Oligonukleotide und Tumore
Bereich C: Oligonukleotide und Tumore
C1 Medizinische Klinik und Poliklinik IV, Bereich Gastroenterologie
Immuntherapie des Pankreaskarzinoms mit immunstimulatorischer siRNA
Prof. Dr.med. Max Schnurr
Internist, Max-Eder-Nachwuchsgruppenleiter
Medizinische Klinik und Poliklinik IV, Klinikum der Universität München
Ziemssenstraße 1, 80336 München
Tel. 089-5160-5300, Fax -7330, max.schnurr(at)med.uni-muenchen.de
1.1 Ziele und Arbeitsprogramm
Hintergrund
Prinzipiell ist das Immunsystem in der Lage, Tumorzellen spezifisch zu erkennen und abzutöten. Tumore haben jedoch Mechanismen entwickelt, um sich vor einem Angriff durch das Immunsystem zu schützen. Ziel einer Immuntherapie ist es, einerseits Immunantworten gegen Tumorzellen zu induzieren (z. B. durch Impfung) und andererseits die Immunsuppression zu durchbrechen. Eine ausgeprägte Immunsuppression geht vom Pankreaskarzinom aus, welches zu den äußerst aggressiven Krebserkrankungen mit extrem schlechter Prognose zählt. Das Cancer Vaccine Lab beschäftigt sich mit diversen Aspekten der Tumorimmunologie mit dem Ziel der Entwicklung innovativer Tumortherapien.
1. Entwicklung von Krebsimpfstoffen: Diese zielen auf die Induktion zytotoxischer T-Lymphozyten (CTL) ab, die Tumorzellen über MHC-I/Peptid-Komplexe auf der Zelloberfläche erkennen und töten. Voraussetzung für die Induktion von CTL ist die Präsentation von Tumorantigen auf MHC-I Molekülen durch dendritische Zellen. Unsere Arbeitsgruppe konnte zeigen, dass eine Formulierung von Tumorantigen mit „immunstimulatorischen Komplexen“ (ISCOM) effiziente Immunantworten auslösen. Hierbei handelt es sich um Nanostrukturen aus Phospholipid, Cholesterin und Saponin, mit denen Tumorproteine als Impfstoff formuliert werden können (ISCOM-Vakzine).
2. Durchbrechung Tumorinduzierter Immunsuppression: Bei Pankreaskarzinomen im Mausmodell stellte sich heraus, dass die T-Zellantworten durch den Tumor stark gehemmt wurden. Diesbezüglich spielen immunsuppressive Moleküle, wie TGF-beta, und regulatorische T-Zellen eine wichtige Rolle. Derzeit evaluieren wir verschiedene Strategien, Immunantworten in Mäusen mit Tumoren durch Aufhebung dieser suppressiven Mechanismen zu optimieren.
3. Zytosolische Helikasen als Zielstrukturen für die Tumortherapie: Die RIG‑I-like-Helikasen retinoic acid-inducible gene I (RIG-I) und melanoma differentiation-associated antigen-5 (MDA-5) sind Rezeptoren für virale RNA im Zytoplasma und lösen antivirale Immunantworten aus. Wir konnten Helikasen als neue Zielstrukturen für die Therapie des Pankreaskarzinoms identifizieren. Synthetisch hergestellte RIG-I-Liganden induzieren die Synthese von Typ-I-Interferon und Apoptose in Pankreaskarzinomzellen. Zudem beobachteten wir eine Regression fortgeschrittener Tumore im Mausmodell. Die immunologischen Konsequenzen von RLH-vermitteltem Zelltod sind Gegenstand aktueller Untersuchungen.
4. Therapie mit bispezifischer siRNA: Das Prinzip der RNA-Interferenz ermöglicht mit Hilfe kleiner RNA-Moleküle (small interfering RNA) eine gezielte Hemmung definierter Genprodukte. Durch Modifikation von siRNA als 5’-triphosphat-siRNA wird diese gleichzeitig zum Liganden für den Immunrezeptor RIG-I. Somit können Expressionshemmung und RIG-I-vermittelte Immunstimulation in einem Molekül vereint werden. Es resultiert eine gegen den Tumor gerichtete Immunantwort. Prinzipiell können mit der siRNA verschiedene Zielstrukturen ausgeschaltet werden, wie anti-apoptotische, angiogenetische oder immunsuppressive Moleküle.
