CAR-T-Zellen: Eine Gentherapie gegen Krebs

Gegen Infektionskrankheiten kämpft unser Immunsystem sehr stark, gegen Tumorzellen meist nur unzureichend, weil diese sich tarnen. Praktisch wäre es, wenn wir ihm beibringen könnten, Tumorzellen besser zu erkennen. Eine Gentherapie bietet die Chance, genau das zu tun.

Die Gentherapie behandelt T-Zellen, das sind Immunabwehrzellen, die nach körperfremden Zellen fahnden. Ihre Fahndungsvorlage ist allerdings kein Bild, sondern eine Art Puzzleteil. Mit einem Rezeptor suchen sie Moleküle auf der Oberfläche anderer Zellen, die zu ihrem Rezeptor wie ein Puzzleteil zum anderen passen. Die so gefundenen Zellen werden anschließend vom Immunsystem angegriffen.

Eine infizierte Zelle wird von einer T-Zelle erkannt und angegriffen.
Der Rezeptor von der T-Zelle erkennt Moleküle, die wie ein Gegenstück zum Puzzleteil passen. Grafik: Wissenschaft im Dialog; Totenkopf: Andrew Cameron, CC-BY.

T-Zellen haben eine Vielzahl unterschiedlicher Rezeptoren, die zu ganz verschiedenen Molekülen passen. Damit erkennen sie viele virusinfizierte Zellen und teilweise auch Tumorzellen. Doch Tumorzellen verstecken sich oft vor den T-Zellen. Entweder zeigen sie gar keinen erkennbaren Rezeptor auf ihrer Oberfläche oder sie täuschen eine Entwarnung vor, wenn sie gefunden werden. So entgehen Tumorzellen den Mechanismen des Immunsystems und wuchern unkontrolliert weiter.

Eine Tumorzelle mit durchgekreuztem Rezeptor und Stop-Signal steht gegenüber einer T-Zelle.
Tumorzellen verstecken sich vor dem Immunsystem. Entweder in dem sie keine erkennbare Molekule auf ihrer Oberfläche zeigen, oder in dem sie die Immunzellen bremsen. Grafik: Wissenschaft im Dialog.

Mit einer Gentherapie wollen Medizinforscher T-Zellen beibringen, wie sie Tumorzellen trotz aller Täuschungsmanöver aufspüren können. Dafür werden sie mit einem besonderen Rezeptor ausgestattet. Er ist individuell auf die Tumorzellen des Patienten angepasst und kann sie gut erkennen.

Dafür nutzt man die CRISPR-Cas-Methode. Dem Patienten wird Blut abgenommen, um die T-Zellen im Labor zu behandeln. Ziel der Behandlung ist es, die Sequenz für den neuen Rezeptor in die Zelle zu bringen. Dazu gibt man den CRISPR-Cas-Komplex mit der neuen Sequenz zu den T-Zellen. Das Cas-Protein schneidet die DNA an genau der Stelle, an der das neue Rezeptor-Gen eingesetzt werden soll. Danach repariert die Zelle den Schnitt und kopiert dabei die neue Sequenz. Damit haben die Zellen einen neuen „Bauplan“ für den Rezeptor. Im Labor prüfen Mediziner, ob alles funktioniert. Am Ende bekommt der Patient die Zellen mit dem neuen Rezeptor zurück.

Der künstliche Rezeptor wird CAR genannt und die therapierten Zellen nennt man CAR-T-Zellen.

Eine Tumorzelle mit einem Merkmal an der Oberfläche wird von einer T-Zelle gebunden und zerstört.
CAR-T-Zellen haben einen künstlichen Rezeptor, der Tumorzellen erkennen kann. Die identifizierten Tumorzellen werden anschließend vom Immunsystem angegriffen. Grafik: Wissenschaft im Dialog; Totenkopf: Andrew Cameron, CC-BY.

Die ersten Therapien mit CAR-T-Zellen sind schon auf dem Markt. Ende 2017 haben zwei solcher Therapien eine Zulassung in den USA erhalten. Diese arbeiten allerdings noch nicht mit CRISPR-Cas, sondern mit anderen gentechnischen Methoden. Doch in klinischen Studien wird CRISPR-Cas bereits erprobt und kommt wohl in näherer Zukunft zur Anwendung.

Wie groß sind die Chancen, Krebspatienten mit einer Gentherapie zu heilen? Welche Fortschritte kann CRISPR-Cas dabei bringen? Welche Risiken birgt die Therapie? Wer Lust hat, darüber zu diskutieren, ist herzlich eingeladen, unsere Veranstaltungen zu besuchen oder sich in den Kommentaren zu äußern.

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