studie ist aktuell im Fachmagazin ACS Synthetic Biology erschienen:
https://doi.org/10.1021/acssynbio.1c00010

Kontakt

DI Dr. Michael Traxlmayr
Institut für Biochemie
Universität für Bodenkultur Wien
E-Mail: michael.traxlmayr(at)boku.ac.at
Tel.: +43 1 47654-77274

Lisa-Ariadne Schmidt, MSc.
Universität für Bodenkultur Wien
E-Mail: lisa.schmidt(at)boku.ac.at
Tel.: +43 1 47654-33034

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