Modifizierte Treg-Zellen zur Bekämpfung von Autoimmunität und chronischen Entzündungen

Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Immuntherapie (LIT) haben eine neue Art synthetischer Biosensoren entwickelt, mit deren Hilfe regulatorische T-Zellen (Treg-Zellen) zu intelligenten „smart“ Tregs umprogrammiert werden können.

Die modifizierten Zellen sollen entzündetes Gewebe aufspüren und regenerativ reagieren können. Der therapeutische Ansatz soll in weiteren präklinischen Krankheitsmodellen überprüft werden.

Fünf bis acht Prozent der Weltbevölkerung leiden an einer Autoimmunerkrankung. Autoimmunität bezeichnet eine fehlgeleitete Immunreaktion gegenüber dem eigenen Körper. Sie basiert auf einer fehlerhaften Unterscheidung des Immunsystems zwischen körpereigenen Strukturen und potenziell gefährlichen Angreifern wie Bakterien, Pilzen und Viren. Eine der wichtigsten Kontrollinstanzen zur Sicherstellung der Toleranz des Immunsystems gegenüber dem eigenen Körper sind sogenannte Treg-Zellen. Sie erkennen gezielt köpereigene Strukturen, modulieren die Funktion anderer Immunzellen und verhindern auf diese Weise die Entstehung von Autoimmunerkrankungen.

Forschungsarbeiten der letzten Jahre konnten zeigen, dass Treg-Zellen für innovative Therapieansätze gegen Krankheiten wie rheumatoide Arthritis, Typ-1 Diabetes und chronisch entzündliche Darmerkrankungen geeignet sind. Zudem kann durch Einsatz von Treg-Zellen bei Organ- und Stammzelltransplantation auch die Abstoßungsreaktion gegenüber dem Transplantat vermindert werden.

Wissenschaftler der Abteilung für Immunologie am Leibniz-Institut für Immuntherapie haben eine neue Art synthetischer Biosensoren, sogenannte Artifizielle Immunrezeptoren (AIRs), entwickelt, mit deren Hilfe Treg-Zellen zu intelligenten „smart“ Tregs umprogrammiert werden können. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen wurden von den Wissenschaftlern Dr. Sebastian Bittner, Prof. Dr. Thomas Hehlgans und Prof. Dr. Markus Feuerer in der Zeitschrift PNAS veröffentlicht.

„AIRs erlauben es den Treg-Zellen, entzündetes Gewebe in ihrer Umgebung aufzuspüren und darauf zu reagieren. So werden unterschiedliche Entzündungsmoleküle der Tumor-Nekrose-Faktor-Superfamilie durch die synthetischen Biosensoren erkannt, wodurch die Treg-Zellen direkt im entzündeten Gewebe anfangen ihre schützende und regenerative Wirkung zu entfalten“, erklärt Sebastian Bittner. Im präklinischen Modell konnte die protektive Wirkung dieser modifizierten Treg-Zellen bereits zur Verhinderung von letaler Transplantat-gegen-Wirt Erkrankung, einer schweren Nebenwirkung der allogenen Stammzelltransplantation, nachgewiesen werden. „Auch die molekulare Funktionalität der Biosensoren in humanen Treg-Zellen wurde bereits bestätigt und zeigt die translationale Nutzbarkeit der Innovation“ sagt Hehlgans.

Die neuen Biosensoren könnten möglicherweise für mehrere medizinische Indikationen eingesetzt werden, da die Zielstrukturen der synthetischen Biosensoren bei unterschiedlichen Autoimmunerkrankungen, chronischen Entzündungen und Transplantations-Komplikationen gebildet werden. „Daher soll der therapeutische Einsatz dieser modifizierten Treg-Zellen in den nächsten Monaten in weiteren präklinischen Krankheitsmodellen zum Beispiel zu Morbus Crohn, eine chronisch entzündliche Darmerkrankung, getestet werden“, erörtert Feuerer. Auf dieser Basis planen die LIT-Wissenschaftler spezifische Immunzelltherapien mit Treg-Zellen zu entwickeln.

Originalpublikation: Bittner S et al. Biosensors for inflammation as a strategy to engineer regulatory T cells for cell therapy. PNAS (2022) https://doi.org/10.1073/pnas.2208436119