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Wie funktioniert die CAR-T-Zell-Therapie?

CAR-T-Zell-Therapie – was ist das?

CAR-T-Zell Therapie – das ist erst einmal ein Begriff, mit dem man nicht viel anfangen kann. CAR – hat das was mit Autos zu tun? Was sind denn T-Zellen und warum werden sie für diese Therapie eingesetzt?

Hinter der CAR-T-Zell-Therapie verbirgt sich eine Form der Immuntherapie, doch was ist Immuntherapie nun schon wieder.

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Was ist eine Immuntherapie?

Das Immunsystem ist ein komplexes Netzwerk aus Zellen, Geweben und Organen, die Hand in Hand zusammenarbeiten, um unseren Körper vor Erregern und geschädigten Zellen zu befreien. Es fungiert als eine Art von Polizei und sorgt eigenständig für Schutz und Ordnung.

Die Immuntherapie ist ein Oberbegriff für verschiedene Therapien, bei denen das körpereigene Immunsystem eingesetzt wird, um eine Erkrankung zu behandeln. Dabei können auch Bestandteile des Immunsystems, wie z.B. Zellen verwendet werden, um gezielt eine spezielle Krankheit wie z.B. Blutkrebs zu behandeln.

Warum eignen sich T-Zellen als Waffe in der Immuntherapie?

T-Zellen sind ein Teil der Zellen im Blut und gehören zu den weißen Blutkörperchen. Sie nehmen eine wichtige Rolle im Immunsystem wahr, denn sie sind auf die Erkennung von speziellen Molekülen von Krankheitserregern spezialisiert. Erkennt eine T-Zelle, dass z.B. eine Körperzelle infiziert ist, so kann sie diese Zelle direkt vernichten.

Diese Eigenschaft der T-Zelle nutzt man bei der Immuntherapie. Der Trick hierbei ist, dass man die T-Zelle so umprogrammiert, dass sie nun Moleküle von körpereigenen Zellen erkennt, die durch eine Fehlfunktion eine Erkrankung wie z.B. Blutkrebs auslösen. So können die umprogrammierten T-Zellen die falsch-funktionierenden Zellen ausschalten.

Sicherheitsschloss mit Schlüssel

Was sind CAR-T-Zellen?

Das CAR vor diesen speziellen T-Zellen steht für chimärer Antigenrezeptor. Nun ist die Abkürzung klar, aber nicht genau, was das denn ist.

Der Organismus ist ein verzweigtes und komplexes Netzwerk, dessen Bestandteile gezielt miteinander kommunizieren müssen, um richtig zu funktionieren und auf verschiedene Bedingungen reagieren zu können. Dazu brauchen sie Rezeptoren, die ähnlich wie Sinnesorgane Informationen von außen aufnehmen können. Rezeptoren können nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip bestimmte Signalmoleküle erkennen. Das bedeutet, wenn ein spezielles Signalmolekül an einen bestimmten Rezeptor bindet, wird durch eine Signaleinheit am Rezeptor eine gezielte Reaktion in der Zelle ausgelöst.

Ein solches Signal in der Zelle kann auch durch die Bindung eines Rezeptors an ein Antigen erfolgen. Ein Antigen, auch wenn der Name in die Irre führen könnte, hat nichts mit einem Gen zu tun. Ein Antigen ist die Bezeichnung für einen Stoff, auf den das Immunsystem reagiert. Das kann ein Teil eines Bakteriums sein, aber auch Bestandteile schädlicher Zellen, wie z.B. Krebszellen.

Antigen-Rezeptoren kommen auf den Zellen unseres Immunsystems vor. Sie können durch das Erkennen von Antigenen eine Immunantwort auslösen.

Eine Chimäre ist vielleicht besser als mythologisches Wesen bekannt, dass sich aus verschiedenen Tieren zusammensetzt, wie z.B. der Greif, einer Mischung aus Löwe und Adler. Bei dem chimären Antigenrezeptor (CAR) bedeutet das, dass der Rezeptor aus Teilen zusammengesetzt ist, die normalerweise so nicht zusammen auf T-Zellen zu finden sind.

