Jetzt haben Forschende der University of California San Francisco eine Methode entwickelt, die diesen Ablauf grundlegend vereinfacht. Sie programmieren die Abwehrzellen direkt im Körper um und umgehen damit den bisher nötigen Umweg über das Labor. Die Studie zu diesem neuen Ansatz erschien im Fachjournal Nature.

CAR-T-Zelltherapie entsteht im Körper und ersetzt den Laborprozess

Der bisherige Prozess dauert oft mehrere Wochen. Die Kosten liegen bei etwa 400.000 bis 500.000 Dollar. Zusätzlich erhalten viele Patienten eine Chemotherapie, um Platz für die neuen Zellen zu schaffen. Die Therapie gilt zwar als wirksam, bleibt aber wegen Aufwand, Kosten und begrenzter Therapiezentren für viele Patienten weltweit unerreichbar. „Es ist ein globales Zugangsproblem geworden“, sagt Studienleiter Justin Eyquem.

Die neue Methode soll bessere Bedingungen schaffen. Das Team der UCSF entwickelte ein System aus zwei Bausteinen. Diese bringen gezielt genetische Informationen direkt in T-Zellen im Körper ein. Dabei kommt eine Technik zum Einsatz, die wie eine präzise „Gen-Schere“ funktioniert. Sie sorgt dafür, dass neue DNA an einer genau festgelegten Stelle eingefügt wird. Das gilt als sicherer als frühere Verfahren, bei denen Gene teilweise zufällig eingebaut wurden.

Neue Technik verändert Immunzellen gezielt

Die beiden Bestandteile der Therapie übernehmen klare Aufgaben. Einer transportiert das Werkzeug zur Genveränderung, bekannt als CRISPR-Cas9, direkt in die T-Zellen. Der zweite bringt den Bauplan für die neue Krebs-Erkennung.

Die Veränderung erfolgt nur in T-Zellen. Andere Zellen bleiben unberührt. Das soll das Risiko unerwünschter Effekte senken. Weil der aufwendige Zwischenschritt im Labor entfällt, hat die Zuverlässigkeit der Methode höchste Priorität. „Im Labor können wir Zellen genau prüfen“, sagt Eyquem. „Im Körper geht das nicht. Deshalb mussten wir die Methode von Anfang an sehr präzise entwickeln.“

Tumoren verschwinden schnell – auch bei schwer behandelbaren Krebsarten

Die Ergebnisse aus den Versuchen fallen deutlich aus. In Mäusen mit aggressiver Leukämie verschwand der Krebs nach einer einzigen Behandlung bei fast allen Tieren. Der Effekt zeigte sich innerhalb von zwei Wochen.

Auch andere Krebsarten reagierten. Beim multiplen Myelom erreichten alle behandelten Tiere eine vollständige Remission. Besonders auffällig ist die Wirkung bei festen Tumoren. Diese gelten bislang als schwer zugänglich für CAR-T-Behandlungen.

Immunzellen bleiben stärker und vermehren sich besser

Ein weiterer Vorteil zeigt sich bei der Qualität der Zellen. „Besonders bemerkenswert ist, dass die Zellen im Körper besser aussehen als im Labor“, sagt Eyquem. „Sie behalten ihre Fähigkeit zur Vermehrung.“

Nach einer Woche lag die Zellvermehrung deutlich höher. Nach zwei Wochen verstärkte sich dieser Effekt weiter.

Neue CAR-T-Zelltherapie senkt Kosten und erweitert Zugang

Dieser Ansatz könnte die Therapie grundlegend verändern. Kliniken ohne Speziallabore könnten solche Behandlungen künftig anbieten. Wartezeiten würden entfallen. Auch die Kosten könnten sinken. „Wenn sich das auf Menschen übertragen lässt, könnten wir Kosten senken und Wartezeiten vermeiden“, sagt Eyquem. „Das würde den Zugang zu dieser Therapie deutlich erweitern.“

Langfristig zielt die Forschung auf eine standardisierte Therapie ab. Eine einzelne Injektion könnte ausreichen, um das Immunsystem gegen Krebs zu aktivieren.

Kurz zusammengefasst:

• Eine neue Form der CAR-T-Zelltherapie erzeugt Immunzellen erstmals direkt im Körper und ersetzt den aufwendigen Umbau im Labor.
• Die Methode arbeitet präziser, verändert gezielt T-Zellen und zeigte in Tiermodellen sehr hohe Erfolgsraten, etwa vollständige Tumorrückbildung in kurzer Zeit.
• Der Ansatz könnte Behandlungen deutlich schneller, günstiger und breiter verfügbar machen, muss jedoch noch in klinischen Studien am Menschen geprüft werden.

