T-Zellen genetisch analysieren

Tilmann Bürckstümmer und Thomas Moser schalten Gene in T-Zellen gezielt ab

© Myllia Biotechnology/futurezone

Science

Manipulierte Abwehrzellen können Tumore vernichten

In unserem Organismus befinden sich unterschiedliche Zelltypen mit verschiedenen Aufgaben. Für unsere Gesundheit sind insbesondere die sogenannten T-Zellen verantwortlich. Unter anderem erkennen sie von einem Krankheitserreger wie Viren oder Bakterien befallene Zellen und vernichten diese.

Auch in der Bekämpfung von Tumorzellen stehen sie im Mittelpunkt. Seit mehreren Jahren hat sich die Immunonkologie als besonders vielversprechend herausgestellt. Bei Immuntherapien wird das Immunsystem so verändert, dass die körpereigenen Abwehrzellen Tumorzellen erkennen und angreifen können.

Eigenschaften von Genen

Doch nicht alle Tumorarten sind mit dieser Therapie gleich gut behandelbar und die Mechanismen der Immunantwort nicht vollständig entschlüsselt. Das will ein heimisches Forschungsteam ändern. Um die Eigenschaften einzelner Gene in den T-Zellen und somit die Wirkungsweise von Arzneimittel besser zu verstehen, hat das österreichische Unternehmen Myllia Biotechnology eine neue Technologieplattform entwickelt.

Zum Einsatz kommt eine sogenannte Einzelzell-Sequenzierung in Kombination mit der „Genschere“ CRISPR/Cas9. Das ist ein molekularbiologisches Verfahren, bei dem ein DNA-Strang an einer bestimmten Stelle abgeschnitten wird und die Gene präzise modifiziert werden. 

„Wir manipulieren die Zelle mit CRISPR und schalten dabei verschiedene Gene gezielt aus. Dann schauen wir, wie sich der Gesamtzustand der Zelle verändert. So bekommen wir einen Schnappschuss vom physiologischen Zustand der Zelle und wie er durch das Ausschalten einzelner Gene beeinflusst wird“, sagt Tilmann Bürckstümmer, Forscher bei Myllia Biotechnology, der futurezone. 

Unterscheidung

Tumor 
Der lateinische Begriff bedeutet „Geschwulst“. Unabhängig von der Ursache nimmt ein Gewebe an Volumen zu. Diese kann gut- oder bösartig sein

Krebs
Ist der Tumor bösartig, spricht man von Krebs. Das Gewebe wächst unkontrolliert weiter und kann in umliegendes Gewebe oder Organe wandern

Metastasen
Metastasen sind die Tochtergeschwüre von bösartigen Tumoren. Sie treten an diversen Stellen  auf und verbreiten so den Krebs. Metastasen treten oft auch auf, wenn der ursprüngliche Tumor bereits entfernt wurde

Wie Lichter in der Stadt

Die Analyse dieser Zellnetzwerke könne man sich laut Thomas Moser, Geschäftsführer des Unternehmens, folgendermaßen vorstellen: „Wenn man nachts auf eine Stadt blickt, kann man verschiedene Lichter sehen. Wenn die Wasserversorgung beispielsweise ein starkes Licht ist und diese ausgeschaltet wird, werden wir starke Konsequenzen im gesamten Netzwerk der Stadt sehen. Wenn wir hingegen die Verwaltung ausschalten, werden wir weniger dramatische Auswirkungen haben.“ 

Aus der Abschaltung einzelner Knoten und der nachfolgenden Beobachtung des Netzwerks in der Zelle könne man letztlich ableiten, welche Verbindungen dahinterstehen und so das Netzwerk an Stoffwechselwegen besser verstehen, so Moser. 

Wirkungsmechanismen

Für die Entwicklung besserer Therapeutika ist das wesentlich. Denn so erhält man einzigartige Einblicke, wie Arzneimittel in der komplexen Umgebung einer Zelle wirken. „In erster Linie soll die Technologieplattform neue Ansatzpunkte für Therapeutika liefern“, sagt Bürckstümmer. Bei Lungenkrebs etwa gebe es nur wenige therapeutische Optionen. Startet ein Pharma- oder Biotechnologie-Unternehmen ein Programm zur Bekämpfung einer solchen Erkrankung, muss es zunächst abklären, welche zellulären Angriffspunkte es wählen soll.

Tilmann Bürckstümmer und Thomas Moser

„Die Definition neuer Ansatzpunkte ist entscheidend für den Erfolg des gesamten Programms, denn ein Medikament kann nur dann erfolgreich sein, wenn es die richtigen Zielstrukturen angreift“, so der Forscher.  In der Immunonkologie sei dieser Ansatz vielversprechend. Laut Moser haben sich Immuntherapien etwa in der Behandlung von Leukämien oder Hautkrebs bereits sehr bewährt. „Wenn wir die T-Zellen entsprechend manipulieren, dann ließe sich dieser Therapieansatz auf solide Tumoren ausweiten.“

Hypothesen testen

Myllia Biotechnology arbeitet mit verschiedenen internationalen Pharma- und Biotechnologie-Unternehmen zusammen. „Wir verbessern ständig die technologische Basis und treiben die Skalierung weiter voran. Als wir gestartet sind, war die Einzelzellsequenzierung noch in den Kinderschuhen und wir haben Experimente in 3.000 Zellen gemacht. Inzwischen verwenden wir routinemäßig mehr als 500.000 Zellen in einem Experiment“, so Moser. Dies erlaube es, viele Hypothesen parallel zu testen und schnell zu stichhaltigen und umfassenden Ergebnissen zu kommen. 

Unterstützt wurde die Firma von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG). Im Rahmen der Ausschreibung Austrian Life Sciences fördert sie generell Forschungs- und Entwicklungsprojekte sowie klinische Studien. Nähere Informationen erhalten Interessierte im Zuge eines Webinars  am 12. Dezember. 

Diese Serie erscheint in redaktioneller Unabhängigkeit mit finanzieller Unterstützung der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG).

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Andreea Iosa

Andreea Iosa beschäftigt sich mit neuesten Technologien und Entwicklungen in der Forschung – insbesondere aus Österreich – behandelt aber auch Themen rund um Raumfahrt sowie Klimawandel.

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