Der CAR wird künstlich hergestellt und besteht aus drei Bausteinen:

  • ein Anker, der den Rezeptor in der Oberfläche der Zelle sichert,
  • ein Detektor auf der Außenseite der Zelle, der exakt Moleküle auf der Zielzelle erkennen kann
  • eine Signaleinheit auf der Innenseite der T-Zelle, die Anweisungen an die Zelle weitergibt, was nach Erkennen der Zielzelle zu geschehen hat. In diesem Fall die Zerstörung der schädlichen Zielzelle.

Wie kommt der CAR in die T-Zellen?

Das Erbgut, also unsere DNA, enthält sehr viele Anleitungen und Baupläne in Form von Genen für die verschiedensten Proteine und Strukturen in unserem Organismus. Diese Gene werden in den Zellen ausgelesen und das jeweilige Produkt wird produziert. Das Gen für den CAR ist nicht im Erbgut enthalten, sondern wird künstlich hergestellt, in die T-Zellen eingeschleust, die zuvor den Patient*innen entnommen wurden, und dort in die DNA eingebaut. Hierfür nutzt man eine schlaue Eigenschaft einiger Viren. Diese vermehren sich, indem sie ihr eigenes Erbgut in das Erbgut der Wirtszelle, in die sie eindringen, integrieren. Um CAR-T-Zellen herzustellen, wird das Gen für den CAR in das Erbgut eines vorbereiteten Virus eingebaut. Das Virus wurde zuvor so verändert, dass es nicht mehr schädlich ist und keine Krankheit auslösen kann. Dieses Virus, dass nun den Bauplan für den CAR in das Erbgut der T-Zellen schleust, nennt man einen viralen Vektor. Nach dem Einbau der DNA werden die T-Zellen als CAR-T-Zellen bezeichnet. Die entstandene CAR-T-Zelle ist jetzt in der Lage den chimären Antigenrezeptor selbst zu produzieren und diesen auf ihrer Oberfläche zu präsentieren.

Die CAR-T-Zellen werden anschließend noch im Labor vermehrt, damit sie in ausreichender Anzahl für die Therapie eingesetzt werden können.

DNA Helix Vektorgrafik

CAR-T-Zell Therapie für die Behandlung von Blutkrebs

Die CAR-T-Zell Therapie ist bereits für die Behandlung von bestimmten Krebsarten, wie z.B. Blutkrebs (Leukämie) und Tumoren, die aus einer bestimmten Zellart entstanden sind (B-Zellen), zugelassen. Die CAR-T-Zell Therapie hat sich als mögliche Behandlungsoption für Blutkrebs erwiesen, insbesondere für Patienten, bei denen andere Therapien nicht erfolgreich waren. Die CAR-T-Zellen erkennen ein bestimmtes Oberflächenmolekül auf den Tumorzellen und verursachen deren gezielte Zerstörung. Nach der Verabreichung bleiben die modifizierten CAR-T-Zellen in der Regel im Körper des Patienten/der Patientin vorhanden und können Krebszellen auch langfristig bekämpfen. Dadurch kann das Risiko eines erneuten Auftretens des jeweiligen Krebses verringert werden.

Neuer Ansatz: CAR-T-Zell-Therapie für die Behandlung von Autoimmunerkrankungen

Die CAR-T-Zell-Therapie hat aufgrund ihrer Funktionsweise auch das Potential eine neue Behandlungsoption für bestimmte Autoimmunerkrankungen zu werden. Derzeit wird dies in diversen klinischen Studien geprüft.

Grafik Entzündung Kniegelenk

Was ist eine Autoimmunerkrankung?

Eine Autoimmunerkrankung entsteht, wenn das eigene Immunsystem Bestandteile des Körpers als Gefahr erkennt. Es fängt an bestimmte körpereigene Strukturen zu bekämpfen und kann dadurch großen Schaden im Körper anrichten. Ein Beispiel hierfür ist die rheumatoide Arthritis (auch nur Rheuma oder Arthritis genannt). Hierbei greift das Immunsystem Bestandteile der Gelenke an und es kommt zu chronischen Entzündungen in diesen Gelenken.

Wie kann die CAR-T-Zell-Therapie bei Autoimmunerkrankungen helfen?

Um das zu verstehen, muss man sich zuerst mit einem der Übeltäter bei vielen Autoimmunerkrankungen beschäftigen – den B-Zellen.

B-Zellen gehören wie die T-Zellen zu den weißen Blutkörperchen und sind ein sehr wichtiger Bestandteil des Immunsystems. Eine ihrer wichtigsten Funktionen ist die Produktion von Antikörpern.

Antikörper erkennen und binden Strukturen, die sich auf der Oberfläche von Krankheitserregern befinden. Dabei binden nicht alle Antikörper jede Struktur, sondern verschiedene B-Zellen produzieren jeweils Antikörper, die bestimmte Moleküle nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip erkennen. Die Antikörper auf der Oberfläche eines Krankheitserregers funktionieren wie ein Leuchtsignal, dass das restliche Immunsystem auf die Erreger aufmerksam macht und diese dann zerstört.

B-Zellen und Antikörper klingen großartig, aber leider sind sie nicht unfehlbar. Es können sich sogenannte autoreaktive B-Zellen entwickeln. Diese heißen so, da sie Antikörper produzieren, die gegen körpereigene, gesunde Stoffe gerichtet sind. Diese Antikörper markieren dann z.B. bestimmte Zellen im eigenen Gewebe als Gefahr, die dann durch das Immunsystem attackiert werden. Es kommt zu chronischen Entzündungen und das Gewebe und ganze Organe nehmen Schaden. Auf diese Weise entstehen viele Autoimmunerkrankungen.

Die Funktionsweise der CAR-T-Zell-Therapie hat das Potential, dass autoreaktive B-Zellen zielgenau vernichtet werden, die dann keine Antiköper gegen körpereigene Strukturen mehr herstellen können. Die Schädigung von gesunden Zellen und Gewebe könnte so verhindert werden.

Patientenreise – CAR-T-Zell-Therapie

Bereits über 500 Studien zur CAR-T-Zelltherapie wurden weltweit durchgeführt. In der Forschung wird die CAR-T-Zell-Therapie für die Behandlung von immer weiteren Erkrankungen untersucht. 2017 wurde die erste CAR-T-Zelltherapie nach sorgfältiger Prüfung durch die Behörden in den USA für bestimmte onkologische Erkrankungen zugelassen, 2018 dann auch in Europa. Seitdem können Kinder, Jugendliche und Erwachsene in verschiedenen Indikationen behandelt werden. Insgesamt sind derzeit (Stand Oktober 2024) 9 CAR-T-Zell-Medikamente zur Behandlung zugelassen.

Checkliste

Wie wird festgestellt, ob die CAR-T-Zell-Therapie angewendet werden kann?

Bei klinischen Studien wird vorab festgelegt welche Kriterien eine Person erfüllen muss, damit diese in die jeweilige Studie aufgenommen werden kann. Es werden das genaue Krankheitsbild und damit verbundene Symptome beschrieben, dessen Behandlung im Rahmen der Studie getestet werden soll.

Das behandelnde ärztliche Personal in der Klinik weiß über die Kriterien Bescheid und kann nach den Voruntersuchungen, dem sog. Screening-Prozess, feststellen, ob man in eine Studie aufgenommen werden kann.

Bei der Eignung zur CAR-T-Zell Therapie wird ein/e Patient*in von dem medizinischen Fachpersonal immer individuell betrachtet, d.h. es wird im Einzelfall entschieden, ob diese Form der Therapie für den jeweiligen Patienten/die Patientin sinnvoll ist und angewendet werden kann. Die zu therapierende Erkrankung muss mit einer speziellen Art von Zelle zusammenhängen (der B-Zelle, auch B-Lymphozyt genannt). Wichtig ist, dass man trotz Erkrankung in einem guten Allgemeinzustand sein sollte und keine aktive Infektion vorliegt. Grundsätzlich sollte keine Vorschädigung der inneren Organe, wie z.B. dem Herzen, der Leber oder der Nieren, vorliegen. Es sollten auch genug T-Zellen im Blut enthalten sein, damit aus diesen CAR-T-Zellen hergestellt werden können.

Wie werden die Zellen für die Herstellung der CAR-T-Zellen gewonnen?

Das Spannende an der CAR-T-Zell-Therapie ist, dass man die Basis für die eigene Behandlung selbst liefert. Die T-Zellen, also die Vorläufer der zukünftigen CAR-T-Zellen werden immer von der Person entnommen, die sie später in der Therapie wieder erhält. Um die T-Zellen aus dem Blut zu gewinnen, wendet man eine Methode an, die sich Apherese nennt. Mit der Apherese können bestimmte Bestandteile des Blutes vom restlichen Blut getrennt werden. Man verliert hierbei kein Blut, dieses wird aber aus dem Körper geleitet, gefiltert und fließt anschließend wieder zurück in den Körper.

