Unter dem Begriff Immuntherapie versteht man Behandlungsansätze, die die Aktivität des Immunsystems beeinflussen. Dabei unterscheidet man in der Hämatologie und Onkologie zwischen aktiven und passiven Ansätzen. Bei der aktiven Immunisierung wird versucht, das Immunsystem durch Vakzinierung oder die Gabe von körpereigenen Interferonen (IFN) oder Interleukinen (IL) (z.B. IFN-α und IL-2) zu stimulieren und somit das Immunsystem zur Bekämpfung von Tumorzellen zu aktivieren. Diese Therapieform wird zur Unterstützung des eigenen Immunsystems gegen Tumorzellen eingesetzt. Bei der passiven Immuntherapie handelt es sich um eine Substitution des Immunsystems durch die Gabe von Immunglobulinen, die gegen tumorassoziierte Antigene gerichtet sind. Dabei handelt es sich um monoklonale Antikörper, die im Körper eine antikörpervermittelte zelluläre Zytotoxizität (antibody dependent cellular cytotoxicity, ADCC) induzieren und auf diese Weise die Lyse der Tumorzellen unterstützen [50]. In der Pädiatrie kommen verschiedene monoklonale Antikörper zum Einsatz. Rituximab z.B. (MabThera®) ist in Deutschland seit 1998 zugelassen und wird zur Behandlung von CD20-positiven B-NHLs eingesetzt. Durch die Bindung an CD20 auf B-Lymphozyten löst es über die ADCC die Apoptose der Tumorzellen aus. Alemtuzumab (Campath®) richtet sich gegen das CD52 Molekül auf reifen Lymphozyten und wird zur Konditionierung eingesetzt. Ein relativ neuer Ansatz ist das bispezifische T-Zell-Antikörperkonstrukt Blinatumomab (bispecific T cell engager, BiTE®), das sich gegen CD19 richtet und bei rezidivierenden oder refraktären B-Vorläufer ALL eingesetzt wird. Neben den tumorassoziierten Antigenen bindet Blinatumomab gleichzeitig polyklonale T-Zellen und verstärkt so die T-Zell vermittelte anti-Tumor Immunantwort [51].
Zelluläre Immuntherapie
In einer Veröffentlichung aus dem Jahr 1990 gelang es Kolb et al., den GvL-Effekt durch die alleinige Gabe von Spenderlymphozyten zur erfolgreichen Behandlung rezidivierender CML Patienten zu beweisen und somit das Feld der adoptiven zellulären Immuntherapien zu öffnen [52]. Die Idee der adoptiven Immuntherapien ist es, immunologische Effektorzelllen (hauptsächlich T-Lymphozyten aber auch NK-Zellen) ex vivo zu expandieren und/oder zu modulieren und sie dann zu verabreichen (Abb. 1.5). In vivo können die Zellen durch die Aktivierung einen GvL/T-Effekt ausüben und auch
expandieren, um so ein langfristiges immunologisches Gedächtnis zu entwickeln. Dabei gilt es aber zu beachten, dass die verabreichten Zellen zum einen eine GvHD auslösen und zum anderen auch gesundes Gewebe angreifen können. Mittlerweile ist die Gabe von DLIs als adoptive Immuntherapie eine gut etablierte Therapieoption [18, 19, 52, 53]. Eine weitere Form der DLI stellen virusspezifische T-Zellen dar, zu deren Selektion und Expansion mittlerweile eine Vielzahl an Methoden beschrieben wurde [54]. Die Stimulation der virusspezifischen T-Zellen erfolgt ex vivo durch die Ko-Inkubation von mononukleären Zellen des peripheren Bluts (peripheral blood mononuclear cell, PBMC) mit APCs, die zuvor mit viralen Plasmiden oder Vektoren transduziert wurden und entsprechende Antigene enthalten [55, 56]. Alternativ können PBMCs direkt mit Virus-Lysat oder –Peptiden inkubiert werden, um so die virusspezifischen Zellen zu stimulieren [57, 58]. Die Selektion kann durch die mittlerweile gut etablierte Methode der IFN-γ Sekretion erfolgen. Kommen virusspezifische T-Zellen mit viralen Partikeln in Kontakt, sekretieren sie IFN-γ und können aufgrund der Sekretion immunomagnetisch selektioniert werden [59]. Eine alternative Methode basiert auf der Multimer-Technologie. Dazu werden MHC-gekoppelte Antikörper verwendet, die