B-Zell-Rezeptor vermittelte Therapieansätze des primären ZNS-Lymphoms

Abstract

Das primäre ZNS-Lymphom (PZNSL) zählt zu den hochmalignen B-Zell-Non-Hodgkin-Lymphomen vom diffus großzelligen Typ. Seit dem Ausbruch der AIDS-Epidemie in den 80er-Jahren kam es zu einer Zunahme der Inzidenz dieses Tumors, da eine starke Assoziation zwischen dem primären ZNS-Lymphom und Immunsuppression besteht. Bei immunkompetenten Patienten handelt es sich um einen seltenen Tumor des Lymphsystems, der vorwiegend ab dem 5. Lebensjahrzehnt diagnostiziert wird. Sein Auftreten im ZNS stellt eine Herausforderung für die Behandlung dar. Im Vordergrund der Therapie stehen hirngängige Chemotherapien, vor allem Methotrexat, und die Ganzhirnbestrahlung. Trotz dieser intensiven Therapien, die mit starken Nebenwirkungen behaftet sind, kommt es häufig zu Rezidiven, welche mit einer schlechten Prognose des Gesamtüberlebens einhergehen. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass an neuen, gut wirksamen und nebenwirkungsarmen Therapieansätzen geforscht wird. Über den B-Zell-Rezeptor (BZR) erkennen B-Lymphozyten ein für sie spezifisches Antigen, wobei jeder B-Lymphozyt einen in der variablen Region etwas unterschiedlichen BZR besitzt. Da B-Zell-Lymphome von einer entarteten B-Zelle, dem malignen Klon, ausgehen, besitzt jede B-Zelle eines B-Zell-Lymphoms einen identischen BZR, der sie von allen anderen, gesunden B-Lymphozyten unterscheidet. Mit der Entdeckung von BZR-Antigenen maligner Lymphome ergibt sich ein neues, hochspezifisches Therapiekonzept, welches ausschließlich den malignen B-Zell-Klon über dessen B-Zell-Rezeptor angreift. Dieses neue Therapiekonzept wurde BARs („B-cell receptor antigens for reverse targeting“) genannt. Bei circa 67% der Patienten mit PZNSL exprimieren die Lymphomzellen einen BZR, welcher spezifisch das Antigen und BAR Neurabin I bindet. In welchem Format BARs und damit Neurabin I therapeutisch eingesetzt werden können ist unklar. BAR-Bodies integrieren BARs in ein Fab-Antikörper-Format, wobei die variablen Domänen der Schwer- und Leichtkette durch die DNA-Sequenz eines BZR-Antigens, zum Beispiel Neurabin I, ersetzt werden. Ein Neurabin-BAR-Body wurde in dieser Arbeit hergestellt und an das Pseudomonas aeruginosa Exotoxin A gekoppelt, welches nach Internalisierung über den BZR als toxische Wirkkomponente dienen soll. Das BAR-Body-Konstrukt wurde in einem pCES1-Vektor über mehrere Zwischenschritte kloniert und von TGI E. coli-Bakterien exprimiert. Die spezifische Bindung des BAR-Body an Lymphomzellen und deren Internalisierung wurde mittels Durchflusszytometrie ermittelt. Nach Änderung des Fab-Formats in eine reduzierte, nur noch die Schwerkette enthaltende Form, konnte eine spezifische Bindung und Internalisierung nachgewiesen werden. In Zytotoxizitäts-Assays konnte die spezifische Lyse einer, mit einem Neurabin-spezifischen BZR transfizierten, Lymphomzelllinie gezeigt werden. Diese Arbeit beschreibt eine erste potentielle Therapieform des primären ZNS-Lymphoms, welche ausschließlich den malignen Klon trifft, indem die spezifische BZR-Antigen-Interaktion ausgenutzt wird.

The primary CNS lymphoma (PCNSL) is an aggressive diffuse large B-cell-Non-Hodgkin-lymphoma. Since the AIDS-epidemic in the 80ies, the incidence of this tumor has increased due to the correlation between primary CNS lymphoma and immunosuppression. In immunocompetent patients, it is a rare tumor of the lymph system, which occurs mainly after the 5th life-decade. Its appearance in the central nervous system poses a challenge for its therapy. Chemotherapy, mostly Methotrexat, and brain radiation are the mainly used therapeutic options. However, they go along with many side effects and even after successful completion of therapy, relapses occur frequently and lead to poor overall-survival. For these reasons new and effective therapies with less side effects are needed urgently. B-lymphocytes recognize antigens specific for them via their B-cell receptor (BCR), each B-lymphocyte having a slightly different BCR in the variable region to cover a wide variety of antigens. As B-cell lymphomas emanate from a degenerate B-cell, the malignant clone, each B-cell of a B-cell lymphoma has an identical BCR that distinguishes it from all other healthy B-lymphocytes. With the discovery of B-cell receptor antigens of malignant lymphomas results a new, highly specific therapy concept, which exclusively attacks the malignant B-cell clone via its B-cell receptor. This new therapy concept was called BARs (“B-cell receptor antigens for reverse targeting”). In about 67% of patients with primary CNS lymphoma, the lymphoma cells express a B-cell receptor on their surface that specifically binds the antigen and BAR Neurabin I. In what format BARs and thus Neurabin I can be used therapeutically is unclear. BAR-Bodies integrate BARs into an antibody Fab-format, replacing the variable domains of the heavy and light chains with the DNA sequence of a B-cell receptor antigen. A Neurabin-BAR-Body was constructed and coupled to the Pseudomonas aeruginosa exotoxin A to serve as a toxic component after internalization via the B-cell receptor of the lymphoma cell. The BAR-Body construct was cloned in a pCES1-vector through intermediate steps and expressed by TGI E. coli bacteria. The specific binding of the BAR-Body to lymphoma cells and their internalization was determined by flow cytometry. After changing the Fab-format to a reduced form containing only the heavy chain, specific binding and internalization could be demonstrated. Cytotoxicity assays revealed the specific lysis of a lymphoma cell line transfected with a Neurabin I specific BZR. This work describes the first potential therapy form of primary CNS lymphoma that exclusively targets the malignant clone by exploiting the specific BZR antigen interaction.