Preisträger Q2, 2021

1) CARAMBA: a first-in-human clinical trial with SLAMF7 CAR-T cells prepared by virus-free Sleeping Beauty gene transfer to treat multiple myeloma

[Gene Therapy (2021)]

Sabrina Prommersberger, Michael Reiser, Julia Beckmann, Sophia Danhof, Patricia Quade-Lyssy, Hermann Einsele, Michael Hudecek, Halvard Bonig, Maximilian Amberger, Zoltán Ivics

Um Fortschritte bei der klinischen Anwendung von CAR-T-Zellen zu erzielen, ist eine sta¨ndige Optimierung ihres Herstellungsprozesses notwendig. In der CARAMBA-Studie werden erstmalig Myelompatienten mit SLAMF7-spezifischen CAR-T-Zellen behandelt, welche mithilfe der Sleeping-Beauty-Transposontechnologie hergestellt wurden.

Fu¨r den stabilen Gentransfer verwenden wir eine optimierte hyperaktive, RNA-kodierte SB100X-Transposase in Kombination mit einem Transposon-DNA-Minicircle. Mit diesem Ansatz werden hohe Transfektionsraten bei hoher Viabilita¨t der T-Zellen erzielt. Die Technik hat das Potenzial, die Vektorenherstellung sowie die CAR-T-Zellproduktion zu erleichtern und zu beschleunigen.

SLAMF7-CAR-T-Zellen haben sich in pra¨klinischen Versuchen als u¨beraus wirksam gegen Myelomzellen erwiesen. Die CARAMBA-Studie untersucht nun die Machbarkeit, Sicherheit und Antimyelomwirksamkeit von SLAMF7-CAR-T-Zellen, welche durch Sleeping-Beauty- Transposition hergestellt wurden.

Personen auf dem Bild: Julia Beckmann, Michael Hudecek, Hermann Einsele, Sophia Danhof, Sabrina Prommersberger

2) A nonviral, nonintegrating DNA nanovector platform for the safe, rapid, and persistent manufacture of recombinant T cells

[Science Advances (2021)]

Matthias Bozza, Alice De Roia, Margareta P. Correia, Aileen Berger, Alexandra Tuch, Andreas Schmidt, Inka Zörnig, Dirk Jäger, Patrick Schmidt , Richard P. Harbottle

Bislang werden die adoptive T-Zellprodukte noch mit Hilfe von viralen Vektoren zur Transgen-Expression induziert, einem Verfahren, das, gerade im Bereich der GMP-gerechten Herstellung, zum einen sehr aufwändig und kostenintensiv ist und zum anderen das latente Risiko einer möglichen Genotoxizität durch unkontrollierbare Genomintegration in sich trägt. In dieser Arbeit haben wir neuartige DNA Vektoren minimaler Größe (nS/MARt) entwickelt, die eine effiziente Manipulation von T-Lymphozyten zur Anwendung in der adoptiven Immuntherapie erlauben. In einem iterativen Prozess haben wir einen DNA-Plasmid-Vektor designt, der keinerlei bakterielle Sequenzen enthält und sich über spezifische MAR-Elemente an die Matrixproteine des Nucleus anheften kann. Somit wird eine Replikation der Vektor-DNA während der Zellteilung sichergestellt, die zu einer stabilen Transgenexpression über mehrere Generationen führt. Mit Hilfe von nS/MARt haben wir ein neues Protokoll zur beschleunigten, semi-automatisierten Herstellung von CAR-T-Zellen in klinischem Maßstab erstellt. Während bisherige Herstellprozesse für eine CART-Dosis etwa 12 Tage in Anspruch nehmen, konnten wir eine infundierbare Dosis in 5 Tagen produzieren.

3) Predicting genotoxicity of viral vectors for stem cell gene therapy using gene expression-based machine learning

[Molecular Therapy (2021)]

Adrian Schwarzer, Steven R. Talbot, Anton Selich, Michael Morgan, Juliane W. Schott, Oliver Dittrich-Breiholz, Antonella L. Bastone, Bettina Weigel, Teng Cheong Ha, Violetta Dziadek, Rik Gijsbers, Adrian J. Thrasher, Frank JT. Staal, Hubert B. Gaspar, Ute Modlich, Axel Schambach, Michael Rothe

https://www.mhh.de/presse-news/mhh-neuer-test-soll-gentherapie-sicherer-machen

Die Gentherapie hämatopoetischer Stammzellen ist eine vielversprechende therapeutische Strategie für monogenetische Erkrankungen des Blutes und Immunsystems. Bei der Gentherapie werden virale Vektoren als „Gentaxis“ benutzt, um eine fehlerfreie Kopie des betreffenden Gens in das Genom einzuschleusen. Manche der benutzten Vektoren können nach der Integration des therapeutischen Gens ins Genom benachbarte Gene aktivieren. Handelt es sich dabei um Gene, die Krebs auslösen können (Onkogene), kann die Gentherapie mit diesen „genotoxischen“ Vektoren unter Umständen Leukämien auslösen. In unserer Arbeit zeigen wir, dass genotoxische Vektoren in hämatopoetischen Stammzellen der Maus eine einzigartige Genexpressionssignatur induzieren. Auf dieser Erkenntnis haben wir den Surrogate Assay for Genotoxicity Assessment (SAGA) entwickelt. SAGA erkennt diese Genexpressionssignatur mit Hilfe von maschinellem Lernen und kann retrovirale Vektoren damit in sichere und potentiell genotoxische Vektoren klassifizieren. Wir zeigen, dass SAGA robuster, sensitiver und schneller ist als frühere Tests genotoxische Vektoren erkennt. Daher bietet unsere Arbeit ein wichtiges Instrument für die präklinische Risikobewertung von Gentherapievektoren.

Personen auf dem Bild: Axel Schambach, Steven Talbot, Adrian Schwarzer, Michael Rothe