Ingebouwde lichtschakelaar laat CAR T-cellen op commando immuunmodulatoren produceren

Delen via:

Ondanks successen bij hematologische kankers zijn de resultaten van CAR T-celtherapie bij solide tumoren tot nu toe matig. Pogingen om de effecten te vergroten door systemische toediening van immuunmodulatoren lijken te stranden op ongewenste toxiciteit. De onderzoeksgroep van de biomedisch ingenieur Gabe Kwong werkt in het Amerikaanse Georgia Institute of Technology aan een methode om in CAR T-cellen de expressie van relevante gen-constructen te controleren met temperatuurgevoelige moleculaire schakelaars. In muizen gaf een combinatie van intraveneuze toegediende gouddeeltjes en lokale bestraling met nabij-infrarood licht de juiste hoeveelheid warmte. CAR T-cellen werden zo binnen het tumorweefsel op een veilige wijze aangezet tot productie van eiwitten die de natural killer cell-activiteit verhoogden en daarmee de effectiviteit van de CAR T-celtherapie verbeterden.1

Eén belangrijke reden waarom chimeric antigen receptor (CAR) T-celtherapie niet goed zou functioneren in solide tumoren is de onderdrukking van de immuunresponsen door de micro-omgeving van de tumorcellen. Oplossingen worden gezocht in systemische toediening van krachtige immuunstimulerende middelen, zoals cytokines, antilichamen tegen checkpointremming (anti-PD1 en -PDL1) en zogeheten bispecific T cell engagers (BiTE’s: bispecifieke antilichamen die de T-cellen in contact brengen met andere cellen, bijvoorbeeld natural killer (NK)-cellen). Het probleem is dat deze immuunmodulatoren niet alleen aangrijpen op de CAR T-cellen: hun toxiciteit in gezonde weefsels stelt strenge grenzen aan de toepasbare doseringen en dus aan de effectiviteit. Om dit probleem te omzeilen, worden CAR T-cellen gefabriceerd die zelf deze immuunmodulerende stoffen produceren: de CAR’s worden bewapend met genen die coderen voor producten als interleukine-12, voor eiwitten gericht tegen PD-1, of voor BiTE’s. Maar ze produceren die eiwitten natuurlijk ook buiten het tumorweefsel. De groep van Kwong heeft gewerkt aan een techniek met een (foto)thermische schakelaar: lokale bestraling met nabij-infrarood licht geeft ter plaatse een temperatuurverhoging tot 40-42ºC. Dit activeert dan in CAR T-cellen de expressie van ingebrachte genen die coderen voor NK-cel (en CD8+-cel) stimulerend interleukine-15 met verhoogde effectiviteit (IL-15SA) en een NK-cel BiTE (NKG2DL), zonder schade te doen aan gezonde weefsels of aan de T-cellen zelf.

Complex construct

Beneden 45ºC induceert hyperthermie onder andere de tegen cellulaire stress beschermende heat-shockeiwitten (HSP’s). Eerst treedt trimerisatie op van de temperatuurgevoelige transcriptiefactor heat shock factor 1 (HSF1), die dan vervolgens kan binden aan de heat-shockelementen (HSE’s) in de buurt van de promotors van genen die coderen voor HSP’s. Deze HSE’s reageren overigens niet alleen op warmte, maar via weer andere routes bijvoorbeeld ook op hypoxie, zware metalen en mechanische druk. De eerste uitdaging van het team was het construeren van een moleculaire schakelaar die vrijwel uitsluitend reageert op de juiste warmte, en dus niet op hypoxie of cadmium. Dat lukte door gewoon een hele serie (tot 7) HSE’s achter elkaar te plakken. Terugbracht beneden 40ºC schakelde de IL-15SA- en NKG2DL-productie in de T-cellen weer keurig uit. Als warmtebron werd licht met een nabij-infrarode (NIR) golflengte gebruikt. In vitro kon worden aangetoond dat 15-30 minuten verwarming van geconstrueerde T-cellen een 60-voudige verhoging opleverde van genexpressies, zonder schadelijk invloed op de delingsactiviteit, migratie en cytotoxiciteit van de cellen zelf. Geïnspireerd door het principe van gefractioneerde stralingsdosis in radiotherapie werd continue blootstelling vergeleken met dezelfde hoeveelheid NIR-licht pulsgewijs gegeven. Dat laatste leverde niet alleen een veel hogere genexpressie op, het verhoogde ook de overleving van de T-cellen aanzienlijk.

