Die autologe chimäre Antigenrezeptor-T-Zelltherapie (CART) hat klinische Erfolge bei der Behandlung von rezidivierten oder refraktären hämatologischen Malignomen erzielt, was zur Zulassung von sechs CART-Produkten durch die US-amerikanische FDA geführt hat, die auf CD19 oder das B-Zell-Reifungsantigen (BCMA)1 abzielen. Trotz der beeindruckenden anfänglichen Aktivität der CART-Zelltherapie erleiden die meisten Patienten innerhalb der ersten 1-2 Jahre nach der Behandlung einen Rückfall2. Es wurden mehrere Mechanismen der CART-Resistenz identifiziert, darunter eine suboptimale T-Zell-Fitness, Antigen-Escape und schlechte CART-Persistenz sowie eine Hemmung, die durch die immunsuppressive Tumormikroumgebung (TME) vermittelt wird2,3. Myeloische Zellen wie Monozyten und Makrophagen machen oft einen signifikanten Teil der TME aus und haben sich als wichtige Inhibitoren anderer Immunzellen, einschließlich T-Zellen, erwiesen 4,5. Die nachteiligen Wirkungen myeloischer Zellen im Rahmen der therapeutischen Wirksamkeit von CART-Zellen wurden in präklinischen Modellen und in klinischen Studien sowohl an hämatologischen als auch an soliden Tumoren berichtet 3,6. Eine myeloische Hemmung kann ab Beginn des CART-Herstellungsprozesses auftreten -- es wurde gezeigt, dass Monozyten im Startaphereseprodukt die ex vivo CART-Expansion hemmen 7,8. Angesichts der zunehmenden Beweise für eine myeloische CART-Hemmung haben viele Studien darauf abgezielt, CART-Zellen so zu entwickeln, dass sie immunsuppressive Makrophagen in TME angreifen und eliminieren, um eine bessere Immunantwort zu erzielen5. Die Mechanismen, die hinter den Wechselwirkungen zwischen CART-Zellen und immunsuppressiven Makrophagen stehen, sind jedoch noch nicht vollständig geklärt. Darüber hinaus gibt es nur begrenzte öffentlich zugängliche Xenotransplantat-Modelle dieser Interaktionen. Daher besteht ein dringender Bedarf an Modellen, die die Wechselwirkungen zwischen menschlichen Makrophagen und CART-Zellen sowohl in vitro als auch in Mausmodellen untersuchen.
Hier beschreiben wir eine Methode, bei der humane CD19-targeted CART (CART19) Zellen mit CD19+ Tumorzellen und ex vivo polarisierten M2-ähnlichen Makrophagen kokultiviert werden. Darüber hinaus berichten wir über ein Xenotransplantat-Mausmodell, in dem immundefiziente Mäuse sowohl mit Zielzellen als auch mit humanen Makrophagen subkutan transplantiert werden, was die Bewertung von Immuntherapien von Interesse in einem Setting mit immunsuppressiven Makrophagen ermöglicht. Insbesondere analysierten wir die CART-Antigen-spezifische Proliferation in Gegenwart oder Abwesenheit von immunsuppressiven Makrophagen in vitro und zeigten eine signifikante Hemmung der T-Zell-Expansion sowohl in Transwell- als auch in direkten Co-Kulturplatten. In unserem Xenotransplantat-Modell wurden NSG-Mäuse subkutan mit Tumorzellen und humanen Makrophagen transplantiert, die in Matrigel suspendiert waren, um das Therapie-Screening durchzuführen. In diesem Tiermodell konnte erfolgreich gezeigt werden, dass ex vivo differenzierte immunsuppressive humane Makrophagen in der Lage waren, die Tumorprogression in NSG-Mäusen zu fördern. Durch die Befolgung dieses Protokolls kann die Wirksamkeit von immunsuppressiven Makrophagen-zielgerichteten Therapeutika getestet werden, einschließlich der Wirksamkeit von niedermolekularen Arzneimitteln, Biologika und anderen zellbasierten Therapien. Aufgrund der Einschränkungen bei der Verwendung immundefizienter Mäuse zur Untersuchung der menschlichen TME eignen sich die vorgeschlagenen Modelle jedoch am besten für Proof-of-Concept-Studien.