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Development and functional evaluation of dual-chain and second-generation CAR-T cells incorporating scFv affinity variants against ErbB2-positive tumors
Luca Lucia Feichter
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molecular Biology
Betreuer*in
Sebastian Carotta
DOI
10.25365/thesis.80171
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-11571.53525.896111-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die chimäre Antigenrezeptor (CAR)-T Zelltherapie hat bemerkenswerte klinische Erfolge bei der Behandlung hämatologischer Tumore erzielt, doch ihre Wirksamkeit bei soliden Tumoren ist unter anderem aufgrund der Seltenheit exklusiv exprimierter tumor-spezifischer Antigene, weiterhin begrenzt (Mitra et al., 2023). ErbB2 ist ein attraktives therapeutisches Ziel, da es häufig in verschiedenen soliden Krebsarten überexprimiert wird (Oh & Bang, 2020). Allerdings wirft die basale Expression in normalem Gewebe ein Sicherheitsrisiko auf (Morgan et al., 2010). Zur Evaluierung von Strategien zur Verbesserung der Selektivität haben wir eine Reihe von CAR-Konstrukten entwickelt, die die ErbB2-zielenden Antikörperfragmente C6.5 und 4D5 entweder in konventionellen CARs der zweiten Generation (2nd Gen) oder in Dual-Chain-Formaten integrieren. Frühere Studien zeigten, dass der von 4D5 abgeleitete Antiköper Trastuzumab zu erheblichen Hintergrundsignalen führt und Sicherheitsrisiken bergen kann (Morgan et al., 2010). Dies motivierte die Einbeziehung affinitätsveränderter Varianten in unserem Design: das hoch-affine C6.5 (C6.5B1D2) und das niedrig-affine 4D5. C6.5 ist mit der Aktivierungsdomäne CD3 verbunden und kann Selektivität und Effizienz beeinflussen, während 4D5, das mit der kostimulatorischen Domäne 4-1BB verbunden ist, Parameter wie Effizienz, Persistenz oder tonisches Signal beeinflussen kann. Im Gegensatz zu früher beschriebenen Dual-Chain CARs, die zwei unterschiedliche Antigene binden, zeigte das Dual-Chain-Design, das auf zwei Epitope innerhalb von ErbB2 abzielt, eine reduzierte Aktivität und eine geringere Sicherheit im Vergleich zu konventionellen CAR Konstrukte der zweiten Generation, die ErbB2 Domäne IV erkennen. Im Gegensatz dazu demonstrierten konventionelle CARs, die entweder das native 4D5 oder seine affinitätsgereifte Variante enthielten, eine überlegene Selektivität und Antitumor-Potenz. Diese Befunde unterstreichen die Vorteile optimierter ErbB2-zielender CARs zweiter Generation gegenüber Dual-Epitop-Strategien zur Verbesserung der Sicherheit und Wirksamkeit im Kontext solider Tumoren.
Abstract
(Englisch)
Chimeric antigen receptor (CAR)-T cell therapy has achieved remarkable clinical success in the treatment of hematological malignancies, yet its efficacy in solid tumors remains limited in part by the scarcity of exclusively expressed tumor-specific antigens (Mitra et al., 2023). ErbB2 is an attractive therapeutic target due to its frequent overexpression in several solid cancers (Oh & Bang, 2020); however, its basal expression in normal tissues raises safety concerns (Morgan et al., 2010). To evaluate strategies that enhance ErbB2 selectivity, we engineered a panel of CAR constructs incorporating the ErbB2-targeting antibody fragments C6.5 and 4D5 in either conventional second-generation (2nd Gen) or dual-chain formats. Previous studies have shown that the 4D5-derived antibody trastuzumab can induce substantial background signaling and pose safety risks (Morgan et al, 2010), motivating the inclusion of affinity-maturated variants in this design – the high-affinity C6.5 (C6.5B1D2) and the low-affinity 4D5. C6.5 which is connected to the CD3 activation domain can influence selectivity and efficiency, while 4D5, connected to the co-stimulatory domain 4-1BB can influence parameters like efficiency, persistence or tonic signaling. Unlike previous described dual-chain CARs that engage two distinct antigens, the dual-chain design targeting two epitopes within ErbB2 showed reduced activity and a narrower safety margin compared with conventional 2nd Gen CAR constructs recognizing ErbB2 domain IV. In contrast, conventional CARs incorporating either the native 4D5 or its affinity-maturated variant demonstrated superior selectivity and antitumor potency. These findings highlight the advantages of optimized single-chain ErbB2-targeting CARs over dual-epitope strategies for improving safety and efficacy in solid tumor settings.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
CAR-T Zelltherapie
Schlagwörter
(Englisch)
CAR-T cell therapy
Autor*innen
Luca Lucia Feichter
Haupttitel (Englisch)
Development and functional evaluation of dual-chain and second-generation CAR-T cells incorporating scFv affinity variants against ErbB2-positive tumors
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
X, 74 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Sebastian Carotta
Klassifikation
42 Biologie > 42.00 Biologie. Allgemeines
AC Nummer
AC17764894
Utheses ID
79052
Studienkennzahl
UA | 066 | 865 | |