Im Rahmen des Projekts wurden sechs Brustkrebs-Stammzelllinien (BCSC) aus Patientenbiopsien gewonnen, darunter sowohl dreifach-negative als auch nicht dreifach-negative Fälle. Mithilfe eines neuartigen Isolierungsprotokolls etablierten die Forscher die Linien BCSC1 bis BCSC5 und eine sechste Linie, die in dem Bericht nicht weiter charakterisiert wurde. Die quantitative Reverse-Transkriptase-PCR ergab, dass alle fünf Linien den Epithelmarker EpCAM und den Mesenchymmarker Slug gemeinsam exprimierten, was auf einen hybriden epithelialen-mesenchymalen Phänotyp hinweist, der typisch für aggressive Brustkrebsstammzellen ist. Das Expressionsprofil wurde durch den Vergleich der BCSC-Linien mit den epithelialen MCF7- und mesenchymalen MDA-MB-231-Kontrollen bestätigt.
In-vitro-Zytotoxizitätstests zeigten, dass menschliche γδ-T-Zellen, die mit Zoledronat und Interleukin-2 (IL-2) oder mit Concanavalin-A und Interleukin-4 (IL-4) expandiert wurden, die BCSC-Linien erkennen und abtöten konnten. Nur die drei Linien, die erfolgreich in Mäuse eingepflanzt wurden – BCSC1, BCSC3 und BCSC5 – wurden in Tötungsversuchen getestet. Lumineszenz-basierte Zytotoxizitätsmessungen zeigten, dass alle drei von den expandierten γδ-T-Zellen lysiert wurden, wobei BCSC5 die höchste Lyse bei allen Effektor-zu-Ziel-Verhältnissen aufwies. Die durchflusszytometrische Analyse der CD107a-Degranulation zeigte, dass Vγ9Vδ2-T-Zellen stärker aktiviert waren als Vγ1Vδ1-Zellen und dass BCSC5 in beiden Untergruppen die stärkste Degranulation auslöste. Diese Daten bestätigen, dass die manipulierten γδ-T-Zellen Brustkrebsstammzellen in vitro angreifen und eliminieren können.
Das niederländische Unternehmen GADETA lieferte das Produkt TEG002, eine gentechnisch veränderte αβ-T-Zelllinie, die den Vγ9Vδ2-T-Zellrezeptor (TCR) exprimiert. TEG002-Zellen exprimieren sowohl den αβ- als auch den γδ-TCR, während Kontroll-αβ-T-Zellen nur den αβ-TCR und Kontroll-γδ-T-Zellen nur den γδ-TCR exprimieren. In-vitro-Tötungsversuche mit TEG002-Zellen spiegelten die Ergebnisse wider, die mit den expandierten γδ-T-Zellen erzielt wurden, und lysierten BCSC1, BCSC3 und BCSC5 effizient. Die Raman-Spektroskopie, die in Zusammenarbeit mit CellTool durchgeführt wurde, bestätigte, dass der Zelltod durch Apoptose vermittelt wurde, wie die charakteristischen spektralen Signaturen zeigen.
Ein orthotopes Mausmodell wurde durch die Implantation von BCSC5-Zellen in die Brustfettpolster von NOD-SCID-Mäusen etabliert. Die Tumore wuchsen auf eine messbare Größe an, aber weder die expandierten γδ T-Zellen noch das TEG002-Produkt konnten die Tumore in vivo vernichten. Eine anschließende Analyse ergab, dass sich die Tumorzellen im Mäusewirt differenziert hatten, indem sie die Produktion von Phospho-Antigenen herunterregulierten und sich so der Erkennung durch den Vγ9Vδ2 TCR entzogen. Die Behandlung der entnommenen Tumorzellen mit Zoledronat stellte die Phospho-Antigen-Synthese wieder her und sensibilisierte sie erneut für die γδ-T-Zell-vermittelte Abtötung. Diese Ergebnisse unterstreichen die Herausforderung der Umgehung des Tumorimmunsystems durch phänotypische Plastizität und deuten darauf hin, dass eine pharmakologische Modulation der Antigenpräsentation die Wirksamkeit von γδ-T-Zell-Therapien verbessern kann.
Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter dem Förderkennzeichen 01QE1739C im Rahmen der Eurostars-Initiative (Projektcode E!11497 TEST) gefördert. Die Forschung wurde am Institut für Biologie III der Universität Freiburg in Zusammenarbeit mit dem niederländischen Unternehmen GADETA, das das Produkt TEG002 zur Verfügung stellte, und dem deutschen Unternehmen CellTool, das die Raman-spektroskopische Analyse lieferte, durchgeführt. Das Projekt endete am 30. Juni 2021, und der Abschlussbericht wurde dem BMBF im Februar 2022 vorgelegt. Die Zusammenarbeit vereinte Fachwissen in den Bereichen Stammzellbiologie, Immuntherapie und fortschrittliche spektroskopische Techniken, um das Potenzial von gentechnisch veränderten γδ-T-Zellen für die Bekämpfung von Brustkrebsstammzellen zu bewerten.