Deploying single-cell transcriptomics for assessing CAR T cell generation: alleviating antiviral restriction factors enhances gene transfer

Charitidis, Filippos T. (2023)
Deploying single-cell transcriptomics for assessing CAR T cell generation: alleviating antiviral restriction factors enhances gene transfer.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00023984
Dissertation, Erstveröffentlichung, Verlagsversion

URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/23984

Kurzbeschreibung (Abstract)

Lentiviral vectors (LV) have become the dominant tool for stable gene transfer into lymphocytes including chimeric antigen receptor (CAR) gene delivery to T cells, a major breakthrough in cancer therapy. Yet, room for improvement remains, especially for the latest LV generations delivering genes selectively into T cell subtypes, a key requirement for in vivo CAR T cell generation. Towards improving gene transfer rates with these vectors, transcriptome analyses on human T lymphocytes after exposure to CAR-encoding conventional vector VSV-LV, and vectors targeted to CD8+ (CD8-LV) or CD4+ T cells (CD4-LV) was conducted. Genes related to quiescence and antiviral restriction were found to be upregulated in CAR-negative cells exposed to all types of LVs. Down-modulation of various antiviral restriction factors including the interferon-induced transmembrane proteins (IFITMs) was achieved with rapamycin as verified by mass spectrometry (LC-MS). Strikingly, rapamycin enhanced transduction by up to 7-fold for CD8-LV and CD4-LV without compromising CAR T cell activities, but did not improve VSV-LV. When administered to humanized mice, CD8-LV resulted in higher rates of GFP gene delivery as well as faster in vivo CAR T cell generation and tumor control. The data favor multi-omics approaches for improvements in gene delivery.

Typ des Eintrags:

Dissertation

Erschienen:

2023

Autor(en):

Charitidis, Filippos T.

Art des Eintrags:

Erstveröffentlichung

Titel:

Deploying single-cell transcriptomics for assessing CAR T cell generation: alleviating antiviral restriction factors enhances gene transfer

Sprache:

Englisch

Referenten:

Nuber, Prof. Dr. Ulrike A. ; Buchholz, Prof. Dr. Christian J.

Publikationsjahr:

13 November 2023

Ort:

Darmstadt

Kollation:

XI, 140 Seiten

Datum der mündlichen Prüfung:

26 April 2023

DOI:

10.26083/tuprints-00023984

URL / URN:

https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/23984

Kurzbeschreibung (Abstract):

Alternatives oder übersetztes Abstract:

Alternatives Abstract

Sprache

Lentivirale Vektoren (LV) sind zum dominierenden Werkzeug für den stabilen Gentransfer in Lymphozyten geworden. Insbesondere die Übertragung der kodierenden Sequenz chimärer Antigenrezeptoren (CARs) in T-Zellen gilt als wichtiger Durchbruch der Krebstherapie. Dennoch gibt es Raum für Verbesserungen, insbesondere für die neuesten LV-Generationen, die Gene selektiv in T-Zell-Subtypen einbringen, eine Schlüsselvoraussetzung für die In-vivo-CAR-T-Zellgenerierung. Um die Gentransferraten mit diesen Vektoren zu verbessern, wurden vergleichende Transkriptomanalysen während der CAR-T-Zellerzeugung mit CAR-kodierenden konventionellen Vektoren (VSV-LV) sowie CD8- (CD8-LV) oder CD4-targetierten Vektoren (CD4-LV) durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass in CAR-negativen Zellen Gene hoch exprimiert sind, welche im Zusammenhang mit mitotischer Aktivität und antiviraler Restriktion stehen. Mit Rapamycin wurde eine Heruntermodulation verschiedener antiviraler Restriktionsfaktoren, einschließlich der Interferon-induzierten Transmembranproteine (IFITMs) erreicht, was durch Massenspektrometrie (LC-MS) verifiziert werden konnte. Bemerkenswerterweise steigerte Rapamycin die Transduktion für CD8-LV und CD4-LV um bis zu 7-fach, ohne die Aktivitäten der CAR-T-Zellen zu beeinträchtigen, verbesserte jedoch VSV-LV vermittelten Gentransfer nicht. In vivo steigerte Rapamycin die Gentransferraten mit CD8-LV in humanisierten Mäusen sowie die Kinetik der CAR-T-Zellgenerierung und Tumorkontrolle. Die Daten belegen den Wert von Multi-Omics-Ansätzen zur Verbesserung des Gentransfers.

Deutsch

Status:

Verlagsversion

URN:

urn:nbn:de:tuda-tuprints-239840

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC):

500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie

Fachbereich(e)/-gebiet(e):

10 Fachbereich Biologie
10 Fachbereich Biologie > Stammzell- und Entwicklungsbiologie

Hinterlegungsdatum:

13 Nov 2023 13:06

Letzte Änderung: