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Zusammenfassung:
Ovarialkarzinome sind die häufigste Todesursache durch gynäkologische Malignome in den USA und Deutschland. Aufgrund der Symptomarmut zu Beginn der Erkrankung sowie das Fehlen sufizienter Frühscreeningsmethoden werden über 70% der Ovarialkarzinome in einem fortgeschrittenen Stadium diagnostiziert. Trotz einer insgesamt positiven Entwicklung der heutigen Therapieregime bleibt festzustellen dass fortgeschrittene Stadien mit einer sehr schlechten Prognose assoziiert sind, wobei die meisten Patientinnen trotz optimaler Behandlung (OP mit anschließender Polychemotherapie) bald danach ein Rezidiv erleiden. Aus diesem Grunde erscheint die Ergänzung der konventionellen Therapie als durchaus sinnvoll. Die Immunisierung mit anti-idiotypischen Antikörpern stellt eine interessante Zusatzstrategie in der Behandlung des Ovarialkarzinoms dar. Dabei können anti-idiotypische Antikörpern in ihren variablen Domänen Tumor-assoziierte Antigene imitieren. Durch die Präsentation von Tumor Antigenen in eine fremde molekulare Umgebung ist es möglich, eine spezifische Immunantwort gegen an sich nicht oder nur schwach immunogene Tumor-assoziierten Antigenen und im Endeffekt gegen die Tumorzelle selbst zu erzeugen. Anti-Idiotypen wurden in der Immuntherapie vielfältiger Tumore eingesetzt, wobei die Wirksamkeit einiger dieser Antikörpern bereits in klinische Phase III Studien untersucht wird. Hierzu zählen: Kleinzelliges Lungenkarzinom, Kolorektales Karzinom, Ovarialkarzinom, B-Zell Lymphom und malignes Melanom. Abagovomab (=ACA125) ist ein muriner anti-idiotypischer Antikörper der das tumorassozierte Antigen CA125 funktionell imitiert und aktuell in einer internationalen Phase II/III Studie (MIMOSA/AGO-Ovar10) in der Therapie des fortgeschrittenen Ovarialkarzinoms eingesetzt wird. CA125 ist ein Tumor Antigen welches von der Mehrzahl der Ovarialkarzinome überexprimiert wird, wobei die meisten Patientinnen gegenüber diesem Antigen tolerant sind. Allerdings kann diese Immuntoleranz durch ein stellvertretendes CA125 Antigen wie Abagovomab überwunden werden. Bereits mehrere klinische Studien ergaben deutliche Hinweise auf die therapeutische Wirksamkeit von Abagovomab mit verbesserten klinischen Ansprechraten sowie verlängerten Überlebenszeiten. Ein Nachteil vieler anti-Idiotypen Vakzine scheint ihre geringe Immunogenität zu sein, so dass zur Erhaltung einer spezifischen anti-tumoralen Immunantwort Mehrfachapplikationen mit hohen Antikörperdosen notwendig sind, was Gefahren wie Effektivitätsverlust, Toleranzinduktion und Allergisierung nach sich ziehen könnte. Im Hinblick auf die Gentherapie des Ovarialkarzinoms mittels anti-Idiotypen, wurde im Rahmen einer Vorarbeit der humanisierten Abagovomab Abkömmling ACA125hFc hergestellt, welcher im Unterschied zum murinen Ursprungsantikörper mit einer humanen konstanten Fc Region ausgestattet war. Die Intention dabei war, die Induktion unspezifischer anti-Maus Antikörper im humanen System zu reduzieren, welche infolge der Immunisierung mit dem murinen Abagovomab beobachtet wurden und die spezifische anti-tumorale Immunantwort teilweise überlagerten. Im Rahmen derselbigen Vorarbeit wurde ein kontinuierliches in vitro Freisetzungssystems für den anti-Idiotypen ACA12hFc mittels Bioverkapslungstechnologien hergestellt, mit dem Ziel eine dauerhafte spezifische Immunantwort gegen das Tumor Antigen CA125 zu erzeugen. Das Prinzip der Bioverkapslung beruht auf die physikalische Immunisolation non-autologer Zellen mittels einer semipermeablen Membran, welche als immunologische Schutzbarriere fungiert und so im Gegensatz zu herkömmlichen Transplantationsmethoden auch ohne Immunsupression funktioniert. Die verkapselten Zellen gestalten sich wie kleine Bioreaktoren: über Membrandiffusion erfolgt ein bidirektionaler, kontinuierlicher Austausch kleiner Moleküle wie Nährstoffe, Sauerstoff, rekombinante Proteine etc. zwischen Spender und Empfänger, wobei große Moleküle und Zellen die Membran nicht passieren können. Es ist durchaus vorstellbar, dass ein Depotsystem welches die kontinuierliche anti-Idiotypen