MDCK-MRP2 - Dkfz

Forschungsschwerpunkt D
Tumorimmunologie
Studien zur Optimierung von Vakzinierungsprotokollen auf
syngene Maustumormodelle zurückgegriffen.
Die Form des Antigens, das als DNA, RNA oder Protein /
Peptid angeboten werden kann, stellt einen wesentlichen
Faktor der Vakzinierung dar. Alle 3 Formen haben Vor- und
Nachteile. So bietet sich eine DNA Vazinierung aufgrund
der leichten Verfügbarkeit an, ist aber mit dem Nachteil
einer häufig ineffizienten Transkriptionsrate versehen. Das
Problem kann durch die Verpackung in geeignete „Trägersysteme,
u.a. attenuierte Bakterien, vermieden werden. Es
ist bekannt, dass Salmonellen die Darmwand durchwandern
und im Peritoneum von Makrophagen phagozytiert
werden. Attenierte Salmonellen werden auf diese Weise
in kürzester Zeit komplett eliminiert. Wenn diese Bakterien
mit einem eukaryotischen Expressionsvektor transformiert
wurden, der z.B. die DNA eines Tumorantigens enthält,
wird die DNA ausschließlich in eukaryotischen Wirtzellen
transkribiert. Wir haben in diesem Kontext 3 Fragen
gestellt: i. Stellt die Verpackung von DNA in attenuierten
Salmonellen einen Vorteil bei der Vakzinierung im Vergleich
zu nackter DNA dar? ii. Ist eine DNA- oder eine Protein-
Vakzinierung effizienter? iii. Ist auch bei einer DNA Vakzinierung
eine Präsentation durch MHC II Moleküle effizienter
und wie kann bei einer DNA Vakzinierung das translatierte
Protein in den MHC II Präsentationsweg eingeschleust
werden?
Der Vergleich einer Vakzinierung mit nackter DNA und DNA,
die in Form transformierter Salmonellen angeboten wurde,
ergab, dass beide Vakzinierungsschemata geeignet
erschienen, um das Tumorwachstum zu verzögern. Allerdings
zeichnete sich die Vakzinierung mit transformierten
Salmonellen durch eine signifikant gesteigerte Effizienz aus,
die durch eine überwiegende Aktivierung von CTL charakterisiert
war. Die Vakzinierung mit nackter DNA war
hauptsächlich von einer unspezifischen Aktivierung, vermutlich
aufgrund von DNA Sequenzen mit bekanntem
adjuvantem Effekt, begleitet. Die Effizienz einer Vakzinierung
mit Protein-beladenen DC übertraf jedoch die Effizienz
der Vakzinierung mit transformierten Salmonellen. Ex
vivo Untersuchungen wiesen darauf hin, dass der Vorteil
der Proteinvakzinierung auf die präferentielle Aktivierung
on TH-Zellen zurückzuführen war. Deshalb wurden in einer
weiteren Studie Salmonellen mit einem eukaryotischen
Expressionsvektor transformiert, in den die DNA des Tumorantigens
mit der DNA eines Fragmentes der invarianten
Kette als Fusionsprodukt integriert war. Die invariante Kette
ist wesentlich an der Einschleusung von Proteinen in
den MHC II Präsentationsweg beteiligt. Wir konnten zeigen,
dass eine Vakzinierung mit diesen Salmonellen zur
Aktivierung von TH-Zellen geeignet ist. Im Hinblick auf
Überlebenszeit und Abstoßungsrate lieferte dieses
Vakzinierungsprotokoll die bisher überzeugendsten Ergebnisse
[23].
Allogene Stammzelltransplantation in der Therapie von Leukämien
und soliden Tumoren: Die allogene Stammzelltransplantation
wird als ein potentiell kuratives Verfahren nach
Ausschöpfung aller konventionellen Therapiestrategien erachtet.
Aufgrund der hohen Toxizität der myeloablativen
Konditionierung konnte dieses Verfahren über lange Zeit
nur sehr begrenzt eingesetzt werden. Erst seit wenigen
Jahren ist bekannt, dass eine allogene Knochenmarkstransplantation
auch nach nicht myeloablativer Konditionierung
vorgenommen werden kann. Dies erweitert in ganz erheblichem
Maße das mögliche Patientenkollektiv. Das Problem
der „graft vs host“ Reaktionen (GvHD) bleibt allerdings be-
Abteilung D060
Tumorprogression und Tumorabwehr
stehen. Weiterhin muss die Frage geklärt werden, wie eine
„graft vs tumor“ (GvT) Reaktion bei einer Reduktion von
GvHD aufrechterhalten werden kann. Letztlich ist bei einer
nicht-myeloablativen Vorbehandlung auch mit „host vs
graft“ Reaktionen (HvGD) zu rechnen. Es ist bekannt, dass
sowohl zytotoxische T-Zellen (CTL) als auch NK-Zellen an
GvHD und HvGD beteiligt sind [20].
Unsere früheren Studien zur allogenen Knochenmarkstransplantation
haben sich vornehmlich mit der Modulation
von CTL Reaktionen über die Blockade kostimulatorischer
Moleküle, u.a. CD44v6, nach myeloablativer Konditionierung
befasst. Wir werden auf diese Untersuchungen im
Kontext allogener Knochenmarksrekonstitution nach nicht
myeloablativer Konditionierung zurückgreifen, sobald die laufenden
Studien, in denen wir die Möglichkeit einer aktiven
Vakzinierung nach allogener Stammzelltransplantation des
nicht-myeloablativ konditionierten Wirts untersuchen, abgeschlossen
sind. Bislang konnten wir zeigen, dass durch
eine NK-Zell-Depletion des Wirts die Angehrate eines T-
Zell-depletierten Transplantates signifikant verbessert werden
kann. Wenngleich dieses Vorgehen mit einer verlängerten
Phase der Immuninkompetenz belastet ist, konnte
so GvHD deutlich abgeschwächt werden [24]. Wesentlich
ist vor allem, dass bei diesem Protokoll Donor-T-Zellen im
Wirt reifen und damit tolerant gegen den Wirt sind. Unsere
Befunde weisen darauf hin, dass - ungeachtet der Induktion
von Toleranz gegenüber dem Wirt - diese T-Zellen
den Tumor als fremd erkennen. In Weiterführung dieser
Studien haben wir begonnen die Tumorabstoßung im allogen
rekonstituierten Tier durch eine nachgeschaltete
aktive Vakzinierung zu verstärken. Auch hier zeigte sich,
dass T-Zellen, die gegenüber dem Wirt tolerant sind, Tumorzellen
erkennen und attackieren können. Allerdings ist
die Toleranz der T-Zellen auch eine unabdingbare Voraussetzung,
da anderenfalls schwere GvH Reaktionen auftreten.
Eine weitere Verbesserung konnte durch die Stimulation
der allogenen, wirt-toleranten T-Zellen mit
tumorantigen-beladenen DC des Wirts erzielt werden [25].
Wir haben dies bisher ausschließlich an soliden Tumoren
untersucht und planen den Einschluss leukämischer Tumoren.
Da alle unsere bisherigen Studien zeigen, dass allogene
T-Zellen nach Etablierung von Chimerismus Tumor-assoziierte
Antigene als fremd erkennen, bietet eine allogene Stammzelltransplantation
unter den genannten Konditionierungsbedingungen
die optimale Plattform für aktive Vakzinierung
in der Tumortherapie und wir werden in den folgenden
Jahren vornehmlich dieses Therapiekonzept weiter
ausarbeiten. Dies schließt eine Optimierung der
Vakzinierungsstrategien (Aktivierung von TH-Zellen, orale
DNA Vakzinierung mittels transformierter attenuierter Salmonellen)
ein. Darüber hinaus sind weitere Maßnahmen
zur Sicherung der Akzeptanz des allogenen Knochenmarkstransplantates
erforderlich. Letztlich wollen wir versuchen
noch verbleibende GvH Reaktionen weiter zu minimieren
[22,38].
Ich möchte die Folgerungen aus unseren bisherigen Vakzinierungsstudien
kurz zusammenfassen: i. Es erscheint
wesentlich, dass das Antigen in einer Form angeboten wird,
die zur Präsentation im Kontext mit MHC II geeignet ist; ii.
Eine Vakzinierung mit attenuierten Salmonellen führt zu
einer sehr effizienten Präsentation des Tumorantigens durch
Makrophagen und DC und ist zudem vergleichsweise leicht
zu handhaben und kostengünstig; iii. Eine allogene
Stammzelltransplantation nach nicht-myeloablativer Konditionierung
stellt möglicherweise die optimale Voraussetzung
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
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