Eine Spritze statt wochenlanger Zellfabrik: Wie Nanopartikel die Krebstherapie billiger machen könnten + test

• Ein Medikament, das so viel kosten kann wie eine Wohnung
• Warum es Wochen dauert
• Die Idee: Die Fabrik zieht zum Patienten
• Was in dem Nanopartikel steckt
• Was das Experiment gezeigt hat
• Was sich ändert und was noch offen ist
• Zusammenfassung
• Fünf Fragen: Denkst du wie ein Arzneimittelentwickler? (Test)

⇑Ein Medikament, das so viel kosten kann wie eine Wohnung

CAR-T steht für chimäre Antigenrezeptoren auf T-Zellen, und die Idee dahinter klingt zunächst überschaubar. Man nimmt die T-Zellen des Immunsystems – jene Zellen, die im Körper nach Eindringlingen fahnden – und baut ihnen einen zusätzlichen Rezeptor ein. Dieser Rezeptor ist auf ein Merkmal der Krebszellen geeicht. Danach erkennt das Immunsystem einen Tumor, den es vorher übersehen hat.

Gegen Leukämien und bestimmte Tumoren gehört das Verfahren zum Wirksamsten, was die Onkologie derzeit zu bieten hat. Der Haken steht auf der Rechnung: bis zu 300 000 Euro für eine einzige Behandlung. Für die meisten Erkrankten ist das keine Therapieoption, sondern eine Zeitungsmeldung.

⇑Warum es Wochen dauert

Der Preis ist weder Zufall noch Willkür, er steckt im Verfahren selbst. Jede Dosis ist ein Einzelstück, hergestellt aus dem Blut genau einer Person, und der Weg dorthin besteht aus mehreren aufwendigen Etappen:

• Entnahme der T-Zellen bei der erkrankten Person
• genetische Veränderung dieser Zellen mithilfe von Viren
• Vermehrung über mehrere Wochen in einer spezialisierten Einrichtung
• Rückführung der fertigen Zellen in den Organismus

„Bei der konventionellen CAR-T-Therapie werden die T-Zellen eines Patienten entnommen, mithilfe von Viren gentechnisch verändert und anschließend über mehrere Wochen in spezialisierten Einrichtungen vermehrt, bevor sie dem Körper wieder zugeführt werden", beschreibt Raymond Schiffelers den Ablauf. Er ist Vizepräsident für präklinische Forschung und Entwicklung beim Unternehmen NanoCell Therapeutics und lehrt Nanomedizin an der Universität Utrecht.

⇑Die Idee: Die Fabrik zieht zum Patienten

Genau hier setzt NANO-ENGINE an, ein Projekt unter Leitung der Universität Utrecht in den Niederlanden, finanziert vom Europäischen Innovationsrat (EIC). Das Konsortium hat den Produktionsschritt nicht beschleunigt, sondern gefragt, ob er überhaupt nötig ist.

„Wir wollten einen Machbarkeitsnachweis für eine neuartige, auf DNS basierende, nicht-virale Plattform erbringen, die T-Zellen mithilfe einer einzigen Injektion eines gebrauchsfertigen, zielgerichteten Nanopartikels direkt im Körper umprogrammieren kann", sagt Schiffelers. Gebrauchsfertig heißt hier: kein Einzelstück mehr, sondern etwas, das im Kühlschrank auf seinen Einsatz wartet.

⇑Was in dem Nanopartikel steckt

Die Hülle ist inzwischen vertraut. Es handelt sich um ein Lipid-Nanopartikel, verwandt mit jenen, die die COVID-19-Impfstoffe transportiert haben. Neu ist die Ladung.

Statt mRNS trägt das Partikel eine Minicircle-DNS, die den CAR-Rezeptor kodiert, und dazu die Sleeping-Beauty-Transposase – ein nicht-virales Enzym, das ein Gen stabil in ein Chromosom einbaut. Auf der Oberfläche sitzen Bindemoleküle, die Marker von T-Zellen erkennen und das Partikel an die richtige Adresse lotsen. Weil die Transposase das Gen fest einfügt, hält die CAR-Ausstattung länger als bei einem mRNS-Ansatz, der nach kurzer Zeit verpufft.

⇑Was das Experiment gezeigt hat

Getestet wurde das Prinzip mit einer einzigen intravenösen Dosis. „Wir haben gezeigt, dass bereits eine einzige intravenöse Dosis dieses zielgerichteten Nanopartikels in vivo funktionelle CAR-T-Zellen erzeugt, das Tumorwachstum kontrolliert und in einem Leukämiemodell die Überlebenszeit deutlich verlängert – und das bei Dosen, die deutlich unter den bei einem mRNS-Ansatz verwendeten Dosen liegen", fasst Schiffelers zusammen.

Veröffentlicht wurden die Ergebnisse im Fachjournal „Journal for ImmunoTherapy of Cancer". Bemerkenswert ist dabei weniger der einzelne Befund als die Richtung: Der aufwendigste Teil des Verfahrens fand nicht mehr im Labor statt.

⇑Was sich ändert und was noch offen ist

Die Plattform ist modular gebaut. Wer den Rezeptor austauscht, kann sie theoretisch auf andere Ziele richten; das Team denkt bereits an Autoimmunerkrankungen und solide Tumoren. Weitergearbeitet wird im Projekt NANOCAR und in einem Advanced Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC), der an Schiffelers ging und den Weg Richtung klinische Anwendung ebnen soll.

Bei aller Eleganz gilt aber: Das ist Forschung, keine fertige Therapie. Der Machbarkeitsnachweis stammt aus dem Modell, nicht aus der Klinik, und zwischen einem funktionierenden Prinzip und einem zugelassenen Medikament liegen Jahre. Das Projekt schlug mit Gesamtkosten von 2 988 377,95 Euro zu Buche, davon 2 988 377,70 Euro aus EU-Mitteln – Geld für einen Beweis, nicht für ein Produkt im Regal.

⇑Zusammenfassung

NANO-ENGINE hat einen ganzen Produktionsschritt gestrichen, statt ihn zu optimieren: Das Nanopartikel bringt die Bauanleitung für den CAR-Rezeptor dorthin, wo die T-Zellen ohnehin sind. Damit das gelingt, mussten Chemie, Molekularbiologie, Medizin und Materialtechnik an einem Tisch sitzen – und darin liegt die eigentliche Nachricht für alle, die über ein Studium in diesen Fächern nachdenken. Die spannendsten Fragen stehen selten in der Mitte eines Fachs, sondern an seinem Rand.

⇑Fünf Fragen: Denkst du wie ein Arzneimittelentwickler? (Test)