Die Zelltherapie mit synthetischen Chimären-Antigenrezeptor-T-Zellen (CAR-T-Zellen) konnte bei Patienten mit fortgeschrittenen chemorefraktären hämatologischen Neoplasien langanhaltende Komplettremissionen induzieren. Leider erleiden jedoch mehr als die Hälfte aller behandelten Patienten einen Krankheitsrückfall. Ferner ist bei Patienten mit soliden Tumoren die Wirksamkeit der CAR-T-Zellen bisher begrenzt. Zu den größten Hindernissen für den langfristigen Erfolg der Therapie mit CAR-T-Zellen gehören die funktionelle Erschöpfung der CAR-T-Zellen und die Herunterregulierung von CAR-Zielantigenen auf Tumorzellen. In diesem Zusammenhang wurde der Transkriptionsfaktor Interferon Regulatory Factor 4 (IRF4) zuvor als wichtiger Faktor bei der funktionellen Erschöpfung von T-Zellen identifiziert. Um die Funktionalität von CAR-T-Zellen zu verbessern, haben wir die IRF4-Expression in CEAspezifischen CAR-T-Zellen mithilfe von Short-Hairpin (sh)-RNA-vermittelter Gen-Interferenz herunterreguliert. Dennoch zeigen die CAR-T-Zellen mit IRF4-Herunterregulierung im Vergleich zu herkömmlichen CAR-T-Zellen die gleiche Zytotoxizität, IFNγ-Sekretion und IL-2- Sekretion. Allerdings offenbarten CAR-T-Zellen mit IRF4-Herunterregulierung in einem repetitiven in-vitro-Antigenstimulationsmodell, das auf BxPC-3-Pankreaskarzinomzellen als Zielzellen basiert, eine verbesserte Tumorzellkontrolle. Mechanistisch gesehen zeigten CART- Zellen mit IRF4-Herunterregulierung eine Hochregulierung von CD27, dessen Expression auf CAR-T-Zellen mit einer verbesserten Funktionalität und gedächtnisähnlichen Eigenschaften in Verbindung gebracht wurde. Schließlich offenbarten CAR-T-Zellen mit IRF4- Herunterregulierung eine verstärkte Zytotoxizität gegenüber Tumorzellen mit geringer CEAExpression, was eine Erhöhung der Antigenempfindlichkeit zeigt. Basierend auf unseren Daten nehmen wir an, dass die CAR T-zellen mit Herunterregulierung von IRF4 eine therapeutische Bedeutung erlangen könnten, wenn die Sensitivität gegenüber Tumorzellen mit geringer Antigenlast erhöht und eine hinreichende anti-Tumor Aktivität erzielt warden soll.

Cell therapy with synthetic chimeric antigen receptor T cells (CAR T cells) has been capable of inducing durable complete remissions in patients with advanced, recalcitrant hematological malignancies. However, more than half of treated patients suffer disease relapse. Moreover, the efficacy of CAR T cells in patients with solid tumors has so far been limited. Major obstacles to the long-term success of CAR T-cell therapy encompass functional exhaustion of CAR T cells and downregulation of CAR target antigens on tumor cells. In this context, the transcription factor interferon regulatory factor 4 (IRF4) has previously been identified as an important regulator of T-cell functional exhaustion. To improve CAR T-cell functionality, we downregulated IRF4 expression in CEA-specific CAR T cells using short hairpin (sh)RNA-mediated gene interference. Nevertheless, IRF4-downregulated CAR T cells exhibited comparable cytotoxicity as well as IFNγ and IL-2 secretion when compared to conventional CAR T cells. However, in a repetitive in vitro antigen stimulation model using BxPC-3 pancreatic carcinoma cells as target cells, IRF4-downregulated CAR T cells demonstrated improved tumor cell control. Mechanistically, IRF4-downregulated CAR T cells showed upregulation of CD27, a molecule whose expression on CAR T cells has been associated with enhanced functionality and memory-like properties. Finally, IRF4-downregulated CAR T cells displayed augmented cytotoxicity against tumor cells with low CEA expression, indicating enhanced antigen sensitivity. Based on our data, we propose that IRF4-downregulated CAR T cells may have therapeutic potential by increasing sensitivity toward tumor cells with low antigen density while maintaining sufficient anti-tumor activity.