Muizenmodelen

De volgende stap was de proef op de som in een muizenmodel: immuundeficiëntie muizen met onderhuids groeiende CD19-positieve of (als controle) CD19-negatieve humane lymfoblastcellijnen en toediening van CAR T-cellen gericht tegen CD19. Om deze tumoren op de juiste temperatuur te krijgen, werd gebruikgemaakt van de bij fotothermale therapie toegepaste gold nanorods (AuNR’s): bacterievormige minuscule gouddeeltje met als eigenschap dat ze, na aanstraling door NIR-laserlicht, warmte uitstralen naar hun omgeving. Deze AuNR’s worden 1-2 dagen van tevoren intraveneus toegediend, blijven relatief lang circuleren en hopen zich op in het vaatbed van tumorweefsels.

In het tumormodel hadden αCD19-CAR T-cellen met temperatuurgevoelige IL-15SA weliswaar een significant effect op tumorgroei, maar na NIR-belichting bleek dit effect nog veel groter. Dit kon worden bevestigd in immuuncompetente muizen met B16-F10 melanomen. Het gunstige effect van thermisch controle van de BiTE werd aangetoond in immuundeficiëntie muizen met tumoren uit humane borstkankercellijnen.

Toch zijn er nog de nodige hobbels waar het gaat om klinische toepassing. NIR-licht is eigenlijk alleen maar geschikt bij oppervlakkige tumoren en bovendien is de omzetting in de juiste temperatuur nu afhankelijk van de AuNR’s. De auteurs zijn daarom van plan hun verdere onderzoek te richten op de mogelijkheden van gericht ultrageluid, waarmee door andere groepen met succes wordt geëxperimenteerd. Verder is het maar de vraag of deze benadering ook enig effect heeft op uitzaaiingen. De auteurs menen dat ze vooral soelaas kan bieden bij gelokaliseerde primaire tumoren, zoals glioblastomen en hoofdhalstumoren.

Referentie

  1. Miller IC, Zamat A, Sun L-K, et al. Enhanced intratumoural activity of CAR T cells engineered to produce immunomodulators under photothermal control. Nature Biomed Eng. 2021;5:1348-59.

PERC veilig bij laagrisicopatiënten op de SEH

mrt 2018 | Benigne hematologie

Lees meer over PERC veilig bij laagrisicopatiënten op de SEH

Brentuximab vedotine plus chemotherapie bij gevorderd HL

mrt 2018 | Lymfoom

Lees meer over Brentuximab vedotine plus chemotherapie bij gevorderd HL

SCA 7300 jaar geleden ontstaan

mrt 2018

Lees meer over SCA 7300 jaar geleden ontstaan

MRD surrogaateindpunt CLL

mrt 2018 | Leukemie

Lees meer over MRD surrogaateindpunt CLL

Uitkomsten PHILEMON-onderzoek

mrt 2018 | Lymfoom

Lees meer over Uitkomsten PHILEMON-onderzoek

Aspirine gelijk aan rivaroxaban na THA/TKA

mrt 2018 | Benigne hematologie

Lees meer over Aspirine gelijk aan rivaroxaban na THA/TKA

Gevorderd CTCL: van richtlijn naar realiteit

15 jan 2026 om 19:30 | Lymfoom

Lees meer over Gevorderd CTCL: van richtlijn naar realiteit

De (r)evolutie van target therapie in AML

2 dec 2025 om 20:00 | Leukemie

Lees meer over De (r)evolutie van target therapie in AML

AML-richtlijn video-educatie

17 nov 2025 | Leukemie

Lees meer over AML-richtlijn video-educatie

Vaccinatie van de Hematologische Patiënt: Van Richtlijn naar Praktijk

9 okt 2025 om 20:00 | Vaccinatie

Lees meer over Vaccinatie van de Hematologische Patiënt: Van Richtlijn naar Praktijk

FLT3-gemuteerde AML

1 jul 2025 | Leukemie

Lees meer over FLT3-gemuteerde AML

CMV – oh jee wat moet ik ermee?

