Universität zu Köln

Im, Nam Gyu (2023). Transkriptionelle Plastizität als Resistenzmechanismus der B-ALL gegen CD19 CAR T Zellen. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Gegen das Antigen Cluster of Differentiation 19 (CD19) gerichtete Chimäre Antigen Rezeptor T Zellen (CAR T Zellen) konnten eindrückliche Erfolge bei der Therapie der rezidivierten B-Zell Akuten Lymphoblastischen Leukämie erzielen. Bis zu 90% der mehrfach vorbehandelten Patienten sprechen auf diese Therapie an, jedoch erleiden 30-50% dieser Patienten ein weiteres Rezidiv. In vorherigen Studien konnten bereits langfristige Resistenzmechanismen identifiziert werden, die das Auftreten von CD19-negativen Rezidiven aufgrund von Mutationen und alternativen Spleißvorgängen auf DNA-Ebene aufklärten. Weitestgehend unklar blieb jedoch die Entstehung von CD19 niedrig-exprimierenden sowie kurzfristig auftretenden Rezidiven. In dieser Arbeit wurde daher die CD19-Regulation während der frühen Phase der Interaktion zwischen CAR T Zellen und Leukämiezellen untersucht. Mithilfe von Durchflusszytometrie und Einzelzell-Fluoreszenzmikroskopie konnte gezeigt werden, dass die Interaktion zwischen CAR T und Leukämiezellen zu einer raschen Bildung von CD19-Clustern und einer darauffolgenden Internalisierung des CD19-Corezeptors resultiert. Dies führte in Leukämiezellen, die die Interaktion überlebten, zu einer Reduktion der CD19-Oberflächenexpression um mehr als 95% im Vergleich zu Kontroll-Leukämiezellen. Die niedrige Expression von CD19 resultierte in eine Refraktärität der Leukämiezellen - auch gegenüber neuen, „frischen“ CAR T Zellen. Durch Einzelzell-RNA-Sequenzierung der refraktären Leukämiezellen konnte eine Subpopulation identifiziert werden, die Aktivitätsmarker exprimierten. Eine Gen Set Anreicherungsanalyse der RNA-Sequenzierungsdaten offenbarte außerdem die Aktivierung von NFκB- und CD40-Signalwegen, die beide physiologisch in aktivierten B Zellen eine führende Rolle spielen. Die Aktivierung von B Zellen führt physiologisch zur Initiierung der Keimzentrumsreaktion. Sowohl in RNA- als auch ATAC-Sequenzierungsdaten der refraktären Leukämiezellen konnte die Genmarker-Expression von Zentrozyten der hellen Zone des Keimzentrums sowie die erhöhte Zugänglichkeit von Regulatoren der Keimzentrumsreaktion auf DNA-Ebene nachgewiesen werden. Da die Initiierung der Aktivierungs- und Keimzentrumsreaktionsprogramme gleichzeitig eine erniedrigte Expression von CD19 auf RNA-Ebene bedingt, wird auf diese Weise die niedrige Oberflächenexpression von CD19 aufrechterhalten. Die Inhibition dieser Aktivierungsprogramme durch Vorbehandlung mit dem Bruton Tyrosinkinase (BTK)-Inhibitor Ibrutinib führte zu einer erhöhten CAR T-Zell Zytotoxizität. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit, dass CAR T Zellen die Aktivierung physiologischer Regulationsprogramme in ihren Zielzellen auslösen können und wie das Versagen der CAR T Zellen, ihre Zielzellen bei der ersten Interaktion abzutöten, das Überleben der Zielzellen fördern kann.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Im, Nam Gyu UNSPECIFIED UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-708226
Date:	2023
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Unspecified
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language B-ALL German
Date of oral exam:	12 June 2023
Referee:	Name Academic Title Schweiger, Michal-Ruth Universitätsprofessorin Dr. med. Dr. rer. nat. Eichenauer, Dennis Privatdozent Dr. med. Abken, Hinrich Professor Dr. med.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/70822