Präzisions-mRNA-Impfstoffstrategie zeigt erste Aussicht auf Verbesserung des TNBC-Rückfallrisikos

Eine bahnbrechende Studie zu personalisierten mRNA-Impfstoffen zeigt dauerhafte Immunreaktionen bei dreifach negativem Brustkrebs und liefert damit erste Hinweise darauf, dass eine maßgeschneiderte Krebsimpfung dazu beitragen kann, die langfristigen Ergebnisse zu verbessern, bis größere Studien durchgeführt werden.

In einer kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Studie NaturForscher bewerteten die Machbarkeit, Sicherheit, Immunogenität und langfristige klinische Ergebnisse eines individualisierten Neoantigen-Messenger-Ribonukleinsäure (mRNA)-Impfstoffs bei Patienten mit dreifach negativem Brustkrebs (TNBC) im Frühstadium.

Rezidivrisiko und Behandlungslücken bei dreifach negativem Brustkrebs

TNBC macht etwa 15 % aller Brustkrebsfälle aus und ist mit einem hohen Risiko eines frühen Wiederauftretens verbunden. Bei TNBC fehlt die Expression von Östrogen, Progesteron und dem humanen epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptor 2 (HER2), was die Eignung für gezielte hormonelle oder HER2-gerichtete Therapien einschränkt. Das Rückfallrisiko erreicht seinen Höhepunkt innerhalb der ersten drei Jahre nach der Diagnose, insbesondere bei Hochrisikopatienten.

Fortschritte in der Next-Generation-Sequenzierung haben die Identifizierung tumorspezifischer somatischer Mutationen, sogenannter Neoantigene, ermöglicht, die als personalisierte Impfstoffziele dienen können. mRNA-Impfstoffplattformen bieten eine schnelle und anpassungsfähige Strategie zur Stimulierung von Immunantworten gegen tumorspezifische Mutationen. Die langfristige Immunbeständigkeit und der nachgewiesene klinische Nutzen bleiben jedoch ungewiss, sodass weitere Untersuchungen erforderlich sind, ob eine personalisierte Impfung einen Rückfall in Hochrisiko-TNBC-Populationen verhindern kann.

Erster Versuch am Menschen zur personalisierten Neoantigen-mRNA-Impfung

In diese erste explorative klinische Studie am Menschen wurden Patienten mit TNBC im Frühstadium innerhalb eines Jahres nach Abschluss der standardmäßigen neoadjuvanten oder adjuvanten Chemotherapie mit oder ohne Strahlentherapie aufgenommen. Alle Teilnehmer hatten sich einer Operation mit kurativer Absicht unterzogen. Tumorspezifische somatische Mutationen wurden durch Next-Generation-Sequenzierung von reseziertem Tumorgewebe identifiziert und als individualisierte Impfstoffziele ausgewählt.

Personalisierte Impfstoffe wurden hergestellt, indem bis zu 20 patientenspezifische Krebsmutationen in zwei RNA-Lipoplex (RNA-LPX)-mRNA-Moleküle kodiert wurden, die in liposomalen Nanopartikeln zur intravenösen Verabreichung formuliert waren. Dieses Design zielte darauf ab, die Antigenpräsentation über die Signalwege des Haupthistokompatibilitätskomplexes (MHC) der Klassen I und II zu verbessern, um sowohl zytotoxische als auch T-Helfer-Zell-Reaktionen zu stimulieren.

Die Teilnehmer erhielten über einen Zeitraum von neun Wochen acht intravenöse Dosen, bestehend aus sechs wöchentlichen und zwei zweiwöchentlichen Verabreichungen. Bei drei ersten Patienten wurde die Dosis erhöht, bevor die Zieldosis von 50 Mikrogramm erreicht wurde. Zu Studienbeginn und nach der Impfung wurden periphere Blutproben entnommen, um die Immunantworten zu bewerten.

Immunüberwachung und T-Zell-Reaktionsbewertung

Die Immunantworten wurden mithilfe von Interferon-Gamma-Enzym-Immunospot-Assays (ELISpot) bewertet. Zu den weiteren immunologischen Analysen gehörten die Multimerfärbung menschlicher Leukozytenantigene, die Profilierung intrazellulärer Zytokine, die Sequenzierung von Massen- und Einzelzell-T-Zellrezeptoren sowie die transkriptomische Phänotypisierung. Es wurde eine Langzeitnachbeobachtung durchgeführt, um das rezidivfreie Überleben zu überwachen und mögliche Immun-Escape-Mechanismen bei Patienten zu untersuchen, bei denen ein Rezidiv auftrat.

Alle 14 auswertbaren Patienten erzeugten impfstoffinduzierte oder verstärkte T-Zell-Reaktionen gegen mindestens ein personalisiertes Neoantigen. Die meisten Personen zeigten Reaktionen gegen mehrere Mutationen, und neun Patienten entwickelten T-Zell-Reaktionen, die auf fünf oder mehr Neoantigene abzielten, was auf eine breite Immunaktivierung hindeutet.

Bei 86 % der Patienten wurden mittels Ex-vivo-Interferon-Gamma-ELISpot-Tests starke Immunantworten festgestellt, wobei mehrere Personen 2.000 bis 4.000 Interferon-Gamma-produzierende Zellen pro Million mononukleärer Zellen im peripheren Blut aufwiesen. Von den untersuchten Neoantigenen lösten 82,9 % messbare Immunantworten aus, die vor der Impfung nicht nachweisbar waren. Immunogene Ziele entstanden aus Insertionen, Deletionen und Einzelnukleotidvarianten.

