Das Rhabdomyosarkom (RMS) ist die häufigste bösartige Weichteilerkrankung bei Kindern. Trotz intensiver Forschung in den letzten Jahrzehnten hat sich die Prognose für Patienten mit metastasierten oder rezidivierenden Erkrankungen kaum verbessert. Neue Therapiekonzepte in der Antitumortherapie zielen darauf ab, das Immunsystem des Patienten zu modulieren, um seine Aggressivität oder gezielte Wirkung gegenüber Tumorzellen zu erhöhen. Neben Operation, Strahlentherapie und Chemotherapie sind Immunaktivierung durch direkte Anwendung von Zytokinen, Antikörpern oder adoptive Zelltherapie vielversprechende Ansätze. In den letzten Jahren rückte der adoptive Transfer natürlicher Killerzellen (NK) aufgrund ihres hohen zytotoxischen Potenzials gegen transformierte maligne Zellen in den Fokus der translationalen Medizin. Eine Hauptherausforderung der NK-Zelltherapie besteht darin, dass sie eine große Menge funktionsfähiger NK-Zellen erfordert. Daher werden derzeit Ex-vivo-Protokolle zur NK-Zellexpansion entwickelt. Viele Kultivierungsstrategien basieren auf der Zugabe von Feeder- oder Zubehörzellen, die vor der klinischen Anwendung des endgültigen NK-Zellprodukts entfernt werden müssen. In dieser Studie befassten wir uns mit zellfreien Feeder-Expansionsverfahren unter Verwendung gängiger γ-Ketten-Zytokine, insbesondere IL-15 und IL-21. Unsere Ergebnisse zeigten ein hohes Potenzial von IL-15 für die Expansion von NK-Zellen, während IL-21 die Reifung und Funktionalität von NK-Zellen auslöste. Daher haben wir ein zweiphasiges Expansionsprotokoll mit IL-15 etabliert, um eine frühe NK-Zellexpansion zu induzieren, gefolgt von einer kurzen Exposition gegenüber IL-21, die die zytotoxische Aktivität von NK-Zellen gegenüber RMS-Zellen steigerte. Weitere Funktionsanalysen ergaben eine verstärkte Degranulation und Sekretion entzündungsfördernder Zytokine wie Interferon-γ und Tumornekrosefaktor-α. In einer Proof-of-Concept-In-vivo-Studie beobachteten wir auch eine therapeutische Wirkung adoptiv übertragener IL-15-expandierter und IL-21-verstärkter NK-Zellen in Kombination mit einer bildgesteuerten hochpräzisen Strahlentherapie unter Verwendung eines Luciferase-transduzierten RMS-Xenotransplantatmodells. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses zweistufige, zellfreie Ex-vivo-Kultivierungsprotokoll eine effiziente Expansion und hohe zytolytische Funktionalität von NK-Zellen zur Behandlung von strahlenresistentem RMS kombiniert.
Juliane Wagner, Viktoria Pfannenstiel, Anja Waldmann, Judith WJ Bergs, Boris Brill, Sabine Huenecke, Thomas Klingebiel, Franz Rödel, Christian J. Buchholz, Winfried S. Wels, Peter Bader und Evelyn Ullrich