Um eine Apherese durchzuführen, bekommt die Person zwei Zugänge in verschiedene Venen gelegt. Aus dem einen Zugang fließt das Blut in die Apheresemaschine. In dieser werden die gewünschten Blutkomponenten vom restlichen Blut getrennt, welches dann durch den zweiten Zugang wieder zurück in den Körper geleitet wird.

Für die CAR-T-Zell Therapie wird die sog. Leukapherese angewendet. Bei dieser werden die Leukozyten, d.h. die weißen Blutzellen (zu denen auch die T-Zellen gehören) aus dem Blut herausgefiltert.

Die Leukapherese dauert ca. 3-4 Stunden und man muss dafür nicht längere Zeit im Krankenhaus bleiben. Es handelt sich hierbei um ein gut verträgliches Verfahren.

Was passiert mit den gewonnenen Zellen?

Die bei der Apherese gewonnenen Zellen werden in ein Speziallabor geschickt. Dort werden die Zellen unter sicheren und sterilen Bedingungen von Fachpersonal weiterverarbeitet. Es müssen nun zuerst einmal die T-Zellen aus dem Gemisch der weißen Blutzellen herausgetrennt werden, denn nur aus diesen können CAR-T-Zellen entstehen. Die T-Zellen werden anschließen gentechnisch so verändert, dass sie zu CAR-T-Zellen werden (LINK: Wie entstehen CAR-T Zellen). Für die Therapie werden viele identische CAR-T-Zellen benötigt, daher muss die Anzahl der Zellen im Labor stark erhöht werden. Dazu werden die veränderten CAR-T-Zellen in ein Wachstumsmedium gegeben, das Botenstoffe enthält, die die Zellen dazu anregen sich zu teilen und sich so stark zu vermehren. Im Anschluss wird durch verschiedene Tests sichergestellt, dass die CAR-T-Zellen in einer guten Qualität vorliegen. Es wird unter anderem geprüft, ob der Anteil der lebenden CAR-T-Zellen hoch genug ist und dass keine Verunreinigungen im Zellgemisch vorliegen. Wenn die Qualität der Zellen zufriedenstellend ist und diese unbedenklich für die Therapie eingesetzt werden können, werden sie vorsichtig verpackt und an die Klinik zurückgeschickt, an welcher der/die Patient*in behandelt werden soll.

Diese Umprogrammierung, Vermehrung und Kontrolle der Zellen können bis zu 5 Wochen dauern.

Warum erhält man eine Chemotherapie, bevor die CAR-T-Zellen verabreicht werden?

Eine Chemotherapie wird meistens mit der Behandlung von Krebs in Verbindung gebracht. Es werden hierbei Stoffe eingesetzt, die zum Absterben von krankheitsverursachenden Zellen führen, indem sie die Teilung der Zellen stören.

Zur Vorbereitung der CAR-T-Zell Therapie wird auch eine Chemotherapie durchgeführt, aber es handelt sich hierbei nur um eine einmalige und milde Chemotherapie (zumeist über drei Tage). Diese Chemotherapie wird nicht zur Bekämpfung einer Erkrankung durchgeführt, sondern um den Körper für die CAR-T-Zellen bereit zu machen. Bevor die CAR-T-Zellen wieder der Person verabreicht werden können, von der die Zellen ursprünglich entnommen wurden, muss bei den meisten Menschen mit Hilfe der Chemotherapie die Menge der weißen Blutkörperchen reduziert werden. Es werden damit vor allem Lymphozyten (zu diesen gehören auch T-Zellen und B-Zellen) entfernt und somit wird das eigene Immunsystem gehemmt das die (zwar nicht ganz) fremden CAR-T-Zellen sonst angreifen könnte. Die CAR-T-Zellen haben so eine bessere Startbasis und können so vom Organismus leichter wieder angenommen werden. Diese einmalige und milde Chemotherapie nennt man Lymphodepletion (Depletion = Entfernung körpereigener Stoffe aus dem Körper; Lympho = Lymphozyten (eine Untergruppe der weißen Blutkörperchen)). Für die Lymphodepletion werden die Patient*innen zumeist für ca. 3 Tage stationär in die behandelnde Klinik aufgenommen und gut überwacht. Sie wird wenige Tage vor der Gabe der CAR-T-Zellen durchgeführt.

