Langener Nachwuchswissenschaftspreis 2025: Forschungsleistungen zu CAR-T-Zelltherapie, gezielter Gentherapie und SARS-CoV-2-Infektionen prämiert

Langener Nachwuchswissenschaftspreis 2025: Forschungsleistungen zu CAR-T-Zelltherapie, gezielter Gentherapie und SARS-CoV-2-Infektionen prämiert

V.l.n.r.: Prof. (apl.) Dr. Zoe Waibler, kommissarische Vizepräsidentin des Paul-Ehrlich-Instituts, die Preistragenden Dr. Arezoo Jamali, Dr. Muhammed Burak Demircan, Dr. Luca J. Zinser, Dr. Bingqian Qu. Nicht im Bild: Preisträger Naphang Ho. Quelle: Paul-Ehrlich-Institut

Pressemitteilung

Zum 14. Mal haben das Paul-Ehrlich-Institut und der Verein zur Förderung des Langener Wissenschaftspreises den mit insgesamt 2.000 Euro dotierten Langener Nachwuchswissenschaftspreis verliehen. Den ersten Preis erhalten Arezoo Jamali und Naphang Ho für ihre Arbeit zu Sicherheit und Nebenwirkungen kurzzeitig kultivierter CAR-T-Zellen. Der zweite Preis geht an Muhammed Burak Demircan und Luca J. Zinser für die Entwicklung neuartiger gentherapeutischer Vektoren, die CD8-positive T-Zellen adressieren. Der dritte Preis wird an Bingqian Qu für Forschung zum Einfluss des Wirtsfaktors TMPRSS2 auf Infektionsverlauf und Weiterentwicklung von SARS-CoV-2 vergeben.

Die vier Preisträger und eine Preisträgerin präsentierten ihre Forschungsleistungen im Rahmen des internen Forschungs-Retreats des Paul-Ehrlich-Instituts am 04.12.2025 im Jugendzentrum Ronneburg und erhielten ihre Urkunden. Der Langener Nachwuchswissenschaftspreis wird vom Verein zur Förderung des Langener Wissenschaftspreises gemeinsam mit dem Paul-Ehrlich-Institut verliehen und von der Sparkasse Langen-Seligenstadt finanziert sowie von der Stadtwerke Langen GmbH und der Stadt Langen unterstützt. Langens Bürgermeister Prof. Dr. Jan Werner gratuliert: "Im Namen der Stadt Langen möchte ich den diesjährigen Preisträgern und der Preisträgerin meine Glückwünsche und Anerkennung für ihre Leistungen ausdrücken. Mit dem Langener Nachwuchswissenschaftspreis fördern wir jedes Jahr junge und erfolgreiche Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen. Die Stadt Langen unterstreicht so den Stellenwert, den Forschung und Lehre für uns haben. Der Sparkasse Langen-Seligenstadt, die diesen wichtigen Preis auch 2025 erneut finanziert, gilt unser ausdrücklicher Dank." "Auch die Stadtwerke Langen unterstützen den Preis sehr gerne, weil Wissenschaft und Innovation wichtige Standortfaktoren für unsere Stadt sind", ergänzt Uwe Linder, Geschäftsführer der Stadtwerke Langen GmbH.

Hochkarätige Arzneimittelforschung ist fester Bestandteil der Aktivitäten des Paul-Ehrlich-Instituts, Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel. "Dass die Preise in so unterschiedlichen Forschungsgebieten wie CAR-T-Zelltherapie, gezieltem Gentransfer und SARS-CoV-2-Forschung vergeben wurden, zeigt, wie vielfältig unsere Forschung in Verbindung mit unseren regulatorischen Aufgaben als Bundesoberbehörde ist", erklärte Institutspräsident Prof. (apl.) Dr. Stefan Vieths. "Wir danken den Preistragenden für ihren wissenschaftlichen Beitrag."