Virus-Peptide präsentieren und zusätzlich an einen Fluoreszenz-Farbstoff gekoppelt sind. Das ermöglicht die Identifizierung der virusspezifischen T-Zellen. Die zusätzliche Kopplung an immunomagnetische beads ermöglicht anschließend eine direkte Selektion der virusspezifischen Zellen [60]. Die beschriebenen Verfahren haben alle Vor- und Nachteile und unterscheiden sich vor allem in der Dauer und den Kosten. In einer Studie von Heslop et al. konnte gezeigt werden, dass EBV-spezifische zytotoxische Spenderlymphozyten für mehrere Jahre im Patienten persistieren können und in der Lage sind, bei viraler Reaktivierung in vivo zu re-expandieren [61]. Zusätzlich wurden EBV-spezifische CTLs mit einem CD4- und CD8-positivem Phänotyp als Effektorzellen im antigen-spezifischen immunologischen Lang-Zeit Gedächtnis identifiziert. Durch die Gabe von virusspezifischen CTLs wurde ein immunologisches Gedächtnis generiert, dass für eine stetige Neubildung und somit ein besseres Überleben von Effektorzellen in vivo sorgt [61–64]. Sowohl die DLI als auch die virusspezifischen T-Zellen bieten durch ihre anti-Tumor Aktivität, ihre Proliferationsfähigkeit in vivo und ihre Persistenz eine zusätzliche und unterstützende Immunantwort.
Abb. 1.5: Adoptive Immuntherapie. Unter der adoptiven Immuntherapie versteht man die Übertragung von ex vivo modulierten oder aktivierten autologen und allogenen Spenderzellen, die nach Expansion dem Patienten infundiert werden (Abbildung entnommen und verändert aus Eggermont et al. [65]).
Eine neue Form der adoptiven Immuntherapie stellen die mittels chimärem Antigenrezeptor (chimeric antigen receptor, CAR) genetisch modifizierten T-Zellen dar, deren Anwendung in Amerika mittlerweile durch die U.S. Food and Drug Administration (FDA) zugelassen ist (CTL019 CAR, Kymriah™). CAR T-Zellen sind rekombinante Rezeptor Konstrukte, die Antigene MHC-unabhängig erkennen können und trotzdem die ko-stimulatorischen Signale der T-Zellen beinhalten, wodurch sie eine starke zytotoxische Aktivität besitzen. Auf der Oberfläche der CAR T-Zellen befindet sich eine extrazelluläre Antigenbindungsregion, die über einen Spacer mit der Transmembran Domäne verbunden ist. Diese stellt eine Verbindung der extrazellulären Domäne mit der intrazellulären Ko-Stimulations- und Signal-Domäne her, welche von der intrazellulären CD3 ζ-Kette des TCR stammt [66, 67]. CAR T-Zellen kombinieren die Spezifität eines Antikörpers mit der Zytotoxizität und der Gedächtnis Eigenschaft der Zellen. Mittlerweile gibt es CAR T-Zellen der 3.Generation, welche neben der CD3 ζ-Domäne des TCR noch zwei weitere ko-stimulatorische Domänen besitzen. Diese führen zu einer verstärkten Aktivierung, Proliferation und Zytotoxizität (Abb. 1.6) [67]. Die Applikation der CAR T-Zellen im
Patienten kann jedoch mit starken Nebenwirkungen, wie z.B. dem Zytokin-Sturm (cytokine release syndrome, CRS) verbunden sein [66].
Abb. 1.6: Schematischer Aufbau der CAR T-Zellen. Charakteristisch für CAR T-Zellen ist das variable singel-chain Fragment (scFv), das von einem monoklonalen Antikörper abstammt und über einen Linker und die Transmembran Domäne (TM) mit dem Signalmotiv des TCR (CD3 ζ-Kette) verbunden ist. Durch die Addition weiterer ko-stimulatorischer aktivierender Domänen (Co-stim 1 in der 2.Generation und Co-stim 1 + Co-stim 2 in der 3.Generation), konnte die Proliferation, Zytotoxizität und Persistenz in vivo verstärkt werden (Abbildung entnommen und verändert aus Lee et al. [67]).
Die adoptive Immuntherapie mit Zytokin-induzierten-Killer (CIK)-Zellen stellt aufgrund der zytotoxischen und phänotypischen Eigenschaften der Zellen eine weitere innovative und mittlerweile etablierte Form der Therapie dar.