title: Obinutuzumab-Induced B Cell Depletion Reduces Spinal Cord Pathology in a CD20 Double Transgenic Mouse Model of Multiple Sclerosis
Creators: name: Breakell, Thomas
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2024

description: Hintergrund und Ziele Die Multiple Sklerose (MS) ist eine chronische Autoimmunerkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS). Im Rahmen des Erfolges von B-Zell-depletierenden Therapien in der Behandlung der MS ist die Rolle von B-Zellen in der Pathogenese der Krankheit und die daraus folgende Relevanz der anti-CD20-Therapie zunehmend in den Fokus wissenschaftlicher Forschung gerückt. Als Anwärter für die Behandlung der sekundär-progredienten MS (SPMS) – einer Form, für die es bisher nur beschränkte Behandlungsmöglichkeiten gibt – wurde in der vorliegenden Arbeit das humane Medikament Obinutuzumab (OBZ) untersucht. Es handelt sich dabei um einen bereits in der Krebstherapie zugelassenen Typ II anti-CD20 monoklonalen Antikörper (mAb), der im Vergleich zu seinen Vorgängern verbesserte Effektorfunktionen aufweist. Analysiert wurde dabei der Effekt von OBZ auf die Rückenmarkspathologie von doppeltransgenen (CD20dbtg) Mäusen (einer Kreuzung aus der huCD20tg- und der HIGR3-Linie, wobei Mäuse der ersteren humanes CD20 exprimieren und die zweitere sich durch eine Toleranz der Mäuse für das lösliche humane IgG auszeichnet). Analog wurde der Effekt von 18B12, einem etablierten murinen anti-CD20 mAb, auf die Rückenmarkspathologie von wildtyp Mäusen (wt) untersucht. Ziel war es zu ermitteln, welchen Einfluss die Behandlung mit diesen Antikörpern auf die Myelinisierung von Axonen und auf die Axolyse hat. Methoden In acht Wochen alten C57BL/6 (wt) und huCD20xHIGR3 (CD20dbtg) Mäusen wurde mittels des Fusionsproteins MP4 eine experimentelle autoimmune Enzephalomyelitis (EAE), ein B-Zell-abhängiges Mausmodell der MS, induziert. Die Mäuse wurden in drei Kohorten geteilt: eine früh behandelte wt-Kohorte (n = 13), sowie eine früh (n = 12) und eine spät behandelte (n = 12) CD20dbtg-Kohorte. Alle Mäuse wurden sieben Tage nach Ende der Behandlung mit CO2 getötet und mit 4%igem Paraformaldehyd perfusionsfixiert. Das lumbale Rückenmark wurde entnommen, mit TEM-Fixans nachfixiert und schließlich in Epon eingebettet. Für die Lichtmikroskopie wurden die Proben 500 nm breit geschnitten und mit Methylenblau gefärbt. Für die Elektronenmikroskopie wurden die Proben 80 nm breit geschnitten und zuerst mit Uranylacetat und dann mit Bleicitrat kontrastiert. Zur Analyse von De- und Remyelinisierung und zur Quantifizierung der Axolyse wurde Licht- und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) unter Zuhilfenahme des Konzeptes der g-ratio genutzt. Mit Letzterem kann die Myelinisierung von Axonen beurteilt werden. Weiterhin wurde das Serum mittels SimoaTM auf die Konzentration der Leichtkette des Neurofilaments (NfL), einem axonalen Destruktionsmarker, untersucht. Ergebnisse und Beobachtungen Keine der anti-CD20 Behandlungen hatte einen Einfluss auf die Schwere der EAE. Während in der wt-Kohorte eine Abnahme der Axolyse zu erkennen war, zeigte sich in der frühen CD20dbtg-Kohorte zusätzlich eine Abnahme der Demyelinisierung. In der späten CD20dbtg-Kohorte ließ sich sowohl eine Abnahme der Demyelinisierung als auch Zunahme der Remyelinisierung feststellen. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass eine Immunisierung mit MP4 eine Zunahme der Serumkonzentration von NfL auslöste und dass diese mit dem Ausmaß der Axolyse korrelierte. Schlussfolgerungen Um die positiven und durchaus vielversprechenden Ergebnisse dieser Studie weiter auszubauen und den Weg für die klinische Applikation von OBZ zu ebnen, braucht es nun weitere Untersuchungen, bei denen verschiedene anti-CD20 mAbs in Tiermodellen miteinander verglichen werden, um zu überprüfen, ob OBZ in diesen einen Benefit zeigt. Auch der direkte Vergleich mit Typ I mAbs sollte untersucht werden. Bestenfalls könnten dann auf lange Sicht MS-Patienten, vor allem die mit sekundär-progredienter MS, für die es nur wenige therapeutische Optionen gibt, von der Behandlung mit OBZ profitieren.