T-Zellen gegen Krebs / T cells against Cancer

Max Delbrück Center
1 Dec 201711:37

Summary

TLDRDie Skriptbeschreibung eines langen und schwierigen Forschungswegs, der schließlich zu klinischen Studien im Bereich der Immuntherapie gegen Krebs führt. Es erläutert, wie T-Zellen durch neue Rezeptoren 'gelehrt' werden, um Krebszellen zu erkennen und zu zerstören. Der Prozess umfasst die Entwicklung eines Mausmodells, das die Generierung von T-Zellrezeptoren ermöglicht, und die Herausforderungen bei der Zellkultur und -produktion unter strengen Qualitätsstandards. Die Hoffnung ist, dass dieser Ansatz die Lebensqualität und -dauer von Patienten verbessern kann.

Takeaways

  • 🌟 Forschung im Labor soll Patienten helfen und ist Teil der Gründungsmission.
  • 📜 Die klinische Prüfung erfordert eine große Menge an Dokumentation und Papierarbeit, die bis zu zwei Jahre dauern kann.
  • 🔍 Nach 15 Jahren an dem Projekt ist die Bewilligung durch die Behörden ein wichtiger Moment.
  • 🛠️ Die Grundidee der Immuntherapie besteht darin, das eigene Immunsystem des Patienten gegen Krebs zu nutzen.
  • 💡 Die Immunsystem normalerweise identifiziert und eliminiert Virenbefallene Zellen durch T-Zellen.
  • 🧬 Krebsentwicklung ist ein Prozess, bei dem eine Zelle mutiert und ein Tumor wächst, was die T-Zellen schwächt, um mutierte Zellen zu erkennen.
  • 🧪 Die Aufgabe der Forscher ist es, Unterschiede zwischen Tumorzellen und normalen Zellen zu identifizieren und T-Zellen zu 'belehrnen', um diese zu erkennen.
  • 🏥 Die Forscherin begann ihre Karriere im Max Delbrück Center und hat sich auf Tumorimmunologie spezialisiert.
  • 💫 Adoptive T-Zelltherapie beinhaltet das Extrahieren von T-Zellen aus einem Patienten und die Generierung von antigentenspezifischen T-Zellen in vitro.
  • 🐭 Die Einführung des menschlichen T-Zellrezeptorrepertoires in Mäuse hat die Krebgeneutherapie revolutioniert.
  • 🔬 Die Produktion von T-Zellen für die Behandlung von Patienten erfordert spezielle, saubere Bedingungen und qualitätsvolle Herstellung.
  • 🎯 Die erfolgreiche Übertragung von T-Zellen auf Patienten ist ein wichtiger Meilenstein für die Forscher und die Behandlung von Krebs.

Q & A

  • Was ist das Grundgedanke hinter der Immuntherapie?

    -Das Grundgedanke der Immuntherapie ist, das eigene Immunsystem des Patienten zur Bekämpfung von Krebs zu verwenden.

  • Wie unterscheidet sich das Immunsystem bei einer Virusinfektion von dem bei Krebs?

    -Bei einer Virusinfektion markieren Viren die Körperzellen durch Strukturmerkmale auf ihrer Oberfläche, die sie von normalen Zellen unterscheiden. Im Falle von Krebs entstehen Tumorzellen durch Mutation und wachsen über einen langen Zeitraum, in dem sie mit dem Immunsystem interagieren. Nach dieser langen Zeit haben die T-Zellen Schwierigkeiten, mutierte Zellen von normalen Zellen zu unterscheiden.

  • Wie können Forscher T-Zellen 'lehren', um tumorbefallene Zellen zu erkennen?

    -Forscher definieren die Unterschiede zwischen Tumorzellen und normalen Zellen und 'lehren' die T-Zellen, diese Unterschiede zu erkennen, indem sie spezielle Rezeptoren in die T-Zellen einführen, die spezifisch für die Zielstrukturen auf den Krebszellen sind.

  • Was ist Adoptive T-Zelltherapie?

    -Adoptive T-Zelltherapie beinhaltet das Extrahieren von T-Zellen eines Patienten und das In-Vitro-Generieren von antigentenspezifischen T-Zellen durch die Einführung eines neuen Rezeptors in die Patienten-T-Zellen.

  • Woher bekommen Forscher die T-Zellrezeptoren für die Therapie?

    -Die Forscher benötigen menschliche T-Zellrezeptoren, da sie in Menschen zurückgegeben werden müssen. Sie dachten daran, das menschliche T-Zellrezeptorrepertoire in Mäuse einzuführen, um die Rezeptoren zu erhalten.