Preis 1 - Früh einsetzendes Zytokinfreisetzungssyndrom durch kurzzeitig kultivierte CAR-T-Zellen

Der erste Preis ging an Arezoo Jamali und Naphang Ho aus dem Forschungsteam um Prof. (apl.) Dr. Christian Buchholz, Leiter der Forschungsgruppe Molekulare Biotechnologie und Gentherapie des Paul-Ehrlich-Instituts für ihre Erstautor/in-Publikation "Early induction of cytokine release syndrome by rapidly generated CART cells in preclinical models", erschienen in EMBO Molecular Medicine. Chimäre Antigenrezeptor-T-Zellen (CAR-T-Zellen) sind körpereigene Immunzellen (T-Zellen), die im Labor gentechnisch verändert werden und nach Rückgabe an die Patientin bzw. den Patienten Tumorzellen gezielt erkennen und zerstören können. Ein bekanntes Risiko dieser innovativen Form der Krebsimmuntherapie ist jedoch das potenziell lebensbedrohliche Zytokinfreisetzungssyndrom (cytokine release syndrome, CRS), bei dem große Mengen von Botenstoffen des Immunsystems freigesetzt werden, die zu einer Entgleisung des Immunsystems führen können.

Jamali, Ho und ihr Team untersuchten sogenannte kurzzeitig kultivierte ("rapidly generated") CAR-T-Zellen, die sehr viel schneller hergestellt werden können als herkömmliche CAR-T-Zellen, deren Sicherheit bislang jedoch unzureichend getestet wurde. Die Forschenden wiesen mit einem Mausmodell und einem zellbasierten Test nach, dass kurzzeitig kultivierte CAR-T-Zellen wirksame antitumorale Aktivität besitzen, im Vergleich zu konventionellen CAR-T-Zellen jedoch ein signifikant höheres Risiko für die Induktion des CRS aufweisen.

Die Erkenntnisse unterstreichen die Notwendigkeit, die Induktion von CRS nach der klinischen Anwendung von kurzzeitig kultivierten CAR-T-Zellen besonders zu beachten und bieten zugleich Testsysteme zu ihrer Risikobewertung vor der Anwendung. Die rasche Herstellung und Verfügbarkeit von CAR-T-Zellen sind wichtig, um mehr Patientinnen und Patienten Zugang zu dieser potenziell lebensrettenden Behandlung zu ermöglichen. Die Testsysteme können dazu beitragen, die Risiken dieser Behandlungsoption für die Betroffenen zu reduzieren.

Preis 2 - Wie Gentherapien gezielt die richtigen Abwehrzellen erreichen können

Muhammed Burak Demircan und Luca J. Zinser, ebenfalls aus dem Forschungsteam um Prof. Christian Buchholz, erhielten den zweiten Preis für ihre Erstautor-Publikation "T-cell specific in vivo gene delivery with DART-AAVs targeted to CD8", erschienen in Molecular Therapy. Gentherapien nutzen häufig Adeno-assoziierte Viren (AAV) als Vektoren, um therapeutische Gene in Zielzellen einzuschleusen. Ein zentrales Ziel der aktuellen Forschung ist es, diese Vektoren so zu verändern, dass sie hochspezifisch bestimmte Zelltypen ansteuern, während sie andere Gewebe - etwa die Leber - weitgehend verschonen.

Demircan, Zinser und ihr Team entwickelten hierfür sogenannte DART-AAVs ("DARPin-targeted AAVs"), deren Kapsidproteine mit Bindedomänen (DARPins) ausgestattet sind, die gezielt das Oberflächenmolekül CD8 erkennen. In Zellkultur und in Mausmodellen gelang mit diesen Vektoren ein hochselektiver Gentransfer in CD8-positive T-Zellen, während andere Zellen deutlich seltener transduziert wurden. Gleichzeitig konnte die Aufnahme der Vektoren in die Leber stark reduziert werden.

In konditionierten Mausmodellen wurde nach einmaliger systemischer Gabe der DART-AAVs ein sehr hoher Anteil der aktivierten CD8-T-Zellen erfolgreich genetisch verändert. Damit demonstriert die Arbeit, wie ein präziser, in vivo stattfindender Gentransfer in definierte Immunzellpopulationen technisch möglich ist. Dies eröffnet neue Optionen für Immun- und Gentherapien, bei denen beispielsweise körpereigene T-Zellen direkt im Organismus mit therapeutischen Genen ausgestattet werden können - mit potenziell höherer Wirksamkeit und geringeren Off-Target-Effekten.