Übrigens: Nicht nur das Immunsystem entscheidet über schwere COVID-Verläufe im Alter – auch das Lungengewebe selbst treibt Entzündungen aktiv an und verstärkt Schäden. Neue Studien zeigen, warum diese Prozesse außer Kontrolle geraten können. Mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Alex Ritter/UCSF

Die Behandlung erfolgte am Universitätsklinikum Magdeburg. Dort entschied sich ein interdisziplinäres Team für einen ungewöhnlichen Schritt. Statt die bestehende Therapie weiter auszudehnen, wählten die Ärzte einen Ansatz, der bislang vor allem aus der Krebsmedizin bekannt ist.

Wenn bewährte Therapien an ihre Grenzen stoßen

Der Patient litt an einer IgG4-assoziierten Erkrankung. Diese seltene Autoimmunstörung kann mehrere Organe gleichzeitig betreffen. Das Immunsystem greift dabei körpereigenes Gewebe an. Entzündungen entstehen, Gewebe verhärtet sich, Narben bilden sich. Die Funktion betroffener Organe lässt mit der Zeit nach. In diesem Fall waren unter anderem Gallengänge, Lunge, Bauchspeicheldrüse und große Gefäße im Bauchraum betroffen.

Über viele Jahre versuchten Ärzte, den Krankheitsverlauf mit etablierten Therapien zu bremsen. Die Entzündungen ließen sich zeitweise eindämmen, verschwanden aber nicht vollständig. Die Erkrankung schritt weiter voran. Für den Patienten bedeutete das einen Alltag mit Schmerzen, eingeschränkter Belastbarkeit und wachsender Abhängigkeit von medizinischer Betreuung.

Warum eine Zelltherapie bei Autoimmunerkrankungen anders ansetzt

Als klar wurde, dass die bisherigen Behandlungen keinen dauerhaften Stillstand mehr erreichen, suchte das Team nach Alternativen. Gemeinsam mit dem Patienten fiel die Entscheidung für eine CAR-T-Zelltherapie. Dieses Verfahren kommt bislang vor allem bei bestimmten Krebserkrankungen zum Einsatz. Bei Autoimmunerkrankungen gilt es noch als experimentell.

Für die Therapie entnehmen Ärzte dem Patienten eigene Abwehrzellen. Diese Zellen werden im Labor gezielt verändert. Danach können sie krankheitsverursachende Immunzellen erkennen und ausschalten. Anschließend gelangen sie zurück in den Körper. Fachleute sprechen von einem „lebendigen Medikament“, weil die Therapie im Körper aktiv arbeitet und nicht wie ein klassisches Arzneimittel verabreicht wird.

Messbarer Erfolg statt subjektiver Eindrücke

Ein Jahr nach der Behandlung zeigt sich ein stabiles Ergebnis. Es finden sich keine aktiven Entzündungszeichen mehr. Eine dauerhafte Unterdrückung des Immunsystems ist nicht nötig. Die Belastbarkeit des Patienten hat deutlich zugenommen. Längere Reisen, die lange unmöglich waren, gehören wieder zum Alltag.

Der Therapieerfolg ließ sich auch objektiv belegen. Moderne bildgebende Verfahren machten den Rückgang der Entzündungsaktivität sichtbar. „Der Therapieerfolg ließ sich nicht nur klinisch sondern auch bildgebend eindeutig nachvollziehen“, sagt Prof. Dr. Michael C. Kreißl.

Warum der Fall international Aufmerksamkeit erhält

„Ein solcher Verlauf ist in dieser schwer behandelbaren Situation außergewöhnlich“, sagt die behandelnde Ärztin Prof. Verena Keitel-Anselmino. Mit konventionellen Therapien hätte sich diese Stabilität nach ihrer Einschätzung nicht erreichen lassen.

International existieren bislang nur sehr wenige vergleichbare Berichte. Neben dem Fall aus Magdeburg gibt es lediglich einen weiteren dokumentierten Einsatz dieser Therapieform bei einer IgG4-assoziierten Erkrankung aus China. Größere klinische Studien fehlen bislang.

