Immuntherapien mit Immuncheckpoint Modulatoren haben das Gebiet der Onkologie in den letzten zehn Jahren revolutioniert. Die Immuntherapie hat radikale Veränderungen in der Bewertung der Wirksamkeit und Toxizität der Behandlung mit einer ganzheitlicheren Sichtweise auf die Krebspatienten bewirkt. Wissenschaftler betrachten Tumorzellen heute aus einem anderen Blickwinkel, nämlich als Organisatoren und Modulatoren einer Entzündungsreaktion. Auf T-Zellen gerichtete Immunmodulatoren werden heute als Einzelwirkstoffe oder in Kombination mit Chemotherapien als erst- oder Zweitlinienbehandlung für etwa 50 Krebsarten eingesetzt. Doch erfolgreich Anti-CTLA4, Anti-PD1 und Anti-PD-L1 Antikörper auch sind, es gibt immer Patienten, die bei vielen Indikationen nicht auf die Behandlung ansprechen, hauptsächlich bei „kalten“ Tumoren, die wenig T-Zellen und viele myeloische Zellen aufweisen. Eine Schlüsselkomponente für die Wirksamkeit von Checkpoint-Inhibitoren besteht darin, dass sie die Sekretion von IFN-γ durch T-Zellen und NK Zellen in der Mikroumgebung des Tumors hervorrufen. Dieses IFN-γ kann Makrophagen von einem M2-ähnlichen inhibitorischen Zustand in einen entzündungsfördernden M1-Zustand umwandeln und dabei helfen, Tumorwachstum und Metastasierung zu reduzieren. In den letzten 30 Jahren wurden einige Versuche unternommen, IFN-γ als therapeutisches Konzept für mehrere Tumorindikationen zu erforschen, aber diese Versuche stießen auf mehrere Hindernisse: Die hohe Empfindlichkeit gegenüber dem Zytokin beim Menschen führte zu einer hohen Toxizität und eine intravenöse Anwendung kommt daher nicht in Frage. Dazu kommt, dass IFN-γ in nicht-Zielgeweben und dem Endothel über seinen hochaffinen Rezeptor IFNγR1 abgefangen wird. Dies machte die Einführung eines Tumor-spezifischen Antikörperarms, der die Akkumulation von IFN-γ am Tumor bewirken soll ineffizient. Tumorassoziierte Makrophagen (TAMs) sind ein Hauptbestandteil der Tumorimmunpopulation. Sie können ein niedriges Entzündungsniveau im Tumor vermitteln, wodurch die Aktivität von T-Zellen und NK Zellen gegen den Tumor reduziert wird. Das Vorhandensein von TAMs im Tumor wird im Allgemeinen mit einer schlechten Prognose in Verbindung gebracht. Sie unterstützen die Neoangiogenese, Extravasation und das metastatische Wachstum von Tumoren. Sie überexprimieren zudem PD-L1. In der vorliegenden Studie versuchten wir, den Anti-PD-L1 Antikörper Avelumab und das IFN-γ Zytokin in einem bispezifischen Immunzytokin-Konstrukt so zu kombinieren, dass sowohl myeloische als auch Tumorzellen targetiert werden können kann, die PD-L1 exprimieren, während die Immunumgebung in Richtung eines entzündungsfördernden Zustands durch Konversion von TAMs zu M1-ähnlichen entzündlichen Makrophagen umprogrammiert wird. Das Design basiert auf der proprietären SEED-IgG1.4 Plattform von Merck mit einem bispezifischen Konstrukt, das einen Anti-PD-L1 Fab Spezifitätsarm und ein einkettiges IFN-γ Zytokin umfasst, das Veränderungen und Mutationen enthält. Die Valenz des mutierten IFN-γ wurde von zwei auf eins reduziert, was zu einer signifikant reduzierten Bindung an IFN-γR1 führte. Dies attenuierte die IFN-γ Potenz und soll die Toxizität verringern, während der Anti-PD-L1 Spezifitätsarm eine Akkumulation im Tumor ermöglichen sollte. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die bispezifischen scIFNγ/Anti-PD-L1 Konstrukte in humanen Zelllinien eine spezifitätsgetriebene Potenz zeigen, die valenzabhängig ist. Die Konstrukte waren in der Lage, M2 Makrophagen zu pro-inflammatorischen M1 Makrophagen zu konvertieren. Für In-vivo Studien wurde ein Maus Surrogat Einzelketten IFN-γ mit neuen Punktmutationen und gleichartiger Valenz wie das menschliche Konstrukt entwickelt. Dieses war in der Lage waren, I.V. Injektionen zu tolerieren und es zeigte eine Lokalisierung und Akkumulation in RENCA-Tumoren und eine Wirksamkeit in syngenen LLC1 Tumoren. Daher zeigt die vorgestellte Studie das Potenzial und die Risiken der Verwendung einer IFN-γ basierten Immunzytokin-Plattform mit verbesserter Verträglichkeit und Tumorspezifität.