  • Wie hat die Mausmodellierung durch Thomas Blankenstein und sein Team die Genetherapie revolutioniert?

    -Das von Thomas Blankenstein und seinem Team entwickelte Mausmodell hat es erstmals ermöglicht, in Mäusen spezielle T-Zellrezeptoren mit spezifischen Eigenschaften zu generieren, die nur Tumorzellen ansprechen.

  • Was ist der Hauptvorteil der Arbeit am Max Delbrück Center?

    -Am Max Delbrück Center arbeiten etwa 1.660 Personen, um das molekulare Grundlagen von Gesundheit und Krankheit besser zu verstehen und Mechanismen zu erforschen, die für neue Therapien der zukünftigen Medizin bilden.

  • Welche Herausforderungen gibt es bei der Züchtung von T-Zellen für die Behandlung?

    -Die Hauptherausforderung besteht darin, T-Zellen über Wochen, möglicherweise sogar Monate, zu züchten und nicht nur einige Tage. Dies ist notwendig, da Milliarden von Zellen benötigt werden, um einen Patienten zu behandeln, und diese aus einigen Millionen Zellen wachsen. Während des Züchtungsvorgangs verlieren T-Zellen wichtige therapeutische Eigenschaften, was vermieden werden muss.

  • Wie wird die Herstellung von Zellen für die Behandlung eines Patienten sichergestellt?

    -Die Zellen werden in einer sauberen Kammer unter sehr speziellen Bedingungen hergestellt, um sicherzustellen, dass sie den strengen Qualitätsstandards entsprechen, die für ein tatsächliches Arzneiprodukt erforderlich sind.

  • Was ist das Ziel der klinischen Studien?

    -Das Ziel der klinischen Studien ist es, die Anwendung der Forschungsergebnisse in der Praxis zu überprüfen und den Patientenheilen zu unterstützen, indem die Lebensdauer der Patienten verlängert wird, unter Bedingungen, die für Menschen geeignet sind.

  • Wie lange dauert es in der Regel, von der Idee bis zur klinischen Anwendung einer neuen Therapie?

    -In diesem Fall hat es etwa 17 Jahre gedauert, von der Idee bis zur Vorbereitung der ersten klinischen Trials, um die Anwendung auf Patienten zu testen.

Outlines

00:00

🌟 Grundlagen der Immuntherapie und klinische Studien

Dieser Abschnitt beschreibt die langwierige und schwierige Entwicklung einer klinischen Studie zur Anwendung der Immuntherapie bei Patienten. Es wird betont, wie wichtig ein guter Team, Technologie und harte Arbeit sind, um klinische Versuche zu realisieren. Die Herausforderungen der Dokumentation, wie Testpläne, Studienprotokolle und Patienteneinwilligung, werden dargestellt. Nach 15 Jahren an dem Projekt ist das klinische试验 endlich bei den Behörden eingegangen und wartet auf Genehmigung. Die Grundidee der Immuntherapie ist es, das eigene Immunsystem des Patienten zur Bekämpfung von Krebs einzusetzen. Der Prozess der Erkennung und Eliminierung von Vireninfektionszellen durch T-Zellen wird erklärt, um zu verdeutlichen, wie T-Zellen auch Tumorzellen identifizieren und zerstören können. Der Sprecher erläutert seine Karriere und seine Arbeit am Max Delbrück Center, wo er sich auf Tumorimmunologie konzentriert hat und sich auf die Entwicklung neuer Therapieverfahren konzentriert.

05:18

🐭 Mausmodell und T-Zellrezeptoren

In diesem Abschnitt wird das erfolgreiche Experiment mit einem Mausmodell beschrieben, das T-Zellen mit menschlichen Eigenschaften hervorbrachte. Die Entdeckung, dass T-Zellen im Blut der Maus nachgewiesen werden konnten, bestätigte die Funktionalität des Modells. Die Arbeit von Thomas Blankenstein und seinem Team hat die Gentherapie für Krebspatienten revolutioniert. Ein neues Problem entsteht jedoch, da die menschlichen T-Zellrezeptoren nun auf Mauszellen lokalisiert sind. Der Sprecher erinnert sich an seine Karriere als Virologe und seine Übergänge in der Forschung. Die Zielsetzung der Forschung ist es, bestimmte menschliche Zellen, insbesondere die T-Zellen eines Patienten, zu modifizieren. Die Herausforderung besteht darin, T-Zellen über einen längeren Zeitraum zu züchten, ohne ihre therapeutischen Eigenschaften zu verlieren.

