Wirkung: Was sind CAR-T–Zellen und wie wirken sie?

Autor:  Julia Dobke, Redaktion:  Ingrid Grüneberg, Zuletzt geändert: 03.11.2025 https://kinderkrebsinfo.de/doi/e217369

Chimäre Antigen-Rezeptor-T-Zellen (CAR-T-Zellen) sind im Labor gentechnisch veränderte Zellen eines Patienten [siehe Gentechnik‎]. Sie werden ausT-Lymphozyten‎ des Patienten hergestellt, stammen also von körpereigenen (autolog‎en) Zellen. CAR-T-Zellen dienen der Erkennung bösartiger Krebszellen, die normalerweise von den ursprünglichen T-Lymphozyten nicht angegriffen würden.

T-Lymphozyten: Aufgaben in der Immunabwehr

Das Immunsystem‎ besteht aus verschiedenen Komponenten, die gemeinsam für eine funktionierende Krankheitsabwehr sorgen. Ein wichtiger Bestandteil sind die T-Lymphozyten‎ (auch T-Zellen‎ genannt). T-Lymphozyten oder T-Zellen werden im Knochenmark‎ gebildet und durchlaufen eine Reifungsphase in einem bestimmten, relativ kleinen Organ im Brustbereich, der Thymusdrüse‎. In dieser Phase lernen die T-Lymphozyten, körperfremde oder veränderte Substanzen zu erkennen, zum Beispiel Krankheitserreger oder veränderte (mutierte) körpereigene Zellen. Diese Eigenschaft wird für die Herstellung der CAR-T-Zellen genutzt.

Auf der Oberfläche von T-Lymphozyten befinden sich viele identische Strukturen, so genannte Rezeptor‎en (Empfänger). Diese Rezeptoren dienen dem Erkennen eines spezifischen fremden Eiweißes, dem Antigen‎, das sich zum Beispiel auf der Zelloberfläche eines Krankheitserregers oder auf einer mit einem Virus‎ infizierten Körperzelle präsentiert. Hat der T-Lymphozyt eine Zelle entdeckt, die das passende Antigen zu seinem Rezeptor auf der Zelloberfläche besitzt, wird diese Zelle vernichtet.

Wirkung und Herstellung der CAR-T-Zellen

Das oben beschriebene Wirkprinzip der T-Lymphozyten‎ macht sich die neuartige Zelltherapie mit CAR-T-Zellen zunutze: Normalerweise werden Leukämie‎zellen (oder andere bösartige Zellen) von der eigenen Immunabwehr‎ nicht als schädlich erkannt. Die T-Lymphozyten müssen erst künstlich dazu in die Lage versetzt werden, beispielsweise Leukämiezellen als fremd zu erkennen und zu vernichten. Zu diesem Zweck werden sie in einem Speziallabor gentechnisch so verändert, dass die Rezeptor‎en auf ihrer Zelloberfläche nun die Eiweiße (Antigene) auf der Zelloberfläche von Leukämiezellen als schädlich erkennen und vernichten können.

Um die T-Lymphozyten genetisch‎ verändern zu können, werden sie zunächst mit Hilfe eines speziellen Verfahrens, der so genannten Leukapherese‎, aus dem Blut herausgefiltert. Die so gewonnenen T-Lymphozyten werden in ein Speziallabor verschickt, das die Erlaubnis hat, CAR-T-Zellen zu produzieren. In die T-Lymphozyten des Erkrankten wird dazu, unter Mithilfe eines Virus‎ als Transportmittel (dem viralen Vektor), ein neuer Antigen-Rezeptor mit speziellen Eigenschaften eingeschleust. Da dieser Antigen-Rezeptor aus verschiedenen Bausteinen besteht, die normalerweise nicht zusammen auftreten, wird er auch Chimärer Antigen Rezeptor (CAR) genannt.

Der künstliche Rezeptor kann beispielsweise das Antigen‎ CD19 der B-Lymphozyten‎ (auch B-Zellen‎) erkennen, welches auf der Oberfläche von vielen Leukämie‎zellen einer akuten lymphoblastischen Leukämie (sowie auch auf bestimmten Lymphom‎zellen) vorkommt. In der Folge können die CAR-T Zellen diese B-Leukämiezellen (im Rahmen von Studien gegebenenfalls auch B-Lymphomzellen) vernichten. (Bislang werden in Europa allerdings keine CAR-T-Zellen gegen B-Lymphome im Kindes- und Jugendalter eingesetzt.)

Rückgabe der T-Lymphozyten als CAR-T-Zellen

Die CAR-T-Zellen werden mithilfe einer Transfusion‎ über den zentralvenösen Katheter [siehe zentraler Venenkatheter‎] an den Patienten zurückgegeben. Der künstliche Antigen-Rezeptor der T-Lymphozyten erkennt nun die Leukämiezellen des Erkrankten, die das Antigen CD19 auf ihrer Oberfläche präsentieren, als krankhaft und zerstört sie.

Die CAR-T-Zellen sind in der Lage, sich auch im Körper des Patienten weiter zu teilen und können über längere Zeit dort aktiv bleiben.