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Wie läuft die Gabe der CAR-T-Zellen ab und was passiert danach?

Um die CAR-T-Zellen, die aus den eigenen T-Zellen hergestellt wurden, wieder zu erhalten, wird man ein paar Tage nach der Chemotherapie (= der Lymphodepletion) in die behandelnde Klinik eingewiesen. Während der Gabe der Zellen wird man sehr eng von medizinischem Fachpersonal überwacht und betreut. Vor der Behandlung wird nochmals genau geprüft, ob man in einem geeigneten körperlichen Zustand ist, um die CAR-T-Zellen zu erhalten. Wenn z.B. ein starker Infekt vorliegt, muss die Gabe der Zellen möglicherweise etwas aufgeschoben werden.

Die CAR-T-Zellen werden über eine Infusion, die nur ca. 10-30 min dauert, verabreicht. Nach der Infusion bleibt man zur Beobachtung und zur Kontrolle für ca. 2 Wochen in der Klinik. In dieser Zeit wird man sehr engmaschig betreut. Es werden regelmäßig verschiedene körperliche Untersuchungen durchgeführt, das Blutbild kontrolliert und diverse Laborwerte betrachtet.

Nachdem man aus der Klinik entlassen wurde, muss man dort aber noch regelmäßig zu Kontrollterminen erscheinen. Am Anfang finden diese noch häufiger statt, aber mit der Zeit werden die Abstände zwischen den Besuchen immer größer.

Da es sich bei der CAR-T-Zell Therapie um eine Gentherapie handelt, ist es notwendig, dass die Personen, die eine CAR-T-Zell-Infusion erhalten haben, regelmäßig nach Infusion kontrolliert werden.

Wie stellt man fest, ob die Verabreichung der CAR-T-Zellen wirkt?

Um festzustellen, ob die CAR-T-Zell-Therapie erfolgreich war, schaut das medizinische Fachpersonal auf verschiedene zentrale Indikatoren, die in der jeweiligen Erkrankung, die therapiert werden soll, sehr wichtig sind.

Bei Krebserkrankungen wird die Reduzierung der Krebszellen und der Tumore durch verschiedene Bluttests, Biopsien und Bildgebungsverfahren beobachtet.

Bei Autoimmunerkrankungen werden die Erkrankungsparameter und Symptome der jeweiligen Erkrankung nachverfolgt. Durch die Bestimmung verschiedener klinischer Faktoren und Laborparameter wird die Aktivität der Erkrankung vor und über einen langen Zeitraum nach CAR-T-Zell-Infusion überprüft. Das bedeutet, es werden Bluttests durchgeführt (z.B. ob noch bestimmte Antikörper gebildet werden), die Funktionsweise verschiedener Organe wird geprüft (z.B. die Filterfunktion der Niere) und es können je nach Erkrankung weitere Untersuchungen stattfinden.

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Welche Nebenwirkungen können auftreten?

So gut wie jede Therapie kann Nebenwirkungen auslösen, so auch die CAR-T-Zell Therapie. Da man aber für diese Therapie in die Klinik aufgenommen und auch danach noch engmaschig betreut wird, kann das medizinische Fachpersonal hier sehr schnell eingreifen.

Vorkommen können u.a.:

  • Zytokin-Freisetzungssyndrom

Zytokine sind Botenstoffe, die Signale zwischen Zellen übertragen. Bei dieser Nebenwirkung kommt es zu einer massiven Freisetzung von Zytokinen, die eine starke Entzündungsreaktion im Körper auslösen. Es tritt meist innerhalb von wenigen Tagen nach der Infusion der CAR-T-Zellen auf. Frühe Symptome können u.a. Fieber, erhöhter Herzschlag, Übelkeit/Erbrechen oder geringer Blutdruck sein.

Behandlung: zum einen werden die Symptome behandelt (Mittel gegen Fieber, Übelkeit, kreislaufstabilisierende Medikamente, etc.) und zum anderen kann ein hochwirksames Medikament gegen die Entzündungsreaktion gegeben werden.

