Die genetische Immunisierung mittels Plasmid-DNA (DNA-Vakzinierung) ist eine einfach durchzuführende Methode, um in vivo eine Antigen-spezifische Immunantwort zu induzieren. Die DNA-Vakzinierung bietet im Hinblick auf die Tumorvakzinierung mehrere Vorteile: Expression multipler CD4- und CD8-T-Zellepitope, Immunogenität von DNA durch CpG-Sequenzen und die Möglichkeit der Applikation als „universelle Vakzine“ über HLA-Barrieren hinaus. DNA-Vakzine induzieren sowohl eine Antikörper- als auch eine T-Zell- vermittelte Immunantwort, jedoch ist die zytotoxische Immunantwort beim Menschen meist nicht effizient genug, um eine Tumorregression herbeizuführen. Eine Verbesserung der durch DNA-Vakzine induzierten Immunantwort ist eine Voraussetzung für einen erfolgreichen Einsatz in der Immuntherapie, der Einsatz in der klinischen Situation einer „Minimalen Resterkrankung“ (MRD, „minimal residual disease“) erscheint besonders erfolgversprechend. Flt3-Ligand (Flt-3L) ist ein 1991 entdecktes Zytokin, das in vivo die Proliferation und Differenzierung von hämatopoetischen Vorläuferzellen, insbesondere dendritischen Zellen, stimuliert. Dendritische Zellen spielen eine zentrale Rolle bei der Induktion und TH-Polarisierung der Immunantwort. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des Einflusses von Flt-3L auf die Immunantwort nach DNA-Vakzinierung, insbesondere die Modifikation der T-Zell- vermittelten Immunantwort. In der Maus führte die Applikation von rekombinantem Flt-3L zu einer Expansion von myeloischen und lymphoiden dendritischen Zellen: In den Milzen Flt-3L-behandelter Mäuse konnte ein drei- bis vierfacher Anstieg der Anzahl von dendritischen Zellen beobachtet werden. Zur Untersuchung des (adjuvanten) Effektes von Flt-3L auf die Immunantwort nach DNA-Vakzinierung wurden C57/BL6-Mäuse mit einem für bakterielle β-Galactosidase kodierenden Plasmid intramuskulär immunisiert. β-Galactosidase diente als gut charakterisiertes Modellantigen, für das immunogene MHC- restringierte Peptide bekannt sind. Die Mäuse erhielten täglich 10 μg rekombinantes Flt-3L über einen Zeitraum von 12 Tagen subkutan appliziert, am siebten Tag wurden die Mäuse intramuskulär mit dem für β-Galactosidase kodierenden Plasmid vakziniert. Die Behandlung der Mäuse mit Flt-3L resultierte in einer signifikanten Steigerung der Antigen-spezifischen proliferativen Immunantwort bei In-Vitro-Restimulation der Splenozyten. Die Analyse des Zytokinprofils der restimulierten Splenozyten zeigte, dass die Applikation von Flt-3L nicht zu einer TH1-Polarisierung der Immunantwort führte. Ganz im Gegenteil fand sich eine Tendenz zu einer TH2-Polarisierung der Immunantwort, passend hierzu war auch die humorale Immunantwort vorwiegend durch IgG1-Antikörper geprägt. Eine zytotoxische T-Zell-Antwort der restimulierten Splenozyten von Flt-3L-behandelten Mäusen gegen β -Galactosidase-Peptid-gepulste Targetzellen konnte nicht beobachtet werden. Um die Ursache der fehlenden TH1-Polarisierung zu klären, wurden die expandierten dendritischen Zellen genauer charakterisiert. Es zeigte sich, dass die dendritischen Zellen einen unreifen Phänotyp aufwiesen, welcher mit einer fehlenden bzw. geringen Expression der akzessorischen Moleküle CD80, CD86 und CD40 einherging. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass Flt-3L als Adjuvans einer DNA-Vakzinierung zwar in der Lage ist, eine Immunantwort zu verstärken, jedoch nicht per se zu einer TH1-Polarisierung führt. Der Phänotyp der mittels Flt-3L expandierten dendritischen Zellen lässt vermuten, dass dies möglicherweise auf eine fehlende Ausreifung zurückzuführen ist. Darum ist anzunehmen, dass die alleinige Applikation von Flt-3L als Adjuvans im Rahmen der Tumorvakzinierung wenig erfolgversprechend ist. In Kombination mit zusätzlichen Reifungssignalen könnte Flt-3L jedoch in der Zukunft eine Rolle in der onkologischen Immuntherapie spielen.
In this study the influence of Flt-3L on the immune response after DNA vaccination, in particular the modification of the T cell-mediated immune response was investigated. FLT3-ligand (Flt-3L) is a 1991 discovered cytokine that stimulates in vivo proliferation and differentiation of hematopoietic progenitor cells, particularly dendritic cells. Dendritic cells play a central role in the induction and Th polarization of the immune response. The application of recombinant Flt-3L in mice leads to an expansion of myeloid and lymphoid dendritic cells. To investigate the (adjuvant) effect of Flt-3L on the immune response after DNA vaccination C57/BL6-mice were immunized intramuscularly with a plasmid coding for bacterial β-galactosidase. β-Galactosidase served as a well-characterized model antigen for which MHC- restricted immunogenic peptides are known. The mice received daily 10 micrograms of recombinant Flt-3L subcutaneously for a period of 12 days. On the seventh day the mice were vaccinated intramuscularly with a β-galactosidase coding plasmid. The treatment with Flt-3L resulted in a significant increase of the antigen-specific proliferative immune response after in vitro restimulation of the splenocytes. The analysis of the cytokine profile secreted by restimulated splenocytes showed that the administration of Flt-3L did not lead to a Th1 polarized immune response. Rather there was a tendency towards a Th2 polarization of the immune response, corresponding to the humoral immune response which was primarily characterized by IgG1 antibodies. A cytotoxic T cell response of restimulated splenocytes from Flt- 3L-treated mice against β-galactosidase peptide-pulsed target cells could not be observed. To clarify the cause of the lack of Th1 polarization the phenotype of the dendritic cells was characterized. It was found that the dendritic cells showed an immature phenotype, which was associated with a lack or low expression of the accessory molecules CD80, CD86 and CD40. The results of this study show that Flt-3L as an adjuvant in DNA vaccination is indeed able to enhance immune responses but does not lead by itself to a Th1 polarization. Therefore it can be assumed that the sole administration of Flt- 3L as an adjuvant in tumor vaccination is not a promising approach, but in combination with additional dendritic cell maturation signals, Flt‑3L may play a role in future oncological immunotherapy.
