Immunotherapy represents a powerful weapon to treat solid tumors and hematopoietic malignancies. Moreover, this approach can be applied to mitigate autoimmune diseases and inflammatory disorders. For example, immune checkpoint inhibitor antibodies can be used to promote the T cell response by antagonizing co-inhibitory signals (e.g., PD1/PD-L1 or CTLA-4). Interestingly, durable immune responses were detected in numerous types of tumors upon the application of these checkpoint blocker antibodies. Moreover, adoptive cell therapies can be applied using tumor-infiltrating lymphocytes or peripheral T cells. These lymphocytes can be engineered to target cancer-specific antigens with T cell receptors or chimeric antigen receptors (CARs). It is worth mentioning that clinical trials with CD19-targeting CAR T cells have shown a 90% remission in patients with acute B lymphoblastic leukemia, indicating the great potential of this cell-based therapeutic approach. More related to this study, that ex vivo-produced dendritic cells (DCs) can be loaded with tumor antigens and injected back into cancer patients to stimulate the antitumor immune response. Some of these DC-based vaccines have shown promising clinical results. DCs are usually generated by in vitro differentiation of peripheral blood monocytes for immunotherapy. However, there is a limitation in the number of the harvested monocytes, and the DC-differentiation capacity of these cells varies depending on the blood donor. In contrast to the monocytes, the pluripotent embryonic stem cells (ESCs) can provide an inexhaustible source for immune cell therapies because of their unlimited self-renewal activity and broad differentiation capacity. ESC-derived DCs (ES-DCs) can be made through ex vivo differentiation using well-defined protocols. However, it is still challenging to steer the differentiation of ESCs to functional cells because the end products often represent embryonic type or immature cells. In ESC-derived cells the embryonic developmental programs are readily activated, however, these gene regulatory networks usually do not guarantee the formation of fully mature cells. For proper maturation, further steps are needed which are missing from the existing in vitro differentiation protocols. Genetically encoded tools like ectopically-expressed transcription factors allow cell engineers to enhance the maturation of the ex vivo generated immune cells. For example, the development of the pluripotent stem-cell–derived blood cells can be enhanced with ectopically expressed transcription factors. In my research project, I investigated the effects of two DC specific transcription factors (RUNX3 and ZBTB46) during the ex vivo differentiation of the pluripotent ESCs into DCs.

Az immunterápia hatékony eszköz lehet a szolid tumorok és a vérképzőszervi daganatok kezelésében. Továbbá ez a megközelítés alkalmazható az autoimmun betegségek és a gyulladásos rendellenességek enyhítésére is. Például az immun checkpoint inhibitor antitestek felhasználhatók a T-sejtes immunválasz elősegítésére azáltal, hogy antagonizálják a gátló szignálokat (például PD1/PD-L1 vagy CTLA-4). Érdekes módon ezeknek az checkpoint blokkoló antitesteknek az alkalmazása során számos daganattípusban tartós immunválaszt észleltek. Ezenkívül az adaptív sejtterápiák alkalmazhatók tumorba infiltráló limfociták vagy perifériás T-sejtek felhasználásával. Ezek a limfociták úgy alakíthatók, hogy T-sejt- 3 receptorokkal vagy kiméra antigén-receptorokkal (CAR) célozzák meg a rákspecifikus antigéneket. Érdemes megemlíteni, hogy a CD19-et célzó CAR T-sejtekkel végzett klinikai vizsgálatok 90%-os remissziót mutattak az akut B limfoblasztos leukémiában szenvedő betegeknél, ami jelzi e sejtalapú terápiás megközelítésben rejlő kiemelt potenciált. E PhD tézis témájához még inkább kapcsolódik, hogy az ex vivo létrehozott dendritikus sejtek (DC-k) tumorantigénekkel tölthetők fel, és visszainjektálhatók rákos betegekbe a daganatellenes immunválasz beindítása céljából. Néhány ilyen DC-alapú vakcina ígéretes klinikai eredményeket mutat. A DC-ket általában a perifériás vér monocitáinak in vitro differenciálásával állítják elő immunterápia céljából. A begyűjtött monociták száma azonban korlátozott, és ezeknek a sejteknek a DC-differenciálódási képessége a donortól függően változik. A monocitákkal ellentétben a pluripotens embrionális őssejtek (ESC) korlátlan önmegújító és széles differenciálódási képességük miatt kimeríthetetlen forrást jelentenek az immunsejt alapú terápiákhoz. Az ESC-eredetű DC-k (ES-DC) jól definiált protokollok segítségével ex vivo differenciálással készíthetők. Azonban továbbra is kihívást jelent az ESC-k funkcionális sejtekké történő differenciálódása, mivel a végtermékek gyakran embrionális típusú vagy éretlen sejteket reprezentálnak. Az ESC-eredetű sejtekben az embrionális fejlődési programok könnyen aktiválódnak, azonban ezek a génszabályozó hálózatok általában nem garantálják a teljesen érett, funkcionális sejtek kialakulását. A megfelelő éréshez további lépésekre van szükség, amelyek hiányoznak a meglévő in vitro differenciálási protokollokból. A genetikailag kódolt eszközök, például az ektopikusan expresszált transzkripciós faktorok lehetővé teszik az ex vivo generált immunsejtek érésének fokozását. Például a pluripotens őssejt-eredetű vérsejtek fejlődése fokozható transzkripciós faktorokkal. Kutatási munkámban két DC-specifikus transzkripciós faktor (RUNX3 és ZBTB46) hatását vizsgáltam a pluripotens ESC-k DC-kké történő ex vivo differenciálódása során.