Expression sicherstellt, in der Lage ist dessen Immunogenität zu verbessern um schließlich eine dauerhafte Tumorregression zu induzieren. Zu diesem Zweck wurden murine rekombinante C2C12 Myoblasten welche den ACA12hFc Antikörper stabil exprimierten, in dafür eigens hergestellte Makrokapseln eingebracht und in vitro untersucht. Aus den Ergebnissen dieser Vorversuche resultierte, dass beide getesteten Kapseltypen (PES vs. PVDF) bis Versuchsende (=1 Jahr) die Voraussetzungen für ein kontinuierliches in vitro ACA125hFc-Freisetzungssystem erfüllten. Im Rahmen der aktuellen Arbeit wurde anhand eines non-autologen Mausmodells überprüft, inwiefern das in vitro entwickelte ACA125hFc Biokapselsystem, einen Vorteil gegenüber der herkömmlichen Vakzinierung nach sich zieht und somit in vivo in der Lage ist die Immunogenität von anti-Idiotypen zu verbessern. Zu diesem Zweck wurden rekombinante C2C12 Myoblasten in zwei chemisch unterschiedlichen Kapseltypen eingebettet (PES bzw. PVDF) mit dem Hintergrund auch mögliche Unverträglichkeiten durch den Einsatz von z.B. unterschiedlichen Materialien zu erfassen. Anschließend erfolgte die Implantation der Biokapseln in ein allogenes Mausmodell (Balb/c), wobei die humorale Immunität mittels ELISA Techniken bzw. die zelluläre Immunantwort mittels Durchflußzytometrie untersucht wurde. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Immunogenität des anti-idiotypischen Antikörpers ACA125hFc welcher das CA125 Tumor Antigen funktionell imitiert, mittels Bioverkapselungstechnologien deutlich gesteigert werden kann. Die Überlegenheit der kontinuierlichen in vivo Freisetzung kleiner ACA125hFc Mengen aus verkapselten Myoblasten gegenüber der herkömmlichen Vakzinierug mit hohen anti-Idiotypen Dosen konnte hierbei anhand der Analyse von CA125 spezifischen Immunantwort eindrucksvoll demonstriert werden: über die herkömmliche anti-Idiotypen Vakzinierung konnte keine spezifische zelluläre Immunantwort induziert werden. Hingegen erfolgte über die konstante endogene Freisetzung von ACA125hFc Antikörpern aus Kapselimplantaten eine eindeutige CA125 spezifische T Zellantwort sowohl in Form von T Helferzellen als auch als zytotoxischen T Zellen. Auch die hierbei induzierte spezifische humorale Immunantwort (= anti-anti ACA125hFc Antikörper) war bei der herkömmlichen Immunisierung deutlich schwächer ausgeprägt als bei den Kapselimplantaten. Aus den obigen Ergebnissen resultierete, dass beide untersuchten Biokapseln (PVDF vs. PES) erfolgreich als allogene Implantate zur kontinuierlichen endogenen Sekretion von ACA125hFc Antikörpern bestehen konnten. Da beide Kapseltypen trotz einiger Unterschiede in den Membraneigenschaften (Porengröße bzw. Material) ähnlich gut verträglich waren und nach Explantation eine exzellente Zellvitalität ohne Anzeichen von Implantatabstoßung zeigten, können letztendlich auch beide als gleichwertige Immunisolatoren für allogene Zellen befunden werden. Lediglich in der Induktion einer spezifischen humoralen Immunantwort gab es Unterschiede: PES Biokapseln wiesen höhere spezifische anti-ACA125hFc Antikörpertiter vergleichbar mit den PVDF Kapseln, was wahrscheinlich auf die größeren PES Membranporen zurückzuführen war. Allerdings schien dieser Effekt bei der Induktion einer zellulären Immunität keine Rolle mehr zu spielen, da beide Kapseltypen vergleichbar hohe CA125 spezifische T Zellantworten lieferten. PVDF Kapseln waren hingegen mechanisch stabiler, was für die Implantatsicherheit bzw. Handhabung von großem Vorteil sein könnte. Nachfolgende Untersuchungen (z.B. Tumortiermodell) sollen darüber Aufschluss geben inwiefern die verbesserten immunologischen Eigenschaften von bioverkaspelten anti-Idiotypen letztendlich auch zu einer dauerhaften Tumorregression führen können, was bislang durch herkömmliche Vakzinierungsstrategien leider nicht erzielt werden konnte. Ausserdem sollte untersucht werden inwiefern dieses neue ACA125hFc Freisetzungsmodell auch auf andere anti-Idiotypen übertragbar ist bzw. inwieweit hierbei eine verbesserte spezifische anti-tumorale Immunantwort möglich ist.

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