DNA-PAINT Reagenzien für die personalisierte Immuntherapie

Abstract

Im Rahmen des BMBF-geförderten Verbundvorhabens IMAGINE - Fighting Cancer with Optimal Personalized Immunotherapies wurde im Teilvorhaben "DNA-PAINT Reagenzien für die personalisierte Immuntherapie" die DNA-PAINT Technologie gezielt für die hochauflösende, quantitative und multiplexfähige Abbildung tumorassoziierter Antigene weiterentwickelt. Hintergrund ist der Bedarf an leistungsfähigen Analyseverfahren zur Charakterisierung von Zielstrukturen für personalisierte Immuntherapien, insbesondere im Kontext CAR-T basierter Ansätze. Der therapeutische Erfolg hängt maßgeblich von der verlässlichen Auswahl geeigneter Zielantigene sowie von deren Expression, Dichte und räumlicher Organisation auf Tumorzellen und in Gewebeproben ab. Gleichzeitig können geringe Antigenexpressionen in gesundem Gewebe zu schwerwiegenden Nebenwirkungen führen, die mit etablierten Standardmethoden nur begrenzt vorhergesagt werden können. Konventionelle Verfahren wie Immunhistochemie oder Durchflusszytometrie sind insbesondere hinsichtlich räumlicher Auflösung und Multiplexing-Fähigkeit limitiert und erlauben keine nanometergenaue Analyse der molekularen Organisation. DNA-PAINT ist eine lokalisationsbasierte superauflösende Fluoreszenzmikroskopiemethode, die eine räumliche Auflösung im Nanometerbereich ermöglicht. Die Methode basiert auf der transienten Hybridisierung fluoreszenzmarkierter DNA-Stränge an komplementäre DNA-Anbindestränge, die an Affinitätsbinder, z.B. Antikörper, gekoppelt werden. Aufgrund dieser auf DNA-Barcodes basierten Kodierung bietet DNA-PAINT prinzipiell spektral unlimitiertes Multiplexing. Ziel des Teilvorhabens war es, geeignete Reagenzienkonzepte, Protokolle und methodische Erweiterungen zu erforschen und zu etablieren, um DNA-PAINT für biologisch und perspektivisch klinisch relevante Proben nutzbar zu machen. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Etablierung der Methode in Gewebeschnitten, auf der Entwicklung von Multiplexing Ansätzen mit erhöhtem Durchsatz sowie auf der Entwicklung und Untersuchung robuster Konjugationsstrategien für Antikörper, Antikörperfragmente und Nanokörper.