10:19

🏥 Klinische Studien und die Übergabe an die Industrie

Der Abschnitt beschreibt den Übergang von der Grundforschung zur klinischen Anwendung und wie dies in enger Zusammenarbeit mit Kliniken und Arzten realisiert wird. Die Herausforderungen, die mit der Produktion von Zellen in einer Reinraumumgebung verbunden sind, werden diskutiert. Die Notwendigkeit, strenge Qualitätsstandards einzuhalten, wird hervorgehoben, und es wird erwähnt, dass ein hochqualifizierter Hersteller die Zellen für die Studie produziert. Der Sprecher sieht dies als wichtigen Meilenstein in seiner Forschungserfahrung und freut sich darauf, dass die Grundforschung in klinische Anwendung überführt werden kann. Die Hoffnung ist, dass die erste klinische Studie dazu beitragen wird, das Überleben von Patienten unter menschenwürdigen Bedingungen zu verlängern.

Mindmap

Keywords

💡Immuntherapie

Immuntherapie bezieht sich auf Behandlungen, die das Immunsystem eines Patienten nutzen, um Krankheiten wie Krebs zu bekämpfen. Im Kontext des Videos wird diese Methode beschrieben, um zu erklären, wie das Immunsystem des Patienten genutzt wird, um Krebszellen zu erkennen und zu zerstören. Ein Beispiel aus dem Skript ist, wie T-Zellen trainiert werden, Tumorzellen zu erkennen und zu eliminieren.

💡T-Zellen

T-Zellen sind eine Art von weißen Blutzellen, die eine zentrale Rolle in der Immunantwort spielen. Im Video werden sie als Schlüsselelemente dargestellt, die infizierte oder mutierte Zellen erkennen und zerstören können. Der Prozess, wie T-Zellen gegen Virusinfektionen und Krebszellen wirken, wird detailliert beschrieben.

💡klinische Studie

Eine klinische Studie ist ein Forschungsansatz, bei dem neue medizinische Verfahren, Behandlungen oder Medikamente am Menschen getestet werden. Im Skript wird die Durchführung einer klinischen Studie erwähnt, die für die Genehmigung und Umsetzung der Immuntherapie erforderlich ist, einschließlich der dafür notwendigen umfangreichen Dokumentation.

💡Dokumentation

Dokumentation bezieht sich auf die umfangreichen Aufzeichnungen und Formulare, die für die Durchführung und Genehmigung einer klinischen Studie notwendig sind. Das Skript hebt hervor, wie viel Dokumentationsarbeit erforderlich ist, einschließlich Studienprotokolle, Patienteneinwilligungen und Ethikanträge, um die klinische Prüfung zu beginnen.

💡Gründungsmission

Die Gründungsmission bezieht sich auf die ursprünglichen Ziele und den Zweck einer Organisation oder eines Instituts. Im Video wird die Gründungsmission als der Antrieb dargestellt, Patienten durch Forschungsergebnisse zu nutzen, was die langfristige Vision und den Einsatz für die medizinische Forschung betont.

💡Perseveranz

Perseveranz bedeutet Ausdauer und Hartnäckigkeit im Angesicht von Herausforderungen. Im Kontext des Videos wird diese Eigenschaft als entscheidend für den Erfolg im langwierigen Prozess der Entwicklung und Genehmigung einer neuen Behandlungsmethode dargestellt.

💡Tumorimmunologie

Tumorimmunologie ist ein Forschungsgebiet, das sich mit dem Verständnis der Wechselwirkungen zwischen dem Immunsystem und Krebszellen beschäftigt. Im Video wird diese Disziplin als Spezialisierungsfeld des Forschers beschrieben, der an der Entwicklung von Immuntherapien arbeitet.

💡Adoptive T-Zell-Therapie

Die adoptive T-Zell-Therapie ist eine Form der Immuntherapie, bei der T-Zellen eines Patienten außerhalb des Körpers modifiziert und dann dem Patienten zurückgeführt werden. Das Video beschreibt, wie diese Methode entwickelt und für die Behandlung von Krebs angepasst wird.

💡Gentherapie

Gentherapie bezieht sich auf medizinische Verfahren, bei denen Gene manipuliert oder verändert werden, um Krankheiten zu behandeln. Im Video wird dieser Ansatz in Verbindung mit der Erzeugung spezifischer T-Zell-Rezeptoren erwähnt, um Krebszellen zu erkennen und anzugreifen.

