Charakterisierung einer hABL-spezifischen CD4+-T-Zellantwort und die Anwendung des AdEtOH als Katalysator der Peptidbeladung

Abstract

CD4+-T-Lymphozyten übernehmen als Helfer-Zellen eine entscheidende Aufgabe in der Induktion und Koordination produktiver Immunreaktionen. Als Suppressorzellen können CD4+-T-Zellen destruktive inflammatorische Prozesse, welche zu Autoimmunreaktionen führen, unterbinden. Daneben können diese Zellen aber auch tumorspezifische Immunantworten supprimieren und zur Progression des Tumorwachstums beitragen. Dagegen kann eine gezielte Aktivierung spezifischer CD4+-Effektorzellen (Th1, Th2, Th17) zu einer effektiven anti-tumoralen Immunantwort führen. In diesem Kontext befassen sich viele Gruppen mit der Identifizierung tumorspezifischer Epitope, welche therapeutisch eingesetzt werden könnten. Bei der Identifizierung BCR-ABL-relevanter Antigene wurde der Fokus größtenteils auf CD8+-Epitope aus der Breakpoint-Region des Fusionsproteins gelegt. Eine Reihe von Studien zeigen jedoch, dass die Aktivierung sowohl von CD8+T-Zellen als auch von CD4+-T-Zellen von großer Bedeutung ist. In dieser Arbeit wurde ein neues Antigen vorgestellt, welches der ABL-Kinase entstammt, die in BCR-ABL transformierten Zellen überexprimiert ist. Das CD4+-Antigen hABL908-922 ist HLA-DR1-restringiert und kann im humanisierten Mausmodell als Xenoantigen eine starke CD4+-spezifische Immunreaktion induzieren. Die hABL908-922-spezifischen T-Zellen können aber auch ex vivo in Lymphknoten und Milz BCR-ABL-transplantierter Mäuse detektiert werden. Gewisse anti-tumorale Effekte durch eine Vakzinierung mit hABL908-922 lassen sich erst nach Depletion von CD25+-T-Zellen feststellen. Da aber hABL908-922 eine reine CD4+-spezifische Immunreaktion induziert, ist das Epitop, trotz des Mangels einer vollständigen Tumorabstoßung, durchaus ein interessantes ABL-Epitop. In Anlehnung an therapeutische Zwecke ist ein Vakzinierungsansatz mit autoreaktiven Antigenen, wie es für hABL908-922 im Menschen der Fall wäre, generell kritisch zu betrachten, da mögliche Autoimmunreaktionen nicht auszuschließen sind. Dennoch kann die Identifizierung solcher Antigene für mögliche Modifikationen bezüglich spezifischer T-Zell-Rezeptoren relevant werden, da für die Abwehr nicht- viraler Tumore die Induktion der Autoimmunität ein wichtiger Faktor ist. Ein weiterer Teil der hier vorgelegten Arbeit beschäftigte sich mit der Untersuchung der niedermolekularen chemischen Verbindung 2-(1-adamantyl)ethanol (AdEtOH). AdEtOH konnte als allelspezifischer Katalysator der Peptid-Beladung identifiziert werden. Als Katalysator kann AdEtOH sowohl Antigen-spezifische CD4+-Immunreaktionen in vitro als auch in vivo verstärken. Die Ergebnisse zeigen, dass die allelspezifische katalytische Aktivität des AdEtOH mit der Ausprägung der Aminosäure Glycin an der Position beta 86 in der P1-Tasche des MHC-Klasse-II-Moleküls korreliert. Eine allelspezifische Verstärkung der Immunreaktion kann auch bei Zugabe von AdEtOH als Additive zum Adjuvans erreicht werden.

CD4+ T cells play a crucial role in induction and coordination of immune reaction leading to tumor regression and better survival. However CD4+ T cells, namely regulatory T cells control immune response and have suppressive function to prevent autoimmune reactions. Hence such cells could also suppress specific immune responses against tumor antigens. Several studies could show, that the activation of tumor specific T cells and the depletion of regulatory T cells leads to an overall better clinical outcome. Current immunotherapies are based on CD8+ T cells recognizing antigens from the breakpoint region, which are actually tumor-specific antigens. However there are only some candidates for immune based therapeutic application. It could demonstrate that the vaccination with tumor-specific antigens induce specific CD8+ T cell response. Nevertheless up to now there is no appreciable clinical success. However recent publications show that CD4+ T cells play also a key role in induction of effective anti-tumor response. Therefore the combination of both activation of CD8+ and CD4+ T cells could increase and ameliorate tumor regression. For that reason there is a need to discover tumor-specific and tumor-associated antigens in terms of CD4 T cells. In this context we investigated here the immunogenecity of our newly identified ABL-derived CD4+ T cell epitope. This epitope is located within the ABL-region, which itself is over expressed in BCR-ABL expressing cells. Due to the construction of the BCR-ABL fusion protein, the ABL-component is basically equal in all Ph+ leukemias. Here we show that the epitope ABL908-922, which is restricted to HLA-DR1, is able to induce strong immune reaction in HLA-DR1tg mice. Moreover we could demonstrate that this peptide is processed and presented by HLA-DR1 expressing dendritic cells, which were previously infected with BCR-ABL protein. In addition hABL-specific CD4+ T cells can be activated by transplantation of BCR-ABL+ tumor cells. Furthermore the effectiveness of hABL908-922 specific CD4 T cells was investigated in a BCR-ABL+ tumor model. With immunization of hABL908-922 we could not detect any tumor reduction or delay. But the inclusion of Treg depletion within the vaccination protocol promote the activation of hABL908-922 specific CD4 T cells, which results in certain tumor delay. Additional to the analysis of ABL-antigens, we investigated the role of MHC loading enhancer (MLE), which are small organic compounds. Recently we published that MLEs like pCP are capable to enhance peptide loading at the surface of Antigen presenting cells. Here we could characterize an organic molecule, AdEtOH which catalyzes in an allele-specific manner. The allele-specificity is correlated with the expression of Glycin at the position 86 in the P1-pocket. Moreover we used AdEtOH to investigate the effect in vivo. We could show that the enhancement of AdEtOH as adjuvant additive is reflected in an increased specific immune response in vivo.. However the role of such MLE for treatment is not clear and have to be explored in further studies.