DE10038722A1

DE10038722A1 - Verfahren zur Reduzierung von spezifischen Immunreaktionen

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Publication number: DE10038722A1
Application number: DE10038722A
Authority: DE
Inventors: Ahmed Sheriff
Original assignee: GENETHOR GmbH
Current assignee: GENETHOR GmbH
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2002-03-07
Anticipated expiration: 2020-08-10
Also published as: AU2001282078A1; DE10038722C2; WO2002012453A1

Abstract

Die Erfindung beruht auf einer Reduktion von spezifischen Immunreaktionen. Bei dem Verfahren werden Antigen-produzierende Zellen zur Präsentation von definierten Antigenen veranlasst unter gleichzeitiger Produktion eines CTLA4 bindenden Moleküls.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Antigen-präsentierende Zellen (APC), Verfahren zur Herstellung Antigen präsentierender Zellen, Arzneimittel enthaltend Antigen-präsentierende Zellen sowie Verwendung der Antigen prä sentierenden Zellen.

Beschreibung

Seit knapp 10 Jahren werden für verschiedene Krankheiten und in Tiermodel len gentherapeutische Verfahren entwickelt und angewendet. Bisher sind sie noch nicht in die Routine überführt. Meist handelt es sich dabei um die Be handlung von genetisch bedingten, schweren Erkrankungen, für die andere Therapien nicht zur Verfügung stehen. Weiterhin werden Gentherapien zur Be handlung von schweren und ebenfalls nicht therapierbaren Krebserkrankungen eingesetzt.

Wenig Aufmerksamkeit hat die experimentelle Medizin bisher der Behandlung von Allergien und Autoimmunerkrankungen mittels gentechnischer Methoden geschenkt.

Allgemeines zu Allergien

Allergien verursachen beträchtliche Kosten im Gesundheitswesen der Indu strieländer. Immerhin sind schätzungsweise mindestens 20% der Bevölkerung gegen irgendeine Substanz allergisch. Die meisten Betroffenen leiden an allergischer Rhinitis, zu der insbesondere der Heuschnupfen zählt, oder an Bron chialasthma: Sie niesen oder ringen nach Luft, nachdem sie bestimmte Pollen oder andere im allgemeinen harmlose Substanzen eingeatmet haben. Viele Kinder und einige Erwachsene reagieren auch allergisch auf Nahrungsmittel. Andere erleiden Hautausschläge oder sogar einen allergischen Schock, nach dem sie Medikamente wie Penizillin erhalten haben. Bei wieder anderen rufen Bienenstiche starke lokale Schwellungen oder schwere systemische - den ge samten Organismus erfassende - Störungen hervor. Im Extremfall können all ergische Anfälle sogar zum Tod führen. Allein die unmittelbare medizinische Versorgung von Asthmapatienten hat in den USA 1990 schätzungsweise 3,6 Milliarden Dollar verschlungen und damit rund ein Prozent aller Kosten im Ge sundheitswesen ausgemacht.

Mittlerweile ist bekannt, dass einige der zellulären und molekularen Wechsel wirkungen bei allergischen Reaktionen oft ähnlich ablaufen, unabhängig davon, auf welche Substanzen der einzelne anspricht und welche Symptome er ent wickelt. Gewisse Begleiterscheinungen der Allergien treten normalerweise aus schließlich auf, wenn das Immunsystem Parasiten bekämpft. So reagiert der Körper auf Schmarotzer ebenso wie auf Allergene mit der massiven Produktion von Molekülen, die als Immunglobulin-E-Antikörper (IgE) bezeichnet werden. Die Produktion dieser Antikörper wird durch T-Helfer-Zellen induziert, die wie derum von antigen-präsentierenden Zellen aktiviert werden.

Sensibilisierung

Unterschiedliche Allergene rufen unter anderem deswegen verschiedenartige Symptome hervor, weil sie mit dem Immunsystem in verschiedenen Körperre gionen in Berührung kommen. In den oberen Luftwegen erzeugt die fehlgelei tete Immunreaktion Niesen und eine verstopfte Nase. In den unteren Luftwe gen können dagegen die Bronchien sich verengen und verschleimen, so dass typische asthmatische Symptome auftreten. Entsprechend rufen Immunaktivitäten in den Geweben des Magen-Darm-Traktes Übelkeit, Bauchkrämpfe, Durchfall oder Erbrechen hervor.

Schließlich vermag ein Allergen, das auf irgendeinem Weg ins Blut gelangt, eine Anaphylaxe auszulösen: eine allergische Reaktion in weit von seiner Ein trittsstelle entfernten Körperregionen. Schwere anaphylaktische Schocks kön nen alle normalen Körperfunktionen durcheinanderbringen und tödlich enden.

