Synthetische Biosensoren re-programmieren Treg-Zellen um Autoimmunität und chronische Entzündungen zu bekämpfen

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

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

Forschungsarbeiten der letzten Jahre konnten zeigen, dass regulatorische T-Zellen (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 nun eine neue Art synthetischer Biosensoren – Artifizielle Immunrezeptoren (AIRs) – entwickelt, mit deren Hilfe Treg-Zellen zu intelligenten „smart“ Tregs umprogrammiert werden können.

„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 Dr. 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 Prof. Thomas Hehlgans.

Die neuen Biosensoren könnten möglicherweise für mehrere medizinische Indikationen eingesetzt werden, da die Zielstrukturen der synthetischen Biosensoren, die entsprechenden Entzündungsbotenstoffe, bei unterschiedlichen Autoimmunerkrankungen, chronischen Entzündungen und Transplantation-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 getestet werden“, beschreibt Prof. Markus Feuerer. Auf dieser Basis planen die LIT-Wissenschaftler nun, spezifische Immunzelltherapien mit Treg-Zellen, welche durch die AIR-Sensorik eine neue Funktionalität erhalten, zu entwickeln.