💡Max-Delbrück-Centrum

Das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin ist die Forschungseinrichtung, in der die im Video beschriebene Forschung stattfindet. Es repräsentiert den institutionellen Rahmen, innerhalb dessen die Wissenschaftler arbeiten und ihre visionären Therapien entwickeln.

Highlights

Research from labs should benefit patients, aligning with the founding mission.

Success in research requires a good team, technology, ideas, and perseverance.

Clinical trials involve extensive documentation, taking one to two years for approval.

After 15 years of work, the project is at a crucial stage, with patient treatment planned for the next year.

Immunotherapy leverages the patient's immune system to combat cancer.

T-cells can detect and eliminate virus-infected cells that display structural differences.

Cancer cells, often not caused by viruses, are more challenging for T-cells to identify.

The goal is to define differences between cancerous and normal cells to enhance T-cell detection.

Adoptive T-cell therapy involves extracting and modifying a patient's T-cells to target cancer.

Introducing human T-cell receptors into mice has been a revolutionary step in cancer gene therapy.

The challenge now is to ensure the human receptor recognizes the target antigen on mouse cells.

The transition from lab research to clinical application requires collaboration with medical professionals.

Producing cells for clinical use must be done under strict conditions in a clean room.

The ultimate goal is to modify a patient's T-cells to enhance their therapeutic properties.

The first clinical trial aims to extend patients' lives under humane conditions.

The Max Delbrück Center is dedicated to understanding the molecular basis of health and disease.

The focus is on uncovering mechanisms that can lead to new therapies for the medicine of the future.

Transcripts

play00:01

A long and winding road

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Research from our labs should benefit patients.

play00:11

That is part of our founding mission.

play00:14

To achieve this, you need a good team...

play00:16

good technology and good ideas...

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...and a great deal of perseverance.

play00:34

The clinical trial required a huge amount of documentation...

play00:39

lots and lots of paperwork...

play00:44

the test plan, the study protocol, production details...

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patient consent forms...

play00:54

the proposal for the ethics committee...

play00:58

All this took one to two years.

play01:05

Now the paperwork is finally with the authories, awatitng approval.

play01:09

After 15 years of working on this project,

play01:12

this is a very important moment for us.

play01:15

We were able to realize our initial vision...

play01:19

and will start treating patients next year.

play01:26

The basic idea of immunotherapy...

play01:34

is to use the patient’s own immune system to fight the cancer.

play01:37

To understand how this works,

play01:40

let’s first look at what the immune system normally does.

play01:43

Everyone catches a cold once or twice a year.

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Viruses enter our body and infect normal body cells.

play01:50

This causes them to develop structural features on their surface...

play01:54

that clearly differentiate them from normal cells.

play01:56

T-cells can detect these differences...

play01:59

and eliminate the virus-infected cells.

play02:02

The whole process takes about two weeks.

play02:06

The cold is then gone and the tissue is normal again.

play02:14

But with cancer, things are different.

play02:18

Most cases don’t involve a virus infection.

play02:21

Instead, a cell mutates and a tumor forms from this cell...

play02:24

growing bigger and bigger.

play02:28

This happens over a long period of time, in which tumor cells and immune system interact.

play02:32

After so much time,

play02:35

the T-cells have trouble...

play02:38

distinguishing mutated cells from normal cells.

play02:40

How can this problem be solved?

play02:44

When you look closely,

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you can actually spot some differences.

play02:50

And our job is...

play02:51

to define these differences...

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and “teach” the T-cells to detect them.

play02:57

In the end, the T-cells...

play02:59

will recognize the tumor cells...

play03:01

and destroy them.

play03:03

Just like with the virus infection I described earlier.

play03:18

I came to the Max Delbrück Center in late 1993.

play03:26

Right at the very beginning. And...

play03:30

I’ve never regretted it once.

play03:35

I do basic research,

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focusing on tumor immunology.

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For 25 years, I’ve been working...

play03:41

to develop new therapies...

play03:43

and translate them...

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into clinical applications.

play03:54

For a long time,

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since around 1997 / 98...

play03:59

I’ve envisioned us making...

play04:01

adoptive T-cell therapy feasible …

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and making it especially effective.

play04:19

Adoptive T-cell therapy involves...

play04:21

extracting a patient’s T-cells...

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and then generating antigen-specific T-cells in vitro.

play04:27

This is achieved by introducing...

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a new receptor...

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into the patient’s T-cells.

play04:34

The receptor is specific...

play04:35

for the target structure...

play04:37

on the cancer cells.

play04:40

The question is-

play04:41

where can we get these T-cell receptors?

play04:44

Of course, we need...