 

  • Hämatologische (das Blut betreffende) Nebenwirkungen

Es können verschiedene unerwünschte Auswirkungen auf das Blut durch die CAR-T-Zell Therapie verursacht werden. Die Menge der Zellen im Blut kann reduziert werden. Das kann schon durch die vorhergehende Chemotherapie ausgelöst werden und auch durch die CAR-T-Zellen. Da hierdurch die Anzahl wichtiger Zellen des Immunsystems, die als Abwehr gegen Erreger fungieren, erniedrigt sein kann, steigt das Risiko an Infektionen mit Bakterien, Viren und Pilzen zu erkranken. Auch die Anzahl der roten Blutkörperchen und Blutplättchen kann erniedrigt sein. Falls notwendig, kann dies durch eine Bluttransfusion behoben werden.

Dadurch, dass die CAR-T-Zellen ein Oberflächenmolekül erkennen, das auf B-Zellen vorkommt, können auch „gesunde“ B-Zellen vernichtet werden. B-Zellen sind die Fabriken im Körper, die Antikörper produzieren, die eine wichtige Rolle bei der Abwehr von Erregern spielen. Durch deren Zerstörung wird die Menge der Antikörper im Organismus stark verringert, wodurch wiederum das Infektionsrisiko steigt.

  • Neurologische Nebenwirkungen

Bei der CAR-T-Zell Therapie können auch Störungen des Nervensystems auftreten. Diese treten auch meist (aber nicht zwingend ausschließlich) innerhalb von wenigen Tagen nach der Infusion der CAR-T-Zellen auf und oft geht das Zytokin-Freisetzungssyndrom voraus. Es machen sich u.a. Kopfschmerzen, Schwindel, Verwirrtheit, Sprachprobleme und Schlafstörungen bemerkbar. Meist sind die Nebenwirkungen eher leicht ausgeprägt und können gut behandelt werden, können aber auch schwer und lebensbedrohlich sein. Aus diesem Grund erfolgen hier zumeist weitere Untersuchungen zur Abklärung des Ausmaßes (z.B. ein MRT oder CT des Gehirns).

 

  • Onkologische Nebenwirkungen (Sekundäre Malignome)

Des Weiteren wurde in manchen Fällen das Auftreten von sog. sekundären Malignomen innerhalb von 4 Wochen bis zu mehreren Jahren nach einer Behandlung mit CAR-T-Zellen beobachtet. Bei sekundären Malignomen handelt es sich um neu auftretende Krebserkrankungen, die durch die ursprüngliche Krebsbehandlung verursacht werden können. Daher wird empfohlen, Patient*innen lebenslang auf sekundäre Malignome zu überwachen.

Trotz dieser möglichen Risiken wird das Nutzen-Risiko-Verhältnis bei schweren Grunderkrankungen weiterhin als positiv angesehen. Die Behandlung wird nur in spezialisierten Kliniken durchgeführt, die für die Anwendung der CAR-T-Behandlung zertifiziert sind. In Deutschland sind das inzwischen mehr als 30 Kliniken. CAR-T ist eine personalisierte Therapie. Jede Infusion wird individuell für den Patienten/die Patientin hergestellt, indem dessen/deren eigene T-Zellen entnommen und genetisch modifiziert werden. Langzeitstudien haben gezeigt, dass die modifizierten T-Zellen (= CAR-T-Zellen) jahrelang im Körper verbleiben und Krebszellen bekämpfen können. Die Forschung arbeitet kontinuierlich daran, die Sicherheit zu verbessern.

CAR-T-Zelltherapie: Schritt für Schritt

 

Chimäre Antigenrezeptoren – kurz CARs – sind gentechnisch hergestellte T-Zell-Rezeptoren, die die Grundlage der CAR-T-Zelltherapie darstellen. Bei der personalisierten CAR-T-Zelltherapie wird das Immunsystem der Patientin / des Patienten zur Bekämpfung bestimmter Krebsarten verwendet. Dafür werden der Patientin / dem Patienten T-Zellen entnommen, um diese außerhalb des Körpers umzuprogrammieren. Die dadurch gewonnenen CAR-T-Zellen können die Strukturen auf der Oberfläche von körpereigenen und den davon abstammenden Krebszellen erkennen und bekämpfen.