1 mei 2025 | Niertransplantatie, Virale infecties

Lees meer over CMV – oh jee wat moet ik ermee?

AIHA: Diagnostiek en Management van Auto-Immuun Hemolyse

10 apr 2025

Lees meer over AIHA: Diagnostiek en Management van Auto-Immuun Hemolyse

Video-educatie CLL-richtlijn

1 apr 2025 | Leukemie

Lees meer over Video-educatie CLL-richtlijn

Hersenbloedingen in nieuw perspectief:
het belang van TIME=BRAIN en het couperen van antistolling

2 dec 2024 om 20:00 | Neuro-vasculair

Lees meer over Hersenbloedingen in nieuw perspectief:
het belang van TIME=BRAIN en het couperen van antistolling

E-learning flow cytometry immunophenotyping in cutaneous T-cell lymphoma

Lymfoom

Lees meer over E-learning flow cytometry immunophenotyping in cutaneous T-cell lymphoma

Hematoloog in ORANJE 2026

vrijdag 12 jun 2026 van 18:00 tot 21:45

Lees meer over Hematoloog in ORANJE 2026

PHILEOS: vroege profylaxe beschermt hemofiliepatiënten tegen botverlies

feb 2026 | Benigne hematologie

Lees meer over PHILEOS: vroege profylaxe beschermt hemofiliepatiënten tegen botverlies

Speciale AI-chatbot ondersteunt hematologen bij gentherapie

feb 2026 | Benigne hematologie

Lees meer over Speciale AI-chatbot ondersteunt hematologen bij gentherapie

Eenmaal per week rVWF-profylaxe effectief bij volwassenen met ernstige VWD

feb 2026 | Benigne hematologie

Lees meer over Eenmaal per week rVWF-profylaxe effectief bij volwassenen met ernstige VWD

Meeste patiënten stoppen emicizumab na succesvolle remissie van verworven hemofilie A

feb 2026 | Benigne hematologie

Lees meer over Meeste patiënten stoppen emicizumab na succesvolle remissie van verworven hemofilie A

Mucocutane bloedingen komen vaak voor bij ziekte van Glanzmann

feb 2026 | Benigne hematologie

Lees meer over Mucocutane bloedingen komen vaak voor bij ziekte van Glanzmann

Digitale monitoring ondersteunt behandeling en kwaliteit van leven bij hemofilie

feb 2026 | Benigne hematologie

Lees meer over Digitale monitoring ondersteunt behandeling en kwaliteit van leven bij hemofilie

Vierwekelijkse subcutane profylaxe met VGA039 veilig en effectief bij VWD

feb 2026 | Benigne hematologie

Lees meer over Vierwekelijkse subcutane profylaxe met VGA039 veilig en effectief bij VWD

Etranacogene dezaparvovec verlaagt bloedingen langdurig bij hemofilie B

feb 2026 | Benigne hematologie

Lees meer over Etranacogene dezaparvovec verlaagt bloedingen langdurig bij hemofilie B

Marstacimab vermindert gewrichtsbloedingen bij hemofilie met inhibitors

feb 2026 | Benigne hematologie

Lees meer over Marstacimab vermindert gewrichtsbloedingen bij hemofilie met inhibitors

