Neuartige Strategie kann Stammzelltransplantationen sicherer machen

Stammzelltransplantation (auch Knochenmarktransplantation genannt) und Gentherapie gehören zu den wirksamsten Heilansätzen für Blutkrankheiten wie Sichelzellenanämie, B-Thalassämie, Immunschwäche und einige Blutkrebsarten. Der Ersatz oder die Korrektur der blutbildenden Stammzellen kann die Möglichkeit eines dauerhaften Nutzens oder einer Heilung bieten. Bevor Patienten diese Therapien erhalten können, benötigen sie jedoch in der Regel eine intensive und oft toxische Chemotherapie oder Bestrahlung, um im Knochenmark Platz für die neuen Stammzellen zu schaffen.

In einer neuen Studie, die heute veröffentlicht wurde Naturbeschreibt ein Forscher eine neue Strategie, um Stammzelltransplantationen sicherer zu machen, indem die auf Chemotherapie basierende Behandlung durch einen gezielteren Ansatz ersetzt wird. Anstatt toxische Wirkstoffe zu verwenden, die die DNA im gesamten Körper schädigen, verwenden sie Antikörper, die spezifische Marker auf blutbildenden Stammzellen erkennen. Diese Antikörper können dazu beitragen, die vorhandenen Stammzellen des Patienten auf selektivere und weniger toxische Weise aus dem Knochenmark zu entfernen.

Ein Antikörper kann normalerweise nicht zwischen den ursprünglichen Stammzellen des Patienten und den infundierten therapeutischen Stammzellen aus der Behandlung unterscheiden. Bleibt der Antikörper im Körper, kann er auch die transplantierten Zellen angreifen und deren Integration verhindern. Der Forscher Pietro Genovese, PhD, vom Dana-Farber/Boston Children’s Cancer and Blood Disorders Center, und sein Team lösten dieses Problem, indem sie den therapeutischen Stammzellen eine Form des molekularen Schutzes gaben.

Mit präzisen Werkzeugen zur Genombearbeitung veränderten sie eine winzige Erkennungsstelle, ein „Epitop“, auf der Oberfläche der Spenderstammzellen. Diese kleine Veränderung verhinderte die Bindung des Antikörpers an die therapeutischen Zellen und bewahrte gleichzeitig die normale Funktion des Proteins. Vereinfacht ausgedrückt erhielten die veränderten Stammzellen eine molekulare Tarnung: Sie konnten sich vor dem Antikörper verstecken, während die unbearbeiteten Zellen angreifbar blieben.

Die Ergebnisse zeigen, dass geschützte Stammzellen die Antikörperbehandlung überleben, sich in das Knochenmark integrieren und sich im Laufe der Zeit allmählich anreichern können. Dies schafft eine neue Möglichkeit, nicht nur Platz für transplantierte Zellen zu schaffen, sondern auch gezielt die therapeutischen Zellen nach der Transplantation zu bevorzugen. Der Ansatz kombinierte die therapeutische Bearbeitung von Blutstammzellen, um das fötale Hämoglobin zu erhöhen, eine schützende Form von Hämoglobin, die das defekte adulte Hämoglobin kompensieren kann, das bei Sichelzellenanämie und B-Thalassämie auftritt.

Indem wir eine Chemotherapie vermeiden, können wir Stammzelltransplantationen für weniger schwerwiegende Krankheiten oder für fragile Patienten ermöglichen, die normalerweise zu krank sind oder ein zu hohes Risiko für eine Transplantation haben. Typischerweise sind Knochenmarktransplantationen Patienten mit lebensbedrohlichen Erkrankungen vorbehalten, gleichzeitig aber auf diejenigen Patienten beschränkt, die die Chemotherapie vertragen.“

Gabriele Casirati, MD, Dozentin im Labor von Genovese und Erstautorin der Studie

Diese Arbeit könnte Auswirkungen auf die Zukunft sowohl der Stammzell- als auch der Gentherapie haben. Erstens kann es dazu beitragen, chemotherapiefreie oder chemotherapiesparende Transplantationsansätze zu ermöglichen und so die Behandlungslast für Patienten zu verringern, die derzeit dem Risiko einer DNA-Schädigung ausgesetzt sind. Zweitens könnte die Strategie dazu beitragen, dass therapeutische Stammzellen die für einen klinischen Nutzen erforderlichen Werte erreichen, da der Antikörper weiterhin nach geschützten Zellen nach der Transplantation selektieren kann.

Die umfassendere Bedeutung geht über erbliche Bluterkrankungen hinaus. In früheren Arbeiten veröffentlicht in Naturnutzte das Team das gleiche allgemeine Prinzip der Epitopbearbeitung, um gesunde Blutstammzellen vor starken Krebsimmuntherapien wie CAR-T-Zellen oder therapeutischen Antikörpern zu schützen und gleichzeitig zu ermöglichen, dass diese Therapien Leukämiezellen angreifen. Zusammengenommen deuten diese Studien darauf hin, dass die Epitop-Editierung zu einer flexiblen Plattform werden könnte: Eine Anwendung könnte Stammzelltransplantation und Gentherapie sicherer machen, während eine andere den Einsatz der Krebsimmuntherapie erweitern könnte, indem sie die normale Blutbildung vor unbeabsichtigten Schäden schützt.

„Obwohl sich diese Arbeit noch in der präklinischen Phase befindet, weist sie auf eine Zukunft hin, in der Patienten möglicherweise kurative Stammzelltherapien mit geringerer Toxizität, weniger Abhängigkeit von Chemotherapie und größerer Präzision erhalten“, sagte Genovese. „Durch die Kombination gezielter biologischer Konditionierung mit molekular geschützten therapeutischen Stammzellen bietet diese Strategie einen neuen Rahmen für sicherere und leichter zugängliche Behandlungen für ein breites Spektrum von Blutkrankheiten.“

Die in dieser Studie verwendete Technologie ist gemeinsames Eigentum von Boston Children’s und dem Dana-Farber Cancer Institute.

Quellen: