Single cell assays for immunotherapy
- Reference number
- SBE13-0092
- Start and end dates
- 140701-201231
- Amount granted
- 32 000 000 SEK
- Administrative organization
- KTH - Royal Institute of Technology
- Research area
- Life Science Technology
Summary
Allogeneic hematopoietic Stem cell transplantation (HSCT) is an established treatment for patients with therapy-resistant forms of leukemia but it is associated with risks since the patient often develops graft-versus-host disease (GVHD) leading to pain and commonly also death. This effect is caused by small numbers of cytotoxic T lymphocytes (CTLs) in the graft that are reactive towards the patients’ normal tissue. The graft can also contain CTLs or Natural killer (NK) cells that are reacting specifically towards the patient’s cancer cells. Thus, this graft-versus-tumor (GVT) effect can help to cure the patient. Today there are no methods to predict the risk of GVHD or chance of GVT for a given donor-patient combination. Here we want to explore a microchip-based assay to quantify the patient-directed or tumor-directed CTL or NK fractions for a given donor. By this we hope to be able to predict GVHD and GVT effects, which thus could be used to select the best available donor for each patient. We will also develop technology to fish out antigen-specific CTLs from larger populations of T cells, which could be used in immunotherapy of cancer or opportunistic virus infections emerging after HSCT. The work is based on ongoing collaboration between researchers at the Royal Institute of Technology, the Karolinska Institute and Karolinska University hospital in Huddinge. The research is translational with an immediate goal to make HSCT and immunotherapy safer and more effective.
Popular science description
Stamcellstransplantation är en etablerad behandlingsmetod för terapiresistenta former av leukemi hos barn. Inför en stamcellstransplantation behandlas patienten med cytostatika och/eller strålning i syfte att slå ut cancern. En bieffekt är att patientens immunförsvar försvagas kraftigt och måste ersättas genom infusion av benmärgsceller från en donator. Eftersom varje individ normalt har ett eget skräddarsytt immunförsvar måste valet av donator till en viss patient göras med omsorg. Trots den s.k. HLA typning som görs idag blir kompatibiliteten mellan patient och mottagare aldrig hundraprocentig. Detta kan vara fördelaktigt då T lymfocyter eller naturliga mördar celler (natural killer (NK) cells på engelska) från det tillförda immunsystemet ibland medför en så kallad ”graft-mot-leukemi” effekt som hjälper till att döda kvarvarande cancerceller och bota patienten. En allvarlig biverkning är dock att T celler som följer med från donatorn också kan orsaka skador hos patienten om de attackerar normala kroppsvävnader och ger en så kallad ”graft-mot-mottagare” effekt. För att minska risken att det uppstår men samtidigt optimera det nya immunsystemets kraft mot cancern är utveckling av metoder för selektion av donatorer av yttersta vikt. I det här projektet vill vi utveckla en sådan metod. Vårt angreppssätt är unikt då vi har utvecklat ett mikrochip som tillsammans med mikroskopisk screening möjliggör upptäckt av små fraktioner av T eller NK celler som reagerar mot valda målceller (patientens egna celler eller cancerceller). På så sätt hoppas vi kunna avgöra vilka donatorer som har störst möjlighet att ge en graft-mot-leukemi-effekt utan att ge en svår graft-mot-mottagare-effekt. I en annan del av projektet utvecklar vi teknik för att anrika eller till och med selektera ut enstaka NK eller T celler som är specifika för olika tumörformer. Dessa subpopulationer, eller klonala populationer av celler skulle i så fall kunna användas för immunterapi mot cancer. Målet med projektet är således att utveckla ny teknik som kan öka säkerheten och effektiviteten av stamcellstransplantationer och immunterapi.