Aktivierungsmuster von CD4- und CD8-T-Zellen

Bei Patienten mit ausreichend Proben für In-vitro-Stimulationstests lösten 51,8 % der getesteten Mutationen T-Zell-Reaktionen aus. Davon wurden 64 % ausschließlich durch Cluster of Differentiation 4 (CD4)-positive T-Zellen vermittelt, 20 % durch Cluster of Differentiation 8 (CD8)-positive zytotoxische T-Lymphozyten und 16 % sowohl durch CD4- als auch CD8-T-Zellen. Diese Verteilung spiegelt die Beteiligung von Helfer- und zytotoxischen T-Zellkompartimenten wider, obwohl die Studie nicht darauf ausgelegt war, einen direkten Kausalzusammenhang zwischen Immunantworten und klinischen Ergebnissen herzustellen.

Die Multimer-Färbung bestätigte die schnelle Ausbreitung mutationsspezifischer CD8-positiver T-Zellen während der Impfung. Bei bestimmten Patienten machten neoantigenspezifische Zellen bis zu 17,5 % der zirkulierenden CD8-positiven T-Zellen aus und blieben jahrelang bestehen. In einem Fall erkannten 10,3 % der zirkulierenden CD8-positiven T-Zellen nach Abschluss der Behandlung eine einzelne Mutation, wobei mehr als 3 % auch zwei Jahre später ohne Auffrischungsimpfung noch nachweisbar waren.

Langlebige Effektor- und stammähnliche Gedächtnis-T-Zellen

Die phänotypische Analyse zeigte, dass sich viele impfstoffinduzierte T-Zellen in CD45RA-exprimierende zytotoxische Effektorgedächtniszellen im Spätstadium differenzierten, die in der Lage sind, Tumorzellen schnell abzutöten. Gleichzeitig entwickelte sich eine Untergruppe zu stammzellähnlichen Gedächtnis-T-Zellen, die den T-Zell-Faktor 1 und den Interleukin-7-Rezeptor Alpha exprimierten, Marker, die mit der langfristigen Immunregeneration und der möglichen Reaktion auf eine Immun-Checkpoint-Blockade verbunden sind.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein dauerhaftes immunologisches Gedächtnis in der Lage ist, den Tumor auf der Grundlage mechanistischer Beobachtungen nachhaltig zu überwachen, obwohl kein eindeutiger Zusammenhang mit der klinischen Rückfallprävention besteht.

Langfristige klinische Ergebnisse und Immun-Escape-Mechanismen

Nach einer mittleren Nachbeobachtungszeit von 62 Monaten (Bereich: 15 bis 80 Monate) blieben 10 von 14 Patienten rückfallfrei. Ein weiterer Patient blieb bis zum Tod aus anderen Gründen rezidivfrei. Bei drei Patienten trat ein Rezidiv auf.

Unter diesen Fällen zeigte ein Patient die schwächste durch den Impfstoff hervorgerufene Immunantwort, erreichte anschließend jedoch nach einer Therapie mit anti-programmiertem Zelltodprotein 1 (PD-1) in Kombination mit einer sequentiellen Chemotherapie eine vollständige Reaktion, die 15 Monate anhielt. Ein weiteres Rezidiv war auf einen genetisch unterschiedlichen Primärtumor zurückzuführen, der im Impfstoffdesign nicht berücksichtigt wurde. Der dritte Fall zeigte, dass das Tumorimmunsystem mit einer Herunterregulierung und einem Verlust der MHC-Klasse-I-Expression entweicht, wodurch die Antigenpräsentation beeinträchtigt, die zirkulierenden T-Zell-Antworten jedoch nicht vollständig neutralisiert werden.

Machbarkeit, Sicherheit und zukünftige klinische Validierung

Diese Studie zeigt, dass personalisierte mRNA-Neoantigen-Impfstoffe bei Patienten mit TNBC im Frühstadium machbar, sicher und hoch immunogen sind. Die Impfung löste lang anhaltende und funktionelle T-Zell-Reaktionen aus, die ohne Auffrischungsdosen jahrelang anhielten. Die Erzeugung zytotoxischer Effektor- und stammähnlicher Gedächtnis-T-Zellen unterstützt die biologische Plausibilität einer nachhaltigen Immunüberwachung.

Obwohl die meisten Teilnehmer während der längeren Nachbeobachtungszeit rezidivfrei blieben, schränken die geringe Stichprobengröße und das Fehlen einer randomisierten Kontrollgruppe definitive Schlussfolgerungen hinsichtlich der klinischen Wirksamkeit ein. Beobachtete Immun-Escape-Mechanismen verdeutlichen die Komplexität der Tumor-Immun-Interaktionen und unterstreichen die Notwendigkeit von Kombinationsstrategien oder einer verfeinerten Antigenauswahl.

Insgesamt positionieren diese Ergebnisse die individualisierte mRNA-Neoantigen-Impfung als vielversprechende adjuvante Strategie bei TNBC mit hohem Risiko. Es sind größere, kontrollierte klinische Studien erforderlich, um die Auswirkungen auf das langfristige rezidivfreie Überleben und das Gesamtüberleben in breiteren Brustkrebspopulationen zu bestimmen.

Quellen: