MDCK-MRP2 - Dkfz

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IIb. Immuntherapie
G. Devitt, N. Stroh, M. Zöller
Forschungsschwerpunkt D
Tumorimmunologie
In Kooperation mit Dr. S. Eichmüller, Abteilung Dermato-
Onkologie, DKFZ, Dr. T. Luft, Medizinische Klinik V, Universität
Heidelberg, Prof. Dr. Kabelitz, Institut für Immunologie,
Universität Kiel, Prof. R. Haas, Klinik für Hämatologie und
Onkologie, Universität Düsseldorf, Prof. Dr. Richard Hautmann,
Urologische Klinik, Universität Ulm, Dr. S. Stevanovic, Institut für
Zellbiologie, Universität Tübingen, Prof. R. Apte, Gen Gurion University,
Beer Sheva, Israel, Dr. J. Hammer, La Roche Inc, Nutley,
NJ, USA
Zusatzfinanzierung: Deutsche Krebshilfe, Carreras Leukämie-
Stiftung, Israel-Kooperation, TZHM
Nierenzellkarzinom-assoziierte Antigene: Nierenzellkarzinome
(RCC) verhalten sich in aller Regel resistent
gegen Chemo- und Strahlentherapie. Da sie in frühen Stadien
weitgehend symptomlos sind, werden sie häufig erst
in fortgeschrittenem Zustand detektiert. Dem entspricht
eine 5 Jahresüberlebensrate von unter 5%. Immuntherapeutische
Ansätze würden eine Alternative darstellen,
zumal man davon ausgehen kann, dass es sich beim
RCC um einen immunogenen Tumor handelt, bei dem auch
- wenngleich selten - Spontanremissionen beobachtet
werden. Bisher sind jedoch nur sehr wenige RCC-assoziierte
Antigene bekannt. Wir haben daher in den letzten Jahren
versucht, über suppressive subtraktive Hybridisierung
(SSH) und serologisch nach rekombinanter Expressionsklonierung
(SEREX) weitere immunogene RCC-assoziierte Antigene
zu identifizieren. Für die SSH wurde normales Nierengewebe
und Nierenzellkarzinomgewebe vom gleichen Patienten
bzw. einer Gruppe von Patienten eingesetzt. Bei
SSH und SEREX wurde das Expressionsprofil potentieller
Kandidatengene an einem Panel von 35 Paaren an Normalund
Tumorgewebe überprüft, um die klinische Relevanz
einer de novo Expression bzw. einer signifikanten Erhöhung
der Expression eines RCC-assoziierten Genes nachzuweisen.
Wir konnten mit der SSH Methode ein weites Spektrum
an Molekülen identifizieren, die bei 30%-100% der
getesteten RCC signifikant überexprimiert waren. Mit einer
Ausnahme handelte es sich jedoch ausschließlich um
Genprodukte, die in den Prozess der Metastasierung involviert
sind, die aber nicht als potentielles Immunogen
erachtet werden können. Mit der SEREX-Methode, bei der
wir sowohl eine Phagenexpressionsbibliothek von RCC-Gewebe
als auch von Testisgewebe einsetzten, wurden bisher
vornehmlich Autoantigene identifiziert, deren Expression
im Gesamtorganismus uns zu verbreitet erscheint, um
sie als Vakzine einzusetzen. Die Auswertung eines abschließenden
Screening, bei dem erneut >100 potentielle RCCassoziierte
Antigene identifiziert wurden, steht noch aus
(Devitt et al., in Vorb.). Da unsere bisherigen Ergebnisse
belegen, dass sowohl RAGE-1 als auch MAGE-9 mit hinreichender
Frequenz auf RCC exprimiert werden, haben sich
unsere weiterführenden Untersuchungen vornehmlich auf
diese beiden RCC-assoziierten Antigene konzentriert.