Preis 3 - Wirtsfaktor TMPRSS2 als Schlüssel für SARS-CoV-2-Aufnahme, Immunantwort und Virus-Evolution

Der dritte Preis geht an Bingqian Qu aus dem Fachgebiet "Forschung Veterinärmedizin" für seine Publikation "TMPRSS2-mediated SARS-CoV-2 uptake boosts innate immune activation, enhances cytopathology and drives convergent virus evolution", erschienen in Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America(PNAS). Untersucht wurde, welchen Einfluss der Wirtsfaktor TMPRSS2, eine zelluläre Serinprotease, auf den Eintritt von SARS-CoV-2 in Zellen und auf den weiteren Infektionsverlauf hat.

In Zellkulturmodellen zeigte sich, dass TMPRSS2 die Aufnahme von SARS-CoV-2 in ACE2-tragende Zellen deutlich verstärkt. Die Virusvermehrung begann früher und verlief intensiver, die Produktion neuer Viruspartikel nahm zu. Gleichzeitig reagierten die infizierten Zellen mit einer ausgeprägten Aktivierung der angeborenen Immunantwort und stärkerer Zellschädigung.

Die Arbeitsgruppe um Qu konnte zudem zeigen, dass TMPRSS2-abhängiger Viruseintritt die Entstehung charakteristischer, wiederkehrender Mutationen im Virusgenom begünstigt, insbesondere im viralen Protein Nsp3. Diese Veränderungen verbessern die Fähigkeit des Virus, der angeborenen Immunantwort zu entgehen. Ähnliche Effekte wurden auch für TMPRSS2-ähnliche Proteasen aus verschiedenen Säugetierarten beobachtet. Damit trägt die Studie wesentlich zum Verständnis bei, wie Wirtsfaktoren den Schweregrad der Infektion, die Virus-Anpassung an den Wirt und die Entstehung neuer Varianten beeinflussen - sowohl beim Menschen als auch in tierischen Reservoiren und Tiermodellen.

Urkundenübergabe im Rahmen des internen Forschungs-Retreats des Paul-Ehrlich-Instituts (PEI-Retreat)

Die Preistragenden präsentierten ihre Arbeiten im Rahmen eines 15-minütigen Vortrags auf dem internen PEI-Retreat. Das Paul-Ehrlich-Institut veranstaltet seit 2006 einen internen Forschungs-Retreat, um den fachlichen Austausch zu stärken und die Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler des Instituts zu fördern.

Originalpublikationen

Jamali A, Ho N, Braun A, Adabi E, Thalheimer FB, Buchholz CJ (2024): Early induction of cytokine release syndrome by rapidly generated CAR T cells in preclinical models.
EMBO Mol Med 16: 784-804.
Text

Demircan MB, Zinser LJ, Michels A, Guaza-Lasheras M, John F, Gorol JM, Theuerkauf SA, Günther DM, Grimm D, Greten FR, Chlanda P, Thalheimer FB, Buchholz CJ (2024): T-cell specific in vivo gene delivery with DART-AAVs targeted to CD8.
Mol Ther 32: 3470-3484.
Text

Qu B, Miskey C, Gömer A, Kleinert RDV, Calvo Ibanez S, Eberle R, Ebenig A, Postmus D, Nocke MK, Herrmann M, Itotia TK, Herrmann ST, Heinen N, Höck S, Hastert FD, von Rhein C, Schürmann C, Li X, van Zandbergen G, Widera M, Ciesek S, Schnierle BS, Tarr AW, Steinmann E, Goffinet C, Pfaender S, Krijnse Locker J, Mühlebach MD, Todt D, Brown RJP (2024): TMPRSS2-mediated SARS-CoV-2 uptake boosts innate immune activation, enhances cytopathology and drives convergent virus evolution.
Proc Natl Acad Sci U S A 121: e2407437121.
Text