Was noch offen bleibt

Unklar ist derzeit, ob, wie und bei welchen Patienten diese Therapie künftig sinnvoll eingesetzt werden kann. Auch mögliche Risiken, Langzeitfolgen und die Dauer der Wirkung müssen weiter untersucht werden. Der veröffentlichte Fall liefert wichtige Hinweise, ersetzt aber keine systematische Prüfung in Studien.

Hinzu kommt der organisatorische Aufwand. CAR-T-Zelltherapien sind technisch anspruchsvoll und kostenintensiv. Sie erfordern spezialisierte Zentren und erfahrene Teams. Bisher kommen sie vor allem bei bestimmten Krebserkrankungen zum Einsatz. Ob sie sich im Alltag der Autoimmunmedizin etablieren, bleibt offen.

Zusammenarbeit als entscheidender Faktor

Für Prof. Dimitrios Mougiakakos, der ebenfalls mitwirkte, steht ein Punkt im Vordergrund. „Dieser Fall zeigt, was möglich ist, wenn verschiedene Fachrichtungen eng zusammenarbeiten“, sagt er. In Magdeburg bündelten Experten aus Hämatologie, Gastroenterologie, Nuklearmedizin, Radiologie, Pathologie und Pneumologie ihre Erfahrung.

Der Patient profitiert heute von diesem Ansatz. Für andere Betroffene liefert der Fall wertvolle Anhaltspunkte – und eine realistische Einordnung dessen, was moderne Medizin leisten kann und wo sie noch Antworten finden muss.

Kurz zusammengefasst:

• Ein Patient mit einer seltenen IgG4-assoziierten Autoimmunerkrankung wurde nach mehr als zehn Jahren Leiden durch eine ursprünglich für Krebs entwickelte Zelltherapie erstmals dauerhaft beschwerdefrei, nachdem herkömmliche Behandlungen versagt hatten.
• Die Behandlung am Uniklinikum Magdeburg nutzte gezielt veränderte körpereigene Immunzellen, deren Erfolg nicht nur spürbar, sondern auch durch moderne Bildgebung objektiv nachweisbar war.
• Der Fall zeigt großes medizinisches Potenzial, macht aber zugleich deutlich, dass noch unklar ist, ob, wie und bei welchen Patienten diese Therapie künftig eingesetzt werden kann, da belastbare Studien und Langzeitdaten fehlen.

Übrigens: So wie bei der neuen Zelltherapie gegen Autoimmunerkrankungen greift die Forschung auch beim Krebs immer öfter auf fehlgeleitete Immunreaktionen zurück – diesmal ausgerechnet auf Zellen, die sonst Heuschnupfen auslösen. Wie Mastzellen zu gezielten Krebsjägern umprogrammiert werden und warum das große Hoffnung weckt, mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Vecteezy

Die Idee dahinter ist so einfach wie bestechend: Wenn ein Hund an einer Krankheit leidet, die beim Menschen ähnlich verläuft, lässt sich an ihm nicht nur der Therapieerfolg prüfen, sondern auch das Zusammenspiel zwischen Tumor und Immunsystem beobachten. Diesen Gedanken verfolgt auch die Ärztin und Tiermedizinerin Nicola Mason. Sie leitet das Comparative Immunotherapy Program – ein interdisziplinäres Projekt, das Human- und Tiermedizin verbindet.

Gemeinsamer Kampf gegen Krebs

Masons Ansatz gilt als Meilenstein für die moderne Krebsforschung. Die Wissenschaftler impften Hunde, die nach einer Amputation und Chemotherapie wegen Knochenkrebs behandelt wurden, mit einer Immuntherapie auf Basis von Listerien-Bakterien. Diese war ursprünglich zur Behandlung von HER2-positivem Brustkrebs beim Menschen entwickelt worden. Die Ergebnisse waren überraschend:

• Bei vielen Hunden verzögerte sich die Bildung von Metastasen deutlich.
• In einigen Fällen blieb die Krankheit sogar vollständig aus.

„Wir konnten zeigen, dass sich der Ausbruch der Metastasen sicher verzögern lässt – und in bemerkenswerten Fällen sogar verhindern“, so Mason. Die Studie, veröffentlicht im Rahmen des Programms, wurde später auch im Dokumentarfilm „Shelter Me: The Cancer Pioneers“ vorgestellt, der in den USA für zwei Emmys nominiert ist.

Damit war der Grundstein gelegt für ein neues Verständnis von Krebsbehandlung – eines, das die Grenzen zwischen Human- und Tiermedizin auflöst.