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Hi, ich bin eine T-Zelle.
Meine Hauptaufgabe ist es, Menschen vor Infektionen zu schützen.

Leukapherese

Die Leukapherese ist das Verfahren zur Entnahme bestimmter weißer Blutkörperchen, unter anderem der sogenannten T-Zellen. Hierbei handelt es sich um eine Art der Blutwäsche. Der Patientin / Dem Patient wird ein Zugang in die Vene gelegt, um damit das Blut in eine spezielle Maschine zu leiten. Die Maschine trennt die weißen Blutkörperchen vom Rest des Blutes, der wieder in den Körper der Patientin / des Patienten zurückgeleitet wird. Die entnommenen Zellen werden anschließend eingefroren und in ein Speziallabor geschickt.

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Aber gegen manche Dinge bin ich auch machtlos…
Dann lasse ich mir im Labor helfen und entwickle spezielle neue Fähigkeiten. Man nennt mich dann CAR-T-Zelle.

Umprogrammierung

Im Speziallabor werden die T-Zellen so umprogrammiert, dass sie die gewünschten Zielzellen erkennen können. Hierfür wird ein sogenannter Vektor verwendet. Mit diesem wird künstlich hergestellte Erbinformation eines speziellen Gens in die Erbinformation der T-Zellen eingeschleust. Danach sind diese T-Zellen in der Lage ein Eiweiß zu produzieren. Dieses Eiweiß präsentieren die T-Zellen dann auf der Oberfläche, wodurch die Zielzellen erkannt werden können. Ab diesem Schritt handelt es sich um die sogenannten CAR-T-Zellen.

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Damit ich auch wirklich helfen kann, muss es genug von mir geben. Daher werde ich im Labor noch vermehrt und habe nun viele Klone.

Vermehrung

Die Vermehrung der umprogrammierten Zellen heißt Expansion. Hierbei handelt es sich um eine Zellteilung der umprogrammierten Zellen, wodurch die Anzahl der CAR-T-Zellen erhöht wird. Um dies zu erreichen, kommen die Zellen in ein Nährmedium in einem Inkubator, um Botenstoffe zu erhalten. Das regt die Zellen dazu an sich zu teilen. Durch diesen Schritt entstehen sehr viele identische Zellen.

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Bevor ich meinen Dienst in den Körpern der Patient*innen antreten kann, werde ich ausgiebig geprüft. Damit alles sicher abläuft.

Qualitätskontrolle

Die vermehrten CAR-T-Zellen werden anschließend ausführlich auf ihre Qualität geprüft. Hierbei ist Folgendes entscheidend: Die Zellen müssen ausreichend vorhanden sein, zum Großteil leben und das gewünschte Protein auf der Oberfläche besitzen. Außerdem ist ein hoher Säuregehalt des Mediums, in dem sich die Zellen befinden, wichtig. In diesem Schritt wird zudem sichergestellt, dass der Herstellungsprozess erfolgreich verlaufen ist.

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Dann wird der Körper der Patient*innen noch vorbereitet, damit mir meine Ankunft und Arbeit etwas erleichtert wird. Dazu werden die weißen Blutkörperchen entfernt.

Lymphodepletierende Chemotherapie

Bevor die CAR-T-Zellen wieder der ursprünglichen Patientin / dem Patienten verabreicht werden können, erfolgt – in den meisten Fällen – ein weiterer Schritt. Bei vielen Menschen muss mithilfe einer einmaligen und milden Chemotherapie die Menge der weißen Blutkörperchen reduziert werden. Somit haben die CAR-T-Zellen eine bessere Startbasis und können vom Organismus leichter angenommen werden.

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Endlich kann ich die Reise in den Körper der Patient*innen antreten und mit meinem Dienst beginnen!

Infusion

Die CAR-T Zellen werden per Infusion wieder dem Blutkreislauf zugeführt. Zur Sicherheit wird die Patientin / der Patient während der Infusion beobachtet und überwacht. So kann schnell eingegriffen werden, falls unerwünschte Reaktionen auftreten.

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Jetzt nehme ich den Kampf gegen meine Ziele auf!

Vernichtung der Zielzellen

Nun können die CAR-T-Zellen im Blutkreislauf die Zielzellen erkennen, an sie andocken und sie anschließend zerstören.

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