Modifikation der Antigenpräsentation zur Induktion von Tumorimmunität

Abstract

Die Tumorvakzinierung ist ein Verfahren der aktiven Immuntherapie zur Induktion einer Antigen-spezifischen zellulären und/oder humoralen Immunantwort. Ziel der in dieser Habilitationsschrift zusammengefassten Arbeiten war die gezielte Modifikation der Antigenpräsentation in der Absicht, eine Tumor-spezifische Immunantwort zu induzieren. Dabei erfolgte die Beeinflussung der Antigenpräsentation einerseits ex vivo durch den Einsatz von autologen Dendritischen Zellen (DC) als Vakzine bei Patienten mit Chronischer Myeloischer Leukämie (CML), andererseits direkt in vivo durch Applikation von Zytokinen (GM-CSF und Flt-3L) oder Chemokinen (CCL19/ELC), welche die Antigenpräsentation beeinflussen. Bei CML-Patienten konnten T-Zellen gegen Leukämie-assoziierte Antigene im peripheren Blut nachgewiesen werden. Zum Teil hatten diese T-Zellen jedoch ein aberrantes Zytokin-Sekretionsprofil. In einer Phase-I/II-Vakzinierungs-Studie wurden unbestrahlte bcr/abl+ autologe DC als subkutane Vakzine bei CML-Patienten in chronischer Phase eingesetzt. Die Vakzinierung war gut durchführbar, wesentliche Toxizität wurde nicht beobachtet. Bei 4/10 Patienten kam es zu einem Abfall von bcr/abl+ mononukleären Zellen im peripheren Blut, bei drei dieser Patienten wurden T-Zellen gegen CML-assoziierte Antigene induziert. In einer In-Vitro-Studie wurde bei gesunden Donoren und bei CML-Patienten gezeigt, dass die Kryokonservierung ein für DC geeignetes Verfahren der Lagerung ist. Weiterhin konnte eine Steigerung der T-Zell-aktivierenden Eigenschaften von DC durch retrovirale Transduktion mit Interleukin-7 erreicht werden. In einem weiteren Teil der Arbeit wurde die direkte In-Vivo-Modifikation der Antigen- Präsentation durch Ko-Applikation von Zytokinen oder Chemokinen wie GM-CSF, Flt-3L und CCL19 untersucht. GM-CSF wurde bei Patienten mit metastasiertem Nierenzell-Karzinom (NCC) in Kombination mit -Interferon und Interleukin-2 innerhalb einer Phase-I/II-Studie eingesetzt. In einem präklinischen Mausmodell für die DNA-Vakzinierung wurden die adjuvanten Effekte von Flt-3L und CCL19 untersucht. Dabei führte CCL19 zur Verstärkung einer TH1-polarisierten T-Zell-Antwort im Mausmodell. Die hier zusammengefassten Arbeiten haben Bedeutung für zukünftige Tumorvakzinierungsstudien, bei denen die klinische Situation der minimalen Resterkrankung besonders erfolgversprechend ist.

Tumor vaccination is a strategy of active immunotherapy for the induction of an antigen-specific cellular and/ or humoral immune response. Aim of the studies which are summarized here was to modify antigen presentation in order to induce tumor- specific immune responses. Antigen presentation was modified both ex vivo by autologous dendritic cells in patients with chronic myeloid leukemia (CML) and directly in vivo by application of cytokines (GM-CSF and Flt-3L) or chemokines (CCL19/ ELC) which influence antigen presentation. T cells recognizing leukemia-specific or leukemia-associated antigens were detected in peripheral blood of CML patients. However, in many cases these T cells showed an aberrant cytokine secretion profile. In a phase I/II vaccination trial, non-irradiated bcr/ abl+ autologous DC were used as a subcutaneous vaccine in chronic phase CML patients. Vaccination was feasible and save. A decrease of bcr/ abl+ mononuclear cells in peripheral blood was observed in 4/10 patients. In three of these patients vaccination induced a T cell response against CML-associated antigens. Another in vitro study in healthy donors and in CML patients showed that cryopreservation of DC is suitable for the storage of DC. Furthermore, an amplification of the T cell stimulatory capacity of DC was achieved by retroviral transduction with interleukin-7. Another part of this work is focused on direct in vivo modification of antigen presentation by coadministration of cytokines or chemokines such as GM-CSF, Flt3-L and CCL19. GM-CSF was used in patients with advanced renal cell cancer (RCC) together with -interferon and interleukin-2 in a phase I/II clinical trial. In a preclinical mouse model for DNA vaccination the adjuvant effects of Flt-3L and CCL19 were studied. CCL19 was able to amplify a TH1-polarized T cell response in mice. The different studies summarized here have implications for future tumor vaccination trials which are particulary promising in the clinical situation of minimal residual disease.