Podcast CMV-infectie: Microbiologie

nov 2024 | Niertransplantatie, Transplantatie, Virale infecties

Lees meer over Podcast CMV-infectie: Microbiologie

Podcast CMV-infectie: Klinische farmacologie

nov 2024 | Niertransplantatie, Transplantatie, Virale infecties

Lees meer over Podcast CMV-infectie: Klinische farmacologie

Podcast CMV-infectie: Solide orgaantransplantatie

nov 2024 | Niertransplantatie, Stamceltransplantatie, Virale infecties

Lees meer over Podcast CMV-infectie: Solide orgaantransplantatie

Podcast CMV-infectie: Hematologie

nov 2024 | Niertransplantatie, Stamceltransplantatie, Virale infecties

Lees meer over Podcast CMV-infectie: Hematologie

Multidisciplinaire podcastserie: CMV-infectie;
Diagnostiek en management na transplantatie

jun 2024 | Niertransplantatie, Stamceltransplantatie, Virale infecties

Lees meer over Multidisciplinaire podcastserie: CMV-infectie;
Diagnostiek en management na transplantatie

Behandeling AML, de verpleegkundig specialist

okt 2020

Lees meer over Behandeling AML, de verpleegkundig specialist

Podcast Hematology App

jul 2020

Lees meer over Podcast Hematology App

Stamceltransplantatie bij AML

apr 2020 | Transplantatie

Lees meer over Stamceltransplantatie bij AML

AML-behandeling in de perifere setting

apr 2020

Lees meer over AML-behandeling in de perifere setting

MedNet Hematologie 2026-01

mrt 2026

Lees meer over MedNet Hematologie 2026-01

MedNet Hematologie 2025-06

dec 2025

Lees meer over MedNet Hematologie 2025-06

MedNet Hematologie 2025-05

nov 2025

Lees meer over MedNet Hematologie 2025-05

MedNet Hematologie special CAR T

nov 2025

Lees meer over MedNet Hematologie special CAR T

MedNet Hematologie 2025-04

sep 2025

Lees meer over MedNet Hematologie 2025-04

MedNet Hematologie 2025-03

jul 2025

Lees meer over MedNet Hematologie 2025-03

MedNet Hematologie 2025-02

mei 2025

Lees meer over MedNet Hematologie 2025-02

MedNet Hematologie 2025-01

feb 2025

Lees meer over MedNet Hematologie 2025-01

MedNet Hematologie 2024-06

dec 2024

Lees meer over MedNet Hematologie 2024-06

Cell-of-Origin subtype voorspelt effectiviteit van polatuzumab vedotin bij DLBCL

mrt 2026 | Lymfoom

Lees meer over Cell-of-Origin subtype voorspelt effectiviteit van polatuzumab vedotin bij DLBCL

Bispecifieke antilichamen vóór CAR T-celtherapie lijkt gunstigere behandelvolgorde bij DLBCL

mrt 2026 | Lymfoom

Lees meer over Bispecifieke antilichamen vóór CAR T-celtherapie lijkt gunstigere behandelvolgorde bij DLBCL

Pola-R-CHP behoudt kwaliteit van leven bij eerstelijnsbehandeling van DLBCL

mrt 2026 | Lymfoom

Lees meer over Pola-R-CHP behoudt kwaliteit van leven bij eerstelijnsbehandeling van DLBCL

Het DLBCL-dossier: de laatste stand van zaken

feb 2026

Lees meer over Het DLBCL-dossier: de laatste stand van zaken

STARGLO bevestigt langdurig voordeel glofitamab plus GemOx bij R/R DLBCL

jan 2026 | Lymfoom

Lees meer over STARGLO bevestigt langdurig voordeel glofitamab plus GemOx bij R/R DLBCL

Nieuw kostenmodel brengt economische impact van DLBCL in Nederland in kaart

jan 2026 | Lymfoom

Lees meer over Nieuw kostenmodel brengt economische impact van DLBCL in Nederland in kaart

Nieuw transcriptioneel profiel verfijnt DLBCL-classificatie

jan 2026 | Lymfoom

Lees meer over Nieuw transcriptioneel profiel verfijnt DLBCL-classificatie

Nieuwe fase in de behandeling van folliculair lymfoom

dec 2025 | Lymfoom

Lees meer over Nieuwe fase in de behandeling van folliculair lymfoom

BTK-remmer pirtobrutinib in R/R mantelcellymfoom

okt 2022

Lees meer over BTK-remmer pirtobrutinib in R/R mantelcellymfoom