Warum Hunde so wertvoll für die Krebsforschung sind

Im Gegensatz zu Labortieren entwickeln Hunde Krankheiten spontan, also ganz natürlich – wie Menschen auch. Sie leben in derselben Umwelt, atmen dieselbe Luft, essen industriell hergestellte Nahrung und altern ähnlich. Das macht ihre Krankheitsverläufe besonders aussagekräftig.

„Viele dieser Krankheiten – vor allem Krebs und Autoimmunerkrankungen – verlaufen bei Hunden und Menschen biologisch und klinisch erstaunlich ähnlich“, erklärt Mason. „Wir haben also natürliche Krankheitsmodelle direkt an unserer Seite – Hunde, deren Erkrankungen denen des Menschen sehr ähnlich sind.“

Für die Forschung bedeutet das:

• Erkenntnisse aus der Behandlung von Hunden lassen sich schneller auf den Menschen übertragen.
• Neue Medikamente können sicherer getestet werden, bevor sie in klinische Studien mit Menschen gehen.
• Die Tiere selbst profitieren, weil sie Zugang zu innovativen Therapien bekommen, die es sonst noch nicht gibt.

Neue Hoffnung durch Zelltherapien

Das Team in Pennsylvania arbeitet inzwischen an weiteren innovativen Verfahren. Eines davon ist die CAR-T-Zell-Therapie, bei der körpereigene Abwehrzellen gentechnisch so verändert werden, dass sie Krebszellen gezielt angreifen. Mason und ihre Kollegen nutzen sogenannte „gepanzerten“ CAR-T-Zellen, die zusätzlich einen Botenstoff (Interleukin-18) freisetzen, um die Immunabwehr weiter zu stärken.

Diese Behandlungen werden aktuell bei Hunden mit B-Zell-Lymphomen und Leukämien getestet – Erkrankungen, die in vielen Aspekten den menschlichen Varianten gleichen. Parallel dazu läuft eine zweite Studie, die von den US National Institutes of Health (NIH) gefördert wird. Dabei werden invariante natürliche Killerzellen (iNKT-Zellen) eingesetzt, die aus gesunden Spendern stammen und sich ohne Abstoßungsreaktion übertragen lassen.

Mason bezeichnet diesen Schritt als „echte Annäherung an eine Therapie, die man künftig als ‚fertige Zellbehandlung aus dem Regal‘ anbieten könnte“. Ein solches „off-the-shelf“-Verfahren wäre ein Durchbruch – nicht nur für die Veterinärmedizin, sondern auch für Kinder mit seltenem Knochenkrebs (Osteosarkom), für die bislang kaum Behandlungsmöglichkeiten existieren.

Die Idee der „One Health“ wird Realität

Das Programm steht für eine wachsende Bewegung in der Medizin: „One Health“ – der Gedanke, dass die Gesundheit von Mensch und Tier untrennbar miteinander verbunden ist. Krankheiten, Medikamente und Immunsysteme unterscheiden sich weniger, als man lange annahm.

Aktuell arbeitet Masons Team mit Partnern des Children’s Hospital of Philadelphia und der Columbia University zusammen, um Zelltherapien gegen Autoimmunerkrankungen wie Pemphigus, einer schweren Hautkrankheit, zu entwickeln. Auch Tumorzelllinien und sogenannte „Organoide“ – Mini-Tumoren im Labor – werden mit Hundezellen getestet, um Medikamente frühzeitig auf Wirksamkeit zu prüfen.

Kurz zusammengefasst:

• Hunde mit Krebs helfen der Forschung, weil ihre Erkrankungen dem Menschen sehr ähnlich sind. Sie entwickeln Tumore auf natürliche Weise und reagieren vergleichbar auf Behandlungen.
• An der University of Pennsylvania erproben Forscher neue Immuntherapien wie CAR-T-Zellen und HER2-Impfstoffe direkt bei Hundepatienten. So lassen sich Ergebnisse schneller in die Humanmedizin übertragen.
• Die Erkenntnisse aus der Tiermedizin liefern realistische Daten und beschleunigen die Krebsforschung. Sie eröffnen neue Chancen bei schweren Krankheiten wie Osteosarkom oder Autoimmunstörungen.

Übrigens: Eine mRNA-Impfung gegen Covid-19 kann das Immunsystem so stark aktivieren, dass Immuntherapien bei Krebs besser wirken. Mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Penn State