Immunsystem und CAR-T

Das Immunsystem schützt den menschlichen Körper vor Eindringlingen (Bakterien, Viren) und geschädigten Zellen (Krebszellen).

Verschiedene, spezialisierte Immunzellen arbeiten zusammen, um diese Bedrohungen zu erkennen und zu eliminieren.

Eigene Immunzellen werden gegen den Krebs scharf gemacht.

Körpereigene Immunzellen, vor allem T-Zellen, können Krebszellen bekämpfen. Aus gesunden Körperzellen können durch Fehler in ihrer Entwicklung gefährliche Krebszellen entstehen. In den meisten Fällen kann das Immunsystem die Veränderungen rechtzeitig erkennen und diese bösartigen Zellen eliminieren. Das Immunsystem schafft das leider nicht immer. Die Tumorzellen sind dann für die Abwehrzellen nicht „sichtbar“. Das kann daran liegen, dass sie an ihrer Oberfläche aussehen wie gesunde Zellen. Manche Krebszellen sind in der Lage, das Immunsystem gezielt zu manipulieren und die Abwehrreaktion in eine falsche Richtung zu lenken. So können sich Tumorzellen im Laufe der Zeit im Körper vermehren, mehrere Hebel der körpereigenen Abwehr außer Kraft setzen und nahezu ungehindert weiterwachsen.

Genau hier setzt die Strategie der innovativen CAR-T-Zell -Therapie an. Die eigenen Immunzellen, die sogenannten T-Zellen, werden gegen den Krebs scharf gemacht und können Krebszellen nun wieder gezielt erkennen und eliminieren. Dies wird erreicht, indem man T-Zellen aus dem körpereigenen Blut isoliert und mit künstlich eingebauten Rezeptoren, sogenannten chimären Antigenrezeptoren (CARs), ausstattet. Die so veränderten Zellen werden dem Patienten verabreicht und können Krebszellen nun wieder bekämpfen.

Krebszellen(3D Modell)
Bekämpfte Krebszellen (3D Modell)
Gesunde Zelle (3D Modell)
T-Zelle (3D-Modell)

Was ist ein Chimärer Antigen Rezeptor (CAR)?

Die CAR-T-Zell-Therapie zielt darauf ab, gesunde T-Zellen von Krebspatienten derart genetisch zu verändern – sozusagen „re-programmieren“, dass Krebszellen erkannt und gezielt bekämpft werden können. Deshalb wurde bereits Mitte der 1980er Jahre ein synthetischer Rezeptor, der sogenannte chimäre Antigen-Rezeptor (CAR), eine Mischform aus einem Antikörper und einem T-Zell-Rezeptor entwickelt. „Chimär“ leitet sich aus dem Griechischen ab und steht für „Mischwesen“, was dem CAR begrifflich sehr gut gerecht wird. Der CAR vereint die Fähigkeit zur spezifischen Antigen-Bindung am Krebs (daher der Ausdruck „Antigen“) und die der T-Zell-Aktivierung in einem einzigen Molekül. Um mithilfe eines CARs einen Tumor (Krebs) zu bekämpfen, werden gesunde T-Zellen von Krebspatienten gentechnisch mit dem Bauplan des CARs ausgestattet. Die so veränderten T-Zellen bilden das CAR-Molekül auf ihrer Zelloberfläche.

Der CAR besteht aus?

  1. einem Teil, der eine spezifische Struktur der Tumorzelle erkennt, auch genannt extrazelluläre Antigen-Bindungsdomäne
  2. einem Gelenk ausserhalb der Zelle, das sogenannte Scharnier
  3. einem Teil, der durch die Zellmembran führt
  4. einer kostimulatorischen Einheit, welche Hilfssignale für die T-Zelle aktiviert
  5. einem Teil, der innerhalb der T-Zelle das Signal für die Aktivierung weiterleitet
CAR (3D Modell)

Die ersten „CAR-Prototypen“ waren im Kampf gegen Krebszellen wenig erfolgreich, da ihnen eine kostimulatorische Einheit fehlte. Mit der Zeit erkannte man die Wichtigkeit der kostimulatorischen Einheit für die erfolgreiche Aktivierung von T-Zellen und fügte den CAR-Konstrukten diese Struktur hinzu.

CAR-T-Zelle (3D Modell)

Wie funktioniert die CAR-T-Zell-Therapie?

Die CAR-T-Zell-Therapie zielt darauf ab, körpereigenen T-Zellen, die gegen den Krebs nicht (mehr) ankommen, die Fähigkeit zu verleihen, diesen zielgerichtet zu erkennen und zu bekämpfen. Die CAR-T-Zell-Therapie ist eine personalisierte, individuell auf den jeweiligen Patienten zugeschnittene Therapie. Sie wird nur einmalig, in Form einer Infusion verabreicht. Die mit dem CAR ausgestatteten T-Zellen können ihre natürliche Abwehr- und Schutzfunktion auch gegen den getarnten Krebs ausüben. Dazu gehört neben den bekannten Aktivierungs- und Abwehreffekten wie Bekämpfung der bösartigen Zelle, Vermehrung der aktiven T-Zelle (= klonale Expansion), Produktion von Zytokinen, Rekrutierung anderer Immunzellen, idealerweise auch die Bildung langlebiger, sogenannter Gedächtniszellen. Gedächtniszellen sichern bei erneutem Kontakt mit dem spezifischen Antigen, d.h. falls der Tumor erneut auftritt, eine rasche Immunantwort.