5. Regulation von Immunprozessen durch das Inflammasom: Das Inflammasom ist ein im Zytosol gelegener Enzymkomplex, der für die Aktivierung von Zytokinen der IL-1-Familie (IL-1beta, IL-18) verantwortlich ist. Das Inflammasom spielt bei zahlreichen pathologischen Prozessen, wie der Gicht, Silikose, Arteriosklerose und Diabetes mellitus eine zentrale Rolle. Wir interessieren uns für den Einfluss des NLRP3 Inflammasoms auf entzündliche Darmerkrankungen sowie der Entstehung von Darmkrebs. Zudem untersuchen wir Impfstoffe, die über das Inflammasom eine Immunaktivierung vermitteln.
1.2 Geplante Promotionsprojekte im Kolleg
1. Einfluss von Galectin-1 auf die systemische Immunantwort im Pankreaskarzinom.
2. Effekte von RIG-I-Liganden auf humane und murine Pankreaskarzinomzellen und intratumorale Lymphozyten.
3. Therapie des Pankreaskarzinoms mit immunstimulatorischer siRNA gegen Galectin-1.
1.3 Vorhandene Methoden
a) Durchflusszytometrie und Immunhistochemie, b) ELISA und Multiplex zur Detektion von Zytokinen und Chemokinen, c) quantitative real-time-PCR und Western blotting, d) in vitro-Transkription von 5’-Triphosphat-siRNA, e) subkutane und orthotope Pankreaskarzinommodelle, f) Analyse antigenspezifischer T-Zellen (ELISpot, FACS).
C2 Abteilung für Klinische Pharmakologie, Arbeitsgruppe Tumor-immunologie
Steuerung der Migration von Lymphozyten in den Gastrointestinaltrakt durch immunstimulierende Oligonukleotide
Dr. med. Sebastian Kobold
Stellv. Leiter der Arbeitsgruppe Tumorimmunologie
Abteilung für Klinische Pharmakologie
Medizinische Klinik und Poliklinik IV
Klinikum der Universität München
Ziemssenstraße 1, 80336 München
Tel. 089-5160-7324, Fax -7327, sebastian.kobold(at)med.uni-muenchen.de
Bis 2011
Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Carole Bourquin
Fachärztin für Klinische Pharmakologie, Biologin, Fachimmunologin (DGfI)
Leiterin der Arbeitsgruppe Tumorimmunologie
Seit 2012
Chair of Pharmacology
Departement of Medicine
Faculty of Science
University of Fribourg
Ch. du Musée 5
1700 Fribourg
Swizerland
Tel. +41 26 300 9410 or 9411, Fax +41 26 300 9683 carole.bourquin(at)unifr.ch
Prof. Dr. med. Stefan Endres, siehe A4
Leiter der Arbeitsgruppe Tumorimmunologie
2.1 Ziele und Arbeitsprogramm
Immunstimulatorische Oligonukleotide aktivieren Lymphozyten zur Migration und zur Immunabwehr. In diesem Projekt soll die Wirkung von immunstimulatorischen Oligonukleotiden auf die Lymphozyten-Migration in den Gastrointestinaltrakt untersucht werden. Diese Fragestellung ist von unmittelbarer Relevanz für die Entwicklung zielgerichteter Strategien zur Immuntherapie von gastrointestinalen Tumoren.
2.2 Geplante Promotionsprojekte im Kolleg
1. Migrationsphänotyp von Lymphozyten nach in vitro-Aktivierung mit immunstimulatorischen Oligonukleotiden.
2. In vivo-Aktivierung mit immunstimulatorischen Oligonukleotiden: Expression von a4b7 und CCR9 auf Lymphozyten im Gastrointestinaltrakt.
3. Migration von Lymphozyten in den Gastrointestinaltrakt nach Aktivierung mit immunstimulatorischen Oligonukleotiden.
2.3 Vorhandene Methoden
a) Untersuchung von Zelloberflächenmarkern mittels Durchflusszytometrie und Immunhistochemie, b) ELISA zur Detektion von Zytokinen und Chemokinen im Serum, Zellüberständen und Geweben, c) real-time-PCR und Western blot zur Detektierung von Adhäsionsmolekülen und Chemokinen in Geweben, d) Isolation von Zellpopulationen über Microbeads, e) in vivo-Applikation von verschiedenen immunstimulatorischen Oligonukleotiden in der Maus (Liganden für TLR3, TLR7 und TLR9), f) in vivo-Transfer von Immunzellen in die Maus.