Gentherapie primärer Immundefekte. Christoph Klein Abteilung Pädiatrische Hämatologie/Onkologie

Transkript

1 Gentherapie primärer Immundefekte Christoph Klein Abteilung Pädiatrische Hämatologie/Onkologie Innovationsgipfel MHH 15. April 2008

2 Primäre Immundefekte Ca Patienten Ca Patienten diagnostiziert Ca Patienten

3 German Network on Primary Immunodeficiency Diseases PID NET A joint project initiated by the Working Party Pediatric Immunology (API) MHH Universität Freiburg Universität Ulm Universität Düsseldorf Universität Dresden

4 Gene > pro Genom Mehrere Editionen Komplexe Interaktion

5 Genetische Erkrankungen Vererbungsmodus 1. autosomal-rezessiv 2. autosomal-dominant 3. X-chromosomal Spontanmutationen

6 Hämatopoese NK cell T cell B cell HSC Monocyte/ Macrophage Neutrophils

7 Klassifizierung der Immundefekte (> 150 Gene) T- Zell Defekte B -Zell Defekte Immundefektsyndrome Defekte der Immundysregulation Defekte der Phagozyten Defekte der angeborenen Immunität Autoinflammatorische Erkrankungen Komplementdefekte International Union of Immunological Societies Geha RS et al. J All Clin Immunol 2007 Fischer A Immunity 2007

8 Klinisches Spektrum primärer Immundefekte Chronische Granulomatose SCID

9 Klinisches Spektrum primärer Immundefekte Griscelli Syndrom G6PC3 Defekt

10 HAX1-Defizienz verursacht die schwere kongenitale Neutropenie (Kostmann Syndrom) G C T C A T G G G G C C II.7 II.8 STOP(W44X) SCNI SCNII SCNIII Co Pa Co Pa Co Pa 48.8 KDa 37.1 KDa 25.9 KDa anti HAX1 anti GAPDH Klein C et al. Nat Genet 2007

11 Neues Immundefektsyndrom durch Fehlen des endosomalen Adaptors P14 P P P P Endosome RAS p14 P P P Raf MP1 MEK P P P ERK P RAS P P P Raf MEK P P P P ERK P KSR A B Survival Proliferation Differentiation Bohn G et al. Nat Medicine 2007

12 Neues komplexes Krankheitsbild mit kongenitaler Neutropenie durch Mutationen in G6PC3 NH 3 + ER Lumen Cytosol COO - S L R D Boztug K et al. (eingereicht)

13 Neuer Immundefekt mit chronisch entzündlicher Darmerkrankung und Abszessbildung STOP 15 siblings 13 siblings

14 Komplikationen primärer Immundefekte Organdestruktion Krebserkrankungen

15 Meilensteine Allogene Knochenmarktransplantation Molekure Definition (CGD) Klinische Erst- Beschreibung der Immundefekte (SCN, Bruton) Immunglobulin- Therapie Entwicklung Retroviraler Vektoren Gentherapie (γc-scid, ADA)

16 Therapie - symptomatisch

17 Therapie - kurativ

18 Komplikationen der allogenen Stammzelltransplantation Graft-versus-host Reaktion Non-Engraftment Infektionen durch Immunsuppression

19 Therapieerfolg der allogenen KMT bei SCID Antoine C et al. Lancet 2003

20 Kosten der allogenen Stammzelltransplantation Stationärer Krankenhausaufenthalt 4-8 Wochen Familienspender Fremdspender

21 Entwicklung der Gentherapie

22 Retrovirus

23 Herstellung retroviraler Vektoren U3 R U5 SD Ψ SA WASP U3 R U5 RNA env pol gag

24 Gentransfer mittels retroviraler Vektoren

25 SCID Gentherapie

26 Wiskott Aldrich Syndrome

27 Perspektiven mit konventioneller Therapie Kohsuke et al. Blood 2004 Ozsahin et al. Blood 2007

28 Gentherapie Aufreinigung von CD34+ Hämatopoetischen Stammzellen Transduktion mit Retroviralen Vektoren Konditionierung des Patienten und autologe Transplantation CMMP-WASP WASP - Boztug K et al. Curr Op Mol Therap 2006

29 Weltweit erste Gentherapie des WAS in der MHH

30 WASP Expression im peripheren Blut 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% Patient # 1 20% 10% 0% Nov 06 Feb 07 Mai 07 Aug 07 Nov % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% Patient # 2 10% 0% Nov 06 Feb 07 Mai 07 Aug 07 Nov 07 CD4+ CD8+ NK Mono

31 T Zell Vβ Repertoire Gesunder Spender WAS Patient Vor GT WAS Patient Nach GT

32 Healthy donor / K562 target cells NK Zell Synapse nach Gentherapie NK DIC F- Actin WASp a- Tubulin Perforin Overlay WAS patient / K562 target cells K562 NK K562 DIC F- Actin WASp a-tubulin Perforin Overlay Patient 1 d401 post GT / K562 target cells WASp NK K562 DIC F- Actin WASp a-tubulin Perforin Overlay

33 Ekzem Vor Gentherapie Tag 157 nach GT Tag 283 nach GT

34 Stammzell-Gentherapie Stationärer Krankenhausaufenthalt ca. 1 Woche Aufreinigung autologer CD34+ HSC GMP-gerechte Vektorproduktion GMP-gerechte Transduktion+ Autologe Stammzelltransplantation ca Euro

35 Gentherapiestudien Primäre ID Studien Patienten Klinischer Nutzen SAE Publikation SCID (ADA) Aiuti A Science 2002 Gaspar HB 2006 SCID (γ-kette) Cavazzana-Calvo M Science 2000 Hacein-Bey-Abina S NEJM 2002 Gaspar HB 2004 SCID (JAK3) CGD (GP91phox) Ott MG Nat Med 2006 LAD (CD18) 1 1? 0 WAS Mod. from Kohn DB BMT 2008

36 Ethische Aspekte der Gentherapie

37 Belmont Report Ethische Prinzipien Autonomy (Selbstbestimmung) Beneficence (Individualnutzen) Non-Maleficence (Risiken und Belastungen) Justice (Gerechte Verteilung von Lasten und Nutzen)

38 Insertion und Mutagenese Retroviral transgene Enhancer SD 6 Promotor p(a) SA Coding Enhancer 6 Promotor p(a) Condensed chromatin Open chromatin SD SA Histones LCR Exon Exon 6 Intron p(a) Enhancer Promotor Enhancer MAR Cellular gene DNA helix

39 Lymphoproliferation nach IL2RG Gentransfer

40 Gentherapie - Weiterentwicklung

41 Vision - Genchirurgie

42 Gentherapie an der MHH. Identifizierung neuer Gendefekte Plattform für innovative Therapien (IFB) Interdisziplinäres Zentrum für Immundefekte

43 Danksagung Medical School Hannover Kaan Boztug Giridharan Appaswamy Georg Bohn Chozhavendan Rathinam Anna Allroth Ricardo Dewey Ines Avedillo Jana Diestelhorst Manuela Germeshausen Adrian Schwarzer Manuela Germeshausen Matthias Ballmaier Karl Welte Axel Schambach Christopher Baum Rainer Blascyk University Heidelberg Kerstin Schwarzwälder Manfred Schmidt Christoph von Kalle Eufets Idar-Oberstein Sonja Naundorf Klaus Kühlcke University Debrecen & Moscow László Maródi Irina Kondratenko University Bonn Thomas Heinemann Michael Fuchs Dietmar Hübner Ludger Honnefelder

44 Gentherapie an der MHH Plattform für Innovative Therapien IFB Identifizierung neuer Gendefekte Präklinische Entwicklung genetischer Therapien

45 Abteilung und/oder Titel Abteilung und/oder Titel Datum

46 Vergleichende Betrachtung Allogeneic HSCT Source of HSC Donor Self Conditioning (++) to (+++) (+) Risk of GVHD (+) to (+++) (-) Rejection Possible Unlikely Risk of Infections Donor (transmission of virus) Conditioning-associated immunosuppression Autologous HSC gene therapy Culture contamination Replication-competent virus Chimerism (Partial) to full Usually partial Genotoxicity Chemotherapy/Radiation Chemotherapy Insertional mutagenesis