Chemokine als Adjuvans bei der DNA-Vakzinierung: CCL19 (ELC) verbessert den tumorprotektiven Effekt einer Her-2/neu-DNA-Vakzine

Abstract

Die genetische Immunisierung mit Plasmid-DNA gegen Tumorantigene ist ein vielversprechender Ansatz in der Tumorvakzinierung. Um die in bisherigen klinischen Studien unbefriedigende Immunogenität von DNA-Vakzinen zu verbessern, werden unterschiedliche Adjuvanzien eingesetzt. In diesem Zusammenhang sind Chemokine wie CCL19 interessante immunregulatorische Moleküle, da sie wichtige Determinanten einer adaptiven Immunantwort sind. In der vorliegenden Arbeit wurde die Wirksamkeit des Chemokins CCL19 als Adjuvans bei der DNA-Vakzinierung untersucht. CCL19 spielt eine zentrale Rolle bei der Interaktion von T-Zellen und dendritischen Zellen in der immunologischen Synapse, ein zentraler Schritt bei der Induktion Antigen-spezifischer Immunität. Als Zielantigen diente Her-2/neu, ein Tumor-assoziiertes Antigen, das bei einem Teil der Mamma-Karzinome überexprimiert wird. In einem BALB/c -Maus-Tumormodell wurden Tumor-Challenge-Experimente mit Her-2/neu-positiven syngenen Tumorzellen durchgeführt. Die Mäuse wurden zunächst mit einer Her-2 /neu-DNA-Vakzine (pDNA(Her2/neu) intramuskulär immunisiert, wobei CCL19-kodierende Plasmid-DNA (pDNA(CCL19) als Adjuvans verwendet wurde. Als Kontrolle dienten pDNA(Her-2/neu), pDNA(CCL19) und Mock-Vektor alleine. In den verschiedenen Vakzinierungsgruppen wurden dann die durch die Vakzine erzielte Tumorprotektion sowie die induzierte Her2/neu-spezifische T-zelluläre und humorale Immunantwort analysiert. Im Vergleich zu pDNA(Her-2/neu) alleine führte die Vakzinierung mit pDNA(Her-2/neu) und pDNA(CCL19) zu einer signifikanten Verbesserung der Tumorprotektion und einer Th1-polarisierten Her2/neu-spezifischen T-Zell-Antwort. Weiterhin konnte durch die Koapplikation von CCL19 als Adjuvans eine Amplifikation der humoralen Anti-Her-2/neu- Immunantwort erreicht werden. Der genaue immunologische Mechanismus bleibt Gegenstand weiterer Untersuchungen. In einem Her2/neu-Maus-Tumormodell ist CCL19 in der Lage ist, die Wirksamkeit einer Her-2/neu-DNA-Vakzine zu steigern und ist somit ein potentes Adjuvans für die DNA-Vakzinierung. Die klinische Perspektive von Her2/neu-DNA-Vakzinen liegt u.a. in einer Anwendung bei Patientinnen mit Her2/neu-positivem Mamma-Karzinom in einer klinischen Situation mit minimaler Resterkrankung (MRD).

Genetic immunization using plasmid DNA (pDNA) against tumor antigens is a promising strategy for tumor vaccination. In order to overcome insufficient immunogenicity of DNA vaccines which has so far been observed in clinical trials, different adjuvants are being used. In this context, chemokines such as CCL19 can be considered as attractive immunoregulatory candidate molecules, since they are key regulators of adaptive immune responses. In this study, CCL19 was investigated as an adjuvant for DNA vaccination. CCL19 plays a central role for the interactions between T cells and dendritic cells within the immunological synapse, which is a pivotal step during the induction of antigen-specific immunity. Her-2/neu is a tumor-associated antigen being expressed in a subgroup of breast cancer and was used as a target antigen. Tumor challenge experiments were performed in a BALB/c mouse tumor model using Her-2/neu-positive syngeneic tumor cells. Mice were immunised intramuscularly with a Her2/neu DNA vaccine (pDNA(Her-2/neu) together with CCL19-encoding plasmid DNA (pDNA(CCL19) as an adjuvant. pDNA(Her-2/neu), pDNA(CCL19) and mock vector alone were used as controls. Vaccine-induced protection from tumor growth, the induction of Her2/neu-specific T cell responses as well as Her2 /neu-specific humoral immune responses were analysed. In comparison with pDNA(Her-2/neu) alone, vaccination with pDNA(Her-2/neu) and pDNA(CCL19) resulted in significant improvement of both tumor protection and Th1-polarized Her2/neu-specific T cell responses. Furthermore, the humoral anti-Her-2/neu immune response was significantly amplified. The exact immunological mechanism remains to be studied. In a Her2/neu mouse tumor model, CCL19 is able to augment the efficacy of a Her2/neu DNA vaccine and can therefore be considered as a potent adjuvant for DNA vaccination. The clinical perspective of Her2/neu DNA vaccines might be their use in Her-2/neu-positive breast cancer patients in a clinical situation of minimal residual disease (MRD).