Optimierung von Vakzinierungsstrategien in der
Therapie solider Tumoren (Nierenzellkarzinom):
Modelle zur aktiven Vakzinierung: Die Induktion einer Tumor-spezifischen
Immunantwort erfordert die Präsentation
von Peptiden eines Tumorantigens im Kontext mit MHC
Klasse I oder II Molekülen und ein zweites Signal, das in
der Regel über kostimulatorische Moleküle auf Antigen-präsentierenden
Zellen initiiert wird. Die Summe dieser Voraussetzungen
wird in aller Regel von Tumoren und vom
Abteilung D060
Tumorprogression und Tumorabwehr
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
Tumor-tragenden Wirt nicht erfüllt. Deshalb sind supportive
Maßnahmen, um eine effiziente Anti-Tumor-Immunantwort
zu induzieren, unumgänglich. Dies erfolgt entweder über
die Modulation der Tumorzelle, um sie mit Eigenschaften
einer Antigen-präsentierenden Zelle auszustatten, den
passiven Transfer aktivierter Effektorzellen oder mittels
aktiver Vakzinierung. Zur Vakzinierung können RNS, DNS,
Protein oder Peptide eingesetzt werden, die in “nativer”
Form oder “verpackt” appliziert werden. Als Trägersysteme
eigenen sich insbesondere dendritische Zellen (DC) oder -
beim Einsatz von DNS - transformierte und attenuierte Bakterien,
z.B. Salmonellen. Da die klinischen Erfolge bisher
weit hinter den Erwartungen zurückbleiben, ist es keine
Frage, dass weitere experimentelle Studien notwendig sind,
um Vakzinierungsprotokolle in der Tumortherapie zu verbessern
[20]. Wir haben uns auf Modelle der aktiven Vakzinierung
mittels DC und attenuierter Salmonellen (SL)
konzentriert und dabei insbesondere die Vor- und Nachteile
einer Helfer-T-Zell (TH)-orientierten Vakzinierung untersucht.
In jüngster Zeit widmen wir uns insbesondere der
Verbesserung von Verfahren der allogenen Knochenmarkstransplantation
nach nicht-myeloablativer Konditionierung,
da wir davon ausgehen, dass die allogene Rekonstitution
eine optimale Plattform für aktive Vakzinierung bei
Tumorpatienten darstellt [21,22]. Es sei an dieser Stelle
für alle im folgenden skizzierten Studien, vermerkt, dass
wir neben dem Prozess einer aktiven Immunsuppression
häufig die Aktivierung von Tumoreskapemechanismen, wie
z.B. den Verlust von Tumorantigenen oder von MHC Molekülen,
beobachteten. Tumoreskape stellt eines der Probleme
dar, von denen bei Tumor-immuntherapeutischen Ansätzen
häufig berichtet wird. Hingegen haben wir, auch
wenn Selbstantigene wie das Melanom-assoziierte Antigen
gp100 eingesetzt wurden, keine schweren Formen von
Autoimmunität beobachtet [23].
Unsere Vakzinierungsstudien befassten sich mehrheitlich mit
dem Transfer Protein- oder Peptid-beladener DC und der
oralen Vakzinierung mit transformierten SL. Die therapeutische
Effizienz einer Vakzinierung mit DC umfasste Untersuchungen
bei denen die DC mit Protein oder Peptiden
beladen wurden, die entweder an MHC Klasse I oder II
Moleküle binden. Der Einsatz MHC Klasse II bindender Peptide
erschien uns wichtig, da in aller Regel die Aktivierung
von TH-Zellen erforderlich ist, um alle Elemente des Immunsystems
zu aktivieren. Da die Effizienz der Induktion einer
CTL Antwort bei einer Vakzinierung mit dem Melanom-assoziierten
Antigen gp100 gut charakterisiert ist, bot sich
gp100 für unsere weiterführenden Studien an. Mit dem
gp100 Protein beladene DC induzieren in vitro und in vivo
vor allem eine TH-1 Antwort. In der Folge wurden gp100
Peptide untersucht, die mit Wahrscheinlichkeit an MHC II
Moleküle binden. In vitro Studien belegten, dass die Reaktivität
von PBL individueller Probanden mit einem bestimmten
Peptid einen konstanten Faktor darstellt. Die Selektivität
der Bindung definierter Peptide konnte in vivo (SCID-
Maus) bestätigt werden. Die mit gp100 erhobenen Befunde
konnten mit RAGE-1 und MAGE-9, zwei Nierenzellkarzinom-spezifischen
Antigenen bestätigt werden (Stroh et
al., in Vorb.). In diesen Studien wurden ausschließlich humane
PBL und humane Tumoren im SCID-Maus-Modell getestet,
das sich in besonderer Weise für Screeninguntersuchungen
eignet. Aufgrund nicht zu vermeidender graft
vs host (GvH) Reaktionen bei Langzeitvakzinierungsstudien
in der humanisierten SCID Maus, haben wir in weiteren