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human T-cell receptors, since...

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they have to be put back into humans.

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So we thought to introduce...

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the human T-cell receptor repertoire...

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into mice.

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This is a simple idea in theory,...

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but was very complex technically.

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The first clue...

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that the model actually worked...

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came when we had gene loci in the mouse...

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and discovered that T-cells in the mouse...

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were maturing and becoming functional...

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– and that these T-cells...

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were detectable in the blood.

play05:36

At that moment it was clear:

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This can’t go completely wrong anymore.

play05:52

The mouse model created by...

play05:54

Thomas Blankenstein and his team...

play05:56

has revolutionized...

play05:58

gene therapy for cancer patients.

play06:05

For the first time ever,

play06:06

it was possible in mice to generate...

play06:08

special T-cell receptors...

play06:10

with specific properties...

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that target only tumor cells.

play06:18

But now we are facing a new problem:

play06:20

We have a human receptor...

play06:21

that recognizes our target antigen,

play06:23

but it’s located on the surface...

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of a mouse cell.

play06:28

I used to work...

play06:29

at one of the former Academy’s institutes.

play06:31

This was where I did my PhD...

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and defended my doctoral thesis.

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And where on the last day of the GDR,

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I defended my professorial thesis.

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In the beginning,

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I knew next to nothing...

play06:47

about tumor immunology,

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the field we’re working in now.

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I was a virologist...

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and knew all about viruses:

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how they are organized,

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how they are structured,

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and which diseases they cause.

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And viruses are the basis...

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for the generation of vectors,

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which in turn are used...

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to introduce new genes into cells.

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Our ultimate goal is..

play07:20

to modify certain human cells:

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the T-cells of a patient.

play07:32

Compared to other cells, T-cells,

play07:34

are on the wimpy side.

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They want to be pampered.

play07:52

The main challenge is...

play07:54

to culture them for weeks,

play07:59

maybe even months,

play08:00

and not just a few days.

play08:03

This is necessary because...

play08:05

many billions of cells are needed...

play08:07

to treat a single patient.

play08:09

And these develop...

play08:10

from a few million cells.

play08:12

T-cells lose...

play08:13

important therapeutic properties...

play08:15

when cultivated.

play08:18

This must be avoided,

play08:20

which means we have to handle them...

play08:21

with great care.

play08:25

We can shake them around a little...

play08:28

but they don’t like it.

play08:37

I came to the MDC in 2004...

play08:39

to do my doctoral thesis.

play08:41

I started in the lab of Wolfgang Uckert.

play08:44

Now I’m coordinating this project,

play08:46

which is a wonderful opportunity for me.

play08:51

Clinical studies...

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involve many more parties...

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than normal research projects.

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For example, we’re working very closely...

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with the Charité’s clinics,

play09:06

and with the ward physicians...

play09:07

who actually treat the patients.

play09:13

We can’t do that in the laboratory.

play09:23

The way we’ve been producing...

play09:25

cells in the lab...

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is also simply not transferable...

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to patients.

play09:32

We’re now dealing with...

play09:33

an actual medicinal product.

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It has to be produced in a clean room...

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under very special conditions.

play09:44

It just isn’t possible...

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to do this in a normal lab.

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Luckily, we have clean room facilities...

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right here on campus.

play09:50

We’ve found...

play09:51

a highly skilled manufacturer...

play09:53

that produces the cells for us,

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adhering to the rigorous...

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quality standards required.

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I think this will be...

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an important milestone...

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for my own research.

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We spent many years on basic research,

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and then translated our findings.

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into application.

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And now we are embarking...

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on the final stage of application...

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healing patients.

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And if this first clinical trial helps...

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to prolong the lifetime of patients...

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under conditions...

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that are fit for human beings,

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then I’ll have reached a huge milestone...

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in my life as a researcher.

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I’m more than excited, of course.

play10:44

This is the most critical point.

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I sometimes wake up at night...

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thinking...

play10:52

I might have overlooked something.

play10:57

I think everything through again...

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and then go back to sleep,

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so I’m ready for work the next morning.

play11:02

I have a very good feeling.

play11:05

After all, we’ve spent 17 years...

play11:07

preparing for this.

play11:12

At the MDC, some 1,660 people work...

play11:14

to better understand...

play11:16

the molecular basis of health and disease.

play11:18

They shed light on mechanisms...

play11:20

that lay the foundation for new therapies.

play11:25

For the medicine of the future.

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