Entwicklung und klinische Anwendung von Vakzinen unter Verwendung von DNA des Tumorantigens Muzin (MUC1)
Creators: name: Pecher, Gabriele
Publisher: name: Humboldt-Universität zu Berlin, Medizinische Fakultät - Universitätsklinikum Charité
Year: 2003
Subjects: subject: Vakzine
subject: Tumorantigen
subject: Muzin
subject: DNA
subject: vaccine
subject: tumor antigen
subject: mucin
subject: 610 Medizin
subject: 33 Medizin
subject: XH 3100

description: Die in den letzten Jahren erfolgte Entwicklung im hämatologisch / onkologischen Grundlagenwissen hat neue therapeutische Strategien eröffnet. Die Übertragung von molekularbiologischer und tumorimmunologischer Grundlagenforschung in die klinische Anwendung und die Entwicklung verschiedener neuer Immun- und Gentherapieverfahren unter Verwendung von DNA des Tumorantigens Muzin sind der Schwerpunkt der Arbeit. Dargestellt werden Forschungsergebnisse von der Testung eines Impfstoffs in Schimpansen bis hin zur klinischen Anwendung einer Vakzine an Patienten: Das humane Tumorantigen Muzin, kodiert durch das Gen MUC1, ist ein großes Glykoprotein welches auf Pankreas-, Mamma- und Ovarialkarzinomen weniger glykosyliert ist und von zytotoxischen T-Zellen und monoklonalen Antikörpern erkannt werden kann. Schimpansen wurden mit Muzin-cDNA-transfizierten Epstein-Barr-Virus (EBV)-immortalisierten autologen B-Zellen immunisiert und dadurch konnte eine Induktion einer zellulären Immunantwort erreicht werden. Darüber hinaus wurden humane virusfreie "Mini"-EBV-B-Zelllinien etabliert, die das Tumorantigen Muzin exprimieren und eine unbegrenzte und sichere Quelle für Antigen präsentierende Zellen, mit denen ex vivo T-Zellen antigenspezifisch stimuliert und expandiert werden können, liefern. Als eine weitere Strategie wurde ein immortalisierter humaner CD4+ T-Zellklon, der das Tumorwachstum in Mäusen hemmt, generiert. Der Rezeptors dieses Muzin-erkennenden T-Zell-Klons wurde sequenziert und liefert die Grundlage für eine mögliche adoptive Immuntherapie unter Transfer dieses Rezeptors in Effektorzellen für ein antigenspezifisches Targeting. Weiterhin wurde eine "nackte" Muzin-DNA-Vakzine verwendet. Diese führte in einem Maustumor-Modell zu einer Langzeit-Hemmung des Tumorwachstums. Schließlich wurden dendritische Zellen für eine Vakzinierung genutzt. Als Voraussetzungen für eine klinische Anwendung wurden eine liposomale Gentransfermethode und eine effiziente Kryokonservierungsmethode für humane dendritische Zellen etabliert. Eine Vakzine, bestehend aus liposomal Muzingen (MUC1)-transfizierten autologen dendritischen Zellen, wurde in eine klinische Phase I / II umgesetzt. Es konnte demonstriert werden, dass diese Art von Vakzinierung durchführbar und sicher ist, und dass Immunantworten auch bei Patienten mit weit fortgeschrittener Erkrankung erzielt werden konnten. Die Ergebnisse dieser Arbeit leisten einen Beitrag zu neuen therapeutischen Strategien in der Onkologie und Hämatologie. DNA-basierte Vakzinen und Immuntherapien stellen vielversprechende Methoden für künftige onkologische Behandlungsmöglichkeiten dar.
description: The recent development in oncological and hematological basic sciences has opened new therapeutic strategies. The transfer of molecular biology- and tumorimmunological research into clinical application and the development of different new immuno- and gene-therapeutical methods using DNA of the human tumor antigen mucin are the main focus of the work. Presented are results reaching from vaccination of chimpanzees to a clinical phase I / II study in patients: The human tumor antigen mucin, encoded by the gene MUC1, is a large glycoprotein which is underglycosylated on pancreatic-, breast- and ovarian cancer cells and can be recognized by cytotoxic T cells and monoclonal antibodies. Chimpanzees were immunized with mucin-cDNA-transfected Epstein-Barr-Virus (EBV)-immortalized autologous B cells as a vaccine inducing a cellular immune response in these animals. Moreover, human virus-free "mini-EBV-B-cell lines" expressing the tumor antigen mucin were generated providing an unlimited and safe source for antigen presenting cells to specifically stimulate and expand T cells ex vivo. As another strategy an immortalized human CD4+ T cell clone inhibiting tumor growth in mice was grown. The receptor of this mucin recognizing T cell clone was sequenced and provides the basis for a possible adoptive immunotherapy by transferring this receptor into effector cells for specific targeting. A further approach was to use a "naked" mucin-DNA-vaccine. This vaccine was able to suppress long-term tumor growth in a mouse tumor model. Finally, dendritic cells were used for vaccination. As prerequisites for a clinical application, liposomal gene transfer- and efficient cryopreservation- methods of human dendritic cells were established. A vaccine consisting of liposomal mucin gene (MUC1)-transfected autologous dendritic cells was evaluated in a clinical phase I / II trial. It could be demonstrated that this dendritic cell vaccine is feasible and safe and that immune responses can be induced even in patients with advanced diseases. The results of these studies contribute to new therapeutical strategies in oncology and hematology. DNA-based vaccines and immunotherapies could be promising tools for future oncological treatments.