Projekt 4: • Induktion spezifischer-T-Zellen mit artifiziellen Antigen

Projekt 4:
• Induktion spezifischer-T-Zellen mit artifiziellen Antigen-präsentierenden-Zellen.
Kooperationspartner:
Dr. M. Oelke (Johns Hopkins University, School of Medicine, Baltimore, USA), Prof.
J. P. Schneck (Johns Hopkins University, School of Medicine, Baltimore, USA).
Beteiligte Mitarbeiter:
Markus Kapp, Kerstin Fick, Stefanie Jakob, Meike Kruse, Dr. Götz Ulrich Grigoleit.
Projektzusammenfassung:
Für die erfolgreiche Induktion und Expansion von Antigen-spezifischen T-Zellen
wurden bisher natürliche professionelle Antigen-präsentierende Zellen (APC)
benötigt. Dendritische Zellen (DCs) werden als die potentesten natürlichen APCs
betrachtet, aber die Generierung von DCs aus Monozyten oder aus isolierten CD34+
Vorläuferzellen aus dem Knochenmark ist teuer, arbeitsintensiv und zeitaufwendig.
Außerdem bedarf es einer relativ großen Menge Ausgangsmaterial, die bei schwer
erkrankten Patienten meist nicht zur Verfügung steht. Daher ist es wichtig, neue
Methoden und benutzerfreundliche Techniken einzusetzen, um eine schnelle
Expansion von antigenspezifischen T-Zellen gewährleisten zu können.
Der Einsatz von künstlichen Antigen-präsentierenden Komplexen (artificial antigen
presenting complex = aAPC) soll bei geringerem Arbeitsaufwand (und damit
geringeren Kosten) und höherer Stimulationseffizienz die Verfügbarkeit spezifischer
T-Zellen verbessern. Künstliche APCs (artificial antigen presenting complexes =
aAPCs) erwiesen sich bei der Generierung von Antigen-spezifischen CTLs zur
Behandlung verschiedener Krankheiten bereits als sehr effektiv (OELKE et al. 2003,
SCHILBACH et al. 2005). Es gibt verschiedene Formen von aAPCs, z.B.
unspezifische aAPCs basierend auf dem CD3-Oberflächenantigen, spezifische
aAPCs basierend auf MHC-Klasse-I-Tetrameren, aAPCs, die auf Liposomen
aufgebaut sind oder die in unserem Labor verwendeten, auf HLA-Ig-basierenden
Zellen (Abb. 1) (OELKE et al. 2005).
Zur Herstellung dieser aAPCs werden in unserem Labor MHC-ImmunglobulinChimären oder MHC-Monomere je nach Fragestellung zusammen mit stimulierenden
Antikörpern oder Liganden gegen kostimulatorische Moleküle (z.B. CD28) an
magnetische Partikel (= Beads) gekoppelt (Abb. 1).
Beladen mit dem entsprechenden Peptid übermittelt der MHC-Anteil das Antigenspezifische erste Signal bei der T-Zell-Aktivierung durch Interaktion mit dem TCR und
CD8 auf der T-Zelloberfläche und der oder die kostimulatorischen Moleküle sorgen
für das wichtige zweite kostimulatorische Signal (OELKE et al. 2003).
Peptidbindungstasche
MHC
Klasse-I
ß2-Mikroglobulin
Ig schwere
Kette
Ig leichte Kette
Abb. 1: Schematische Darstellung eines chimären HLA-A2-Ig Fusionsproteins.
(Quelle: OELKE et al. 2004)
A
B
Abb.2 A: Schematische Darstellung einer artifiziellen antigen-präsentierenden Zelle. Die HLAA2-Immunglobuline zusammen mit den CD28-Antikörpern gekoppelt an ein magnetisches Partikel.
Abb.2 B: Einzelbestandteile einer aAPC (Quelle: OELKE et al. 2004).
Die Ziele dieses Projektbereiches sind zum einen, die uns bisher zur Verfügung
stehenden aAPCs weiter hinsichtlich ihrer Effizienz zu optimieren, zum anderen ist
für uns von Interesse, diese bisher im Labormaßstab zur Verfügung stehende
Technik auch in klinische Protokolle zu transferieren Wir erhoffen uns so eine
wertvolle Ergänzung unserer immuntherapeutischen klinischen Projekte.
Relevante Literatur:
Oelke M, Krueger C, Giuntoli RL 2nd, Schneck JP.
Artificial antigen-presenting cells: artificial solutions for real diseases.
Trends Mol Med. 2005;11:412-420.
Schilbach K, Kerst G, Walter S, Eyrich M, Wernet D, Handgretinger R, Xie W, Rammensee HG, Müller
I, Bühring HJ, Niethammer D.
Cytotoxic minor histocompatibility antigen HA-1-specific CD8+ effector memory T cells: artificial APCs
pave the way for clinical application by potent primary in vitro induction.
Blood. 2005;106:144-149.
Oelke M, Schneck JP.
HLA-Ig-based artificial antigen-presenting cells: setting the terms of engagement.
Clin Immunol. 2004;110:243-251
Oelke M, Maus MV, Didiano D, June CH, Mackensen A, Schneck JP.
Ex vivo induction and expansion of antigen-specific cytotoxic T cells by HLA-Ig-coated artificial
antigen-presenting cells.
Nat Med. 2003;9:619-624.