Zytokine stellen ein vielversprechendes Therapeutikum für die Immuntherapie bei Tumorerkrankungen dar. Dabei ist IL-15 ein interessantes Zytokin, da es vor allem NK- und CD8+ T-Zellen sehr stark aktiviert und diese Zellen maßgeblich an der Tumorreduktion beteiligt sind. Sowohl bei der Monotherapie mit IL-15 als auch in Kombination aus IL-15 und Antikörpern konnte in vitro und in vivo ein gesteigerter Tumorrückgang gezeigt werden. Der Einsatz von Zytokinen in der Therapie ist jedoch auf Grund von starken Toxizitäten dosislimitierend, weshalb die geringen verwendeten Konzentrationen oftmals nicht ausreichend für einen Therapieeffekt sind. Des Weiteren liegt die Serumhalbwertszeit im Falle von IL-15 bei lediglich 30 Minuten. Bei der Therapie mit IL-15 werden hauptsächlich die Immunzellen in der Zirkulation stimuliert, während nur wenige Immunzellen in der Tumorumgebung aktiviert werden. Deshalb stellen Immunzytokine einen vielversprechenden Ansatz für die Immuntherapie dar. Durch die Fusion eines Antikörpers und Zytokins entstehen antigenspezifische Immunzytokine, welche die Immunzellen gezielt in der immunsuppressiven Tumormikroumgebung aktivieren können. Zudem kann die Serumhalbwertszeit verlängert werden.
Ein für die Immuntherapie interessantes Antigen ist TA-MUC1, da es von soliden Tumorzellen exprimiert wird und auf gesunden Zellen nahezu nicht. PankoMab-GEX® ist ein Antikörper, der ein tumorspezifisches Kohlenhydrat/Protein Konformationsepitop auf MUC1 (TA-MUC1) bindet und ADCC gegen TA-MUC1 exprimierende Tumorzellen induzieren kann. Ob PankoMab-GEX® als Grundlage für die Entwicklung eines Immunzytokins geeignet ist, wurde in dieser Arbeit untersucht.
Für diese Arbeit wurden insgesamt zehn Immunzytokine basierend auf PankoMab-GEX® generiert, welche sich hinsichtlich ihrer IL-15 Potenz (IL-15mut, IL-15wt, IL-15sushi), der FcγRIIIa Bindung sowie der Antigenbindung unterscheiden. Die Arbeit umfasste dabei die Generierung, Produktion und Reinigung der Konstrukte sowie die Charakterisierung der Bindungseigenschaften und der immunologischen Wirkung der Immunzytokine in vitro und in vivo. Es konnte gezeigt werden, dass die Stimulation von Immunzellen mit den Immunzytokinen zu einer Steigerung der Aktivierung, Proliferation, Zytotoxizität und Zytokinaussschüttung bei NK- und T-Zellen führt. Dabei konnte herausgestellt werden, dass das PM-IL-15sushi ein besonders potentes Immunzytokin ist, da es die zytotoxischen Immunzellen sehr stark aktiviert.
Anhand der durchgeführten Analysen konnte gezeigt werden, dass sich PankoMab-GEX® auf Grund der einzigartigen Antigenbindung für die Entwicklung eines Immunzytokins eignet. Angesichts der deutlich stärkeren Potenz des PM-IL-15sushi im Vergleich zu den anderen untersuchten Immunzytokinen sowie der vielversprechenden Wirksamkeitsstudie in vivo wurde dieses Konstrukt als potentielles, neuartiges Therapeutikum ausgewählt.
Cytokines are promising immunotherapeutical drugs to treat cancer. Especially IL15 is a potent cytokine as it strongly activates NK and CD8+ T cells which are important for tumor cell reduction. In vitro and in vivo studies already demonstrated tumor shrinkage after the combination therapy using an antibody and IL15 or using IL15 alone. The administration is dose limited due to strong toxicities. Therefore, low concentrations are administered which are not effective enough to enhance immune cell activity in the tumor microenvironment. Furthermore, serum halflife of IL15 is only 30min. Using IL15 for immunotherapy mainly activates circulating immune cells whereas immune cells in the tumor microenvironment get less activated. That is why immunocytokines are promising products for immunotherapy. Newly antigenspecific immunocytokines are generated by linking a cytokine to an antibody. These immunocytokines induce immune cell activation in the tumor microenvironment and prolong serum halflife. One promising tumor antigen is TAMUC1 which is expressed on solid tumors and is virtually absent on normal tissue. PankoMabGEX® is an antibody which binds a novel carbohydrate/protein mixed epitope on the tumor marker MUC1 and mediates ADCC against TAMUC1 expressing tumor cells. During this study it was analyzed if PankoMabGEX® is a suitable antibody to generate an immunocytokine. This study included the generation of ten immunocytokines based on PankoMabGEX® which differ in IL15 potency (IL15mut, IL15wt, IL15sushi), FcγRIIIa binding and antigen binding. The generation, production and down stream purification of all immunocytokines were part of this study as well as the analysis of the binding characterization and the immunological effect in vitro and in vivo. It was shown that immune cell stimulation using immunocytokines enhance the NK and T cell activation, proliferation, cytotoxicity and cytokine secretion. It turned out, PMIL15sushi is a highly potent immunocytokine which strongly activates cytotoxic immune cells. Regarding the generated data it is confirmed that PankoMabGEX® is a potent antibody to develop an immunocytokine because of its unique antigen binding. The strong potency and great outcome of the efficacy study in vivo using PMIL15sushi compared to the other immunocytokines recommend that PMIL15sushi should be selected as a new anticancer therapeutic.
