Antigene zur B-Zellrezeptor-gerichteten Therapie des diffus großzelligen B-Zell-Lymphoms

Abstract

Mit der Einführung der Targeted Therapy wurde eine neue Ära der Krebsbehandlung eingeleitet und der Schwerpunkt der Forschung wurde weg von den klassischen Zytostatika in Richtung neuer, personalisierter Therapiestrategien verlagert. Die prominentesten Vertreter dieser neuen Therapeutika sind die monoklonale Antikörper, die spezifisch Antigene auf der Oberfläche von ihren Zielzellen binden. Dadurch wird eine Signalkaskade ausgelöst, die zur Zerstörung der Zielzelle durch andere Komponenten des Immunsystems führt. Durch die Identifizierung und Charakterisierung Tumor-spezifischer Antigene in unserem Labor, konnten erstmals molekulare Targets definiert werden, die die Basis eines neuen Therapiekonzepts bilden. Dabei handelt es sich um B-Zellrezeptor-Antigene zum Reversen Targeting von Tumoren, kurz BARs genannt. Beim reversen Targeting ist der B-Zell-Rezeptor als membranständiges Immunglobulinmolekül das Ziel (engl. Target) einer Antigen-gebundenen zytotoxischen Substanz. Nur die B-Zellen, deren BCRs das Antigen spezifisch binden, werden von den BAR-Toxinen angegriffen. Gegenüber dem klassischen vorwärts-Targeting gewährleisten BARs erstmals, dass die Behandlung sich ausschließlich gegen die malignen Zellen richtet. Ziel dieser Arbeit war es, die Durchführbarkeit einer BAR-Therapie als „Proof-of-Principle“ Studie zu untersuchen. Für die erste Umsetzung eines BAR-Toxins wurde ein Epitop aus dem ARS2-Antigen mit dem Exotoxin A von Pseudomonas Aeruginosa als zytotoxische Komponente gekoppelt. Die zytotoxische Wirkung dieses ARS2-BAR-Toxins wurde zunächst mit Hilfe eines Zytotoxizitätsassay in vitro getestet. Die in vitro Ergebnisse zeigten eine spezifische, konzentrationsabhängige Zytolyse ausschließlich der Zellen, deren BCRs das ARS2 Antigen binden. Um die Wirksamkeit des ARS2-BAR-Toxins in vivo zu untersuchen, wurden SCID/beige-Mäuse mit Zellen eines B-Zell-Lymphoms, deren BCRs ARS2-spezifisch erkennen, inokuliert. Anschließend wurden die Volumina der resultierenden Tumoren gemessen. Durch intravenöse Applikation von 16 µg BAR-Toxin am Tag 6 nach Tumorzell-Inokulation, konnte ein statistisch signifikant langsameres Wachstum der Tumoren im Vergleich zur Kontrollkohorte erzielt werden. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse der Arbeit eine prinzipielle Eignung von BAR-Toxine als absolut tumorselektive Immuntherapeutika der neusten Generation zur Behandlung von B-Zell-Malignitäten.

The introduction of Targeted Therapy ushered in a new era of cancer treatment, and the focus of research shifted away from traditional cytostatic drugs towards new personalized therapeutic strategies. The most prominent representatives of these new therapeutics are monoclonal antibodies that specifically bind antigens on the surface of their target cells. This triggers a signaling cascade that finally leads to the destruction of the target cells by further components of the immune system. By identifying and characterizing tumor-specific antigens in our laboratory, molecular targets could be defined for the first time, which build the basis for a new kind of immunotherapy. These are B-cell receptor antigens for reverse targeting of tumors, or BARs for short. In reverse targeting, the B-cell receptor as a membrane-bound immunoglobulin molecule is the target of an antigen-bound cytotoxic substance. Only those B cells, whose BCR specifically bind the antigen, are attacked by the BAR-toxins. In contrast to classical forward targeting, BARs guarantee for the first time that the treatment is directed exclusively against the malignant cells. The aim of this work was to investigate the feasibility of a BAR-Toxin therapy as a "proof-of-principle" study. For the first implementation of a BAR-toxin, an epitope from the ARS2 antigen was coupled with Exotoxin A from Pseudomonas Aeruginosa as cytotoxic component. The cytotoxic effect of this ARS2-BAR toxin was first tested in vitro by means of cytotoxicity assays. The in vitro results showed a specific, concentration-dependent cytolysis exclusively of cells whose BCR bind the ARS2 antigen. To investigate the efficacy of the ARS2-BAR-toxin in vivo, SCID/beige-mice were inoculated with cells of a B-cell lymphoma whose BCRs recognize ARS2 specifically. Subsequently the volumes of the resulting tumors were measured. By intravenous application of 16 µg BAR toxin on day 6 after tumor cell inoculation, a statistically significant growth inhibition of the tumors was achieved in comparison to the control cohort. In summary, the results of the work confirm the basic suitability of BAR-toxins as absolutely tumor-selective immunotherapeutics of the latest generation for the treatment of B-cell malignancies.