Einfluss eines Carboanhydrase XII-spezifischen Antikörpers auf das Tumorwachstum in vitro und in vivo sowie Onkosomen-basierte Generierung neuer tumorreaktiver Antikörper

In dieser Arbeit wurden Mikrovesikel, die von Tumor-Zelllinien in
hohen Konzentrationen sekretiert wurden, zur Immunisierung von
Ratten verwendet, um auf diese Weise monoklonale Anti-körper gegen
membranständige Proteine zu generieren, die auf Tumorzellen
vorhanden sind. Der Grund für diesen Ansatz ist, dass Mikrovesikel
verschiedenste Membranproteine enthalten, die in Tumorzellen in
hohem Maße exprimiert werden. Diese Mikrovesikel sind etwa
hundertfach kleiner als die Zellen, denen sie entstammen und daher
deutlich weniger komplex. Gleich-zeitig enthalten sie aber
überproportional viele Membran-proteine. Viele, aber nicht alle
dieser Proteine sind in der Onko-logie und Tumorimmunologie bereits
als Tumor-assoziierte Antigene bekannt, weshalb diese Mikrovesikel
hier als Onko-somen bezeichnet werden. Es hat sich herausgestellt,
dass sich Onkosomen hervorragend zur Immunisierung verwenden lassen
und durch ihre Immunogenität die Möglichkeit bieten, mono-klonale
Antikörper gegen zunächst unbekannte, aber onko-logisch relevante
Membranproteine zu generieren. Aus solchen Immunisierungen war in
der Arbeitsgruppe der Antikörper 6A10 hervorgegangen, der mit hoher
Spezifität und Effizienz die Tumor-assoziierte Carboanhydrase XII
(CA XII) er-kennt und inhibiert. CA XII ist ein membranständiges
Enzym, das auf einer Vielzahl hypoxischer Tumoren exprimiert ist
und für die Homöostase des leicht alkalischen intrazellulären
pH-Wertes vieler Tumorzellen entscheidend ist. Mit dem
inhibitorischen Antikörper 6A10 konnte ich in dieser Arbeit zeigen,
dass eine spezifische Hemmung der CA XII-Enzymaktivität zu einem
ver-zögerten Wachstum dreidimensionaler Tumorzellverbände in vitro
und in vivo führt. Bei den in-vivo-Versuchen konnte ich dabei das
Wachstum von Luziferase-exprimierenden Tumoren in immundefekten
NSG-Mäusen durch Biolumineszenz-basierte Bildgebung (BLI) über
lange Zeiträume exakt verfolgen und quantifizieren. Mittels
Fluoreszenz-basierter Bildgebung konnte ich zudem die spezifische
Bindung eines 6A10-Infrarotfarbstoff-Konjugates an Tumorzellen in
vivo visualisieren. Da es zuvor keinen spezifischen Inhibitor gegen
die CA XII gab, waren dies die ersten Untersuchungen, die speziell
die CA XII als Ziel-struktur behandelten und für die klinische
Onkologie als relevantes Tumor-assoziiertes Antigen validieren
konnten. In einem zweiten Teil meiner Arbeit ermittelte ich die
Spezifität weiterer Tumor-reaktiver Antikörper, die aus
Immunisierungen mit Onkosomen hervorgegangen sind. Diese Antikörper
erkann-ten nativ gefaltete Antigene auf der Oberfläche von
Tumorzellen und könnten zur Beantwortung verschiedener
onkologischer Fragestellungen Verwendung finden. Neben dieser
unspezi-fischen „reversen“ Immunisierungsmethode, verwendete ich
Onkosomen erfolgreich auch zur gezielten Generierung von
Antikörpern gegen ein definiertes membranständiges Protein, die
humane Carboanhydrase IX. Die CA IX ist ein weiteres be-kanntes
membranständiges Tumor-assoziiertes Antigen, das oft mit der
Carboanhydrase XII auf invasiven soliden Tumoren ko-exprimiert ist.
Damit konnte ich belegen, dass sich Mikrovesikel nicht nur für die
Generierung neuartiger Tumor-reaktiver Anti-körper, sondern auch
für die Entwicklung von Antikörpern gegen ein Molekül der Wahl
eignen. Die Immunisierung mit nativ ge-falteten Proteinen im
Kontext immunogener Mikrovesikel könnte sich zukünftig als
Möglichkeit zur Generierung von Antikörpern erweisen, die mit
klassischen Immunisierungsmethode nicht oder nur schwer zu erhalten
sind.