Kiefer, Anne (2024)
Entwicklung bispezifischer Antikörper für die zielgerichtete Eliminierung von Tumorzellen durch natürliche Killerzellen.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00027538
Dissertation, Erstveröffentlichung, Verlagsversion

Kurzbeschreibung (Abstract)

Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) besitzen die Fähigkeit, virusinfizierte oder entartete Zellen gezielt zu eliminieren. Eine zentrale Bedeutung in der Erkennung pathologisch veränderter Zellen kommt dabei dem aktivierenden Rezeptor Natural Killer Group 2D (NKG2D) zu, welcher nach Bindung an stressinduzierte NKG2D-Liganden (NKG2D-L) auf der Oberfläche maligner Zellen die Aktivierung von NK-Zellen vermittelt. Der anhaltende Selektionsdruck einer fortwährenden Immunabwehr kann jedoch die Etablierung von Tumorzellvarianten fördern, die aufgrund unterschiedlicher Mechanismen wie zum Beispiel der proteolytischen Freisetzung von NKG2D-L einer NKG2D-basierten Erkennung entgehen. Um solchen Evasionsmechanismen entgegenzuwirken, wurde im Vorfeld dieser Arbeit ein modulares System etabliert, das sich aus einem bispezifischen Antikörper mit Selektivität für das Tumor-assoziierte Antigen ErbB2 (HER2) und NKG2D (NKAB-ErbB2) sowie genetisch modifizierten NK-92-Zellen mit einem NKG2D-basierten chimären Antigenrezeptor (NKAR) zusammensetzt. Die Expression des NKAR in den NK-Zellen vermittelte dabei die zytotoxische Aktivität gegenüber Liganden-positiven Tumorzellen, die in Anwesenheit von NKAB-ErbB2 gegenüber ErbB2-exprimierenden Brustkrebszellen weiter gesteigert wurde. Im Rahmen dieser Arbeit wurde dieser Kombinationsansatz durch die ektopische Expression des immunmodulatorischen IL-15 Superagonisten RD-IL15 in NKAR-NK-92 Zellen weiter optimiert. Die durchgeführten in vitro Untersuchungen belegten, dass sekretiertes RD-IL15 die Proliferation und Aktivität der Produzentenzellen in autokriner und umgebender primärer Immunzellen in parakriner Weise stimuliert. Ein weiteres wichtiges Ziel der Arbeit war das NKAB/NKAR-System um bispezifische Antikörper-Moleküle mit Selektivität für weitere Zielantigene solider Tumoren und hämatologischer Krebserkrankungen zu erweitern. Die hierzu generierten NKAB-Moleküle NKAB-EGFR (Epidermal growth factor receptor), NKAB-CD19 und NKAB-CD20 erwiesen sich als hoch aktiv und vermittelten die spezifische Lyse Zielantigen-exprimierender Tumorzellen durch primäre NK-Zellen und NKAR-NK-92 Derivate. NKAB-ErbB2 und NKAB-EGFR wurden zusätzlich in Kombination gegenüber Gliomzellen erprobt, die ErbB2 und EGFR oder die EGFR-Mutante EGFRvIII exprimieren. Sowohl in Gegenwart eines als auch zweier NKAB-Moleküle wurde dabei eine effektive Lyse der Zielzellen durch NKAR-NK-92 Derivate erzielt. Nachfolgend wurde untersucht, ob die Kombination der beiden NKAB-Moleküle auch geeignet ist, der klinischen Situation entsprechende Tumorpopulationen mit heterogener Antigenexpression (ErbB2 oder EGFR/EGFRvIII) gezielt zu eliminieren. Zusammen eingesetzt führten NKAB-ErbB2 und NKAB-EGFR dabei mit NKAR-Effektorzellen zur effizienten Eliminierung der Tumormischkulturen. Der alleinige Einsatz von NKAB-EGFR oder NKAB-ErbB2 vermittelte hingegen lediglich die Abtötung der jeweiligen, das relevante Zielantigen exprimierenden Tumorzell-Subpopulation. Die in dieser Arbeit erhobenen Daten weisen damit eine hochspezifische und sehr effektive antitumorale Aktivität des weiter optimierten modularen Systems gegenüber Zielantigen-exprimierenden Tumorzellen nach. Dies rechtfertigt eine weitere präklinische Entwicklung dieses Ansatzes mit dem Ziel eines zukünftigen Einsatzes in klinischen Studien.

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