Auch wenn sich die allergischen Reaktionen unterschiedlich Äußern, werden sie doch stets durch den gleichen Mechanismus in Gang gesetzt: die Sensibilisie rung. Dazu kann bereits der einmalige Kontakt mit einem Allergen, typischer weise einem Eiweißstoff, genügen. In den Luftwegen oder anderen Geweben trifft die allergieauslösende Substanz auf sogenannte Fresszellen oder Makro phagen. Diese verschlingen den Fremdstoff, zerstückeln ihn und präsentieren die Fragmente auf der Zelloberfläche mit MHC II-Molekülen. Im weiteren Ver lauf erkennen einige T-Helfer-Lymphozyten die dargebotenen Bruchstücke und binden daran. Die T-Helfer-Lymphozyten werden von den Makrophagen akti viert und aktivieren dann ihrerseits einige B-Lymphozyten, die gleichfalls das Allergen erkennen. Die B-Zellen reifen dann zu Antikörper produzierenden Plasmazellen aus. Zunächst sind dies Antikörper vom sogenannten IgM-Typ; ab einem bestimmten Zeitpunkt schalten die Plasmazellen jedoch auf IgE- Antikörper um.

Bis die Antikörper hergestellt sind, können Tage oder Wochen vergehen, und das Allergen, welches ihre Produktion in Gang gesetzt hat, ist dann womöglich schon lange verschwunden. Nicht so die IgE-Moleküle. Mit ihrer Fc-Region heften sie sich an IgE-Rezeptoren zweier unterschiedlicher Klassen von Im munsystemzellen. Bei der einen handelt es sich um Mastzellen, die sich im Körpergewebe für gewöhnlich in der Nähe von Blutgefäßen und Epithelzellen ansiedeln. Über das Epithel besteht Kontakt mit der Außenwelt (darunter fällt auch das Epithel der Atemwege und des Magen-Darm-Traktes). IgE-Antikörper binden außerdem an basophile Granulozyten (Basophile). Diese Zellen zirku lieren allerdings im Blutstrom.

Hat die Produktion der IgEs einmal begonnen, hält sie offenbar Monate, ja manchmal sogar Jahre an. Folglich besetzen sie unablässig IgE-Rezeptoren auf Mastzellen und Basophilen - bereit, beim nächsten Allergenkontakt augenblick lich in Aktion zu treten.

Akute Symptome

Während also die erste Begegnung mit einem Allergen selbst bei Personen, die sich später als Allergiker entpuppen, keine Symptome hervorruft, leitet die Zweitexposition ein Stadium der Überempfindlichkeitsreaktion ein, welches auch äußerlich in Erscheinung tritt. Innerhalb von Sekunden nach dem Kontakt mit menschlichem Gewebe bindet der allergieauslösende Stoff an die IgEs der Mastzellen. Heftet er sich dabei an zwei oder mehr IgE-Moleküle zugleich, bil det er eine Brücke zwischen ihnen. Solche Quervernetzungen lassen die be troffenen IgE-Rezeptoren dichter zusammenrücken, und dies aktiviert die Zel le, so dass sie hochwirksame Substanzen ausschüttet, die auf direktem Wege allergische Symptome erzeugen. (Die Freisetzung kann auch auf andere Arten hervorgerufen werden; von allergischen Reaktionen spricht man nur, wenn IgEs beteiligt sind). Die wichtigste dieser Substanzen ist Histamin. Es kann sowohl die Schleimbildung in den Epithelien anregen und so zur Verstopfung der Luftwege beitragen als auch die glatte Muskulatur, die wie ein elastisches Band Bronchien und Därme umschlingt, kontrahieren lassen. Ferner vermag es die feinen Blutgefäße zu weiten und durchlässiger zu machen, so dass Flüssig keit ins Gewebe sickern kann. Rötungen und Schwellungen sind die Folge. Be treffen diese Gefäßveränderungen große Teile des Körpers, können sie ein tödliches Kreislaufversagen auslösen: Bei einem solchen Schock fällt der Blut druck jäh so stark ab, dass die Sauerstoffversorgung von Herz und Gehirn nicht mehr gewährleistet ist.

Die zweite Gruppe von Mediatoren besteht hauptsächlich aus Prostaglandinen und Leukotrienen. Sie werden erst ausgeschüttet, nachdem die Allergenmole küle sich an die IgEs auf den Zellen angelagert haben. Wie Histamin verengen sie die Bronchien und erweitern die Blutgefäße. Ihre Wirkung hält allerdings länger an.

Zusätzlich stoßen stimulierte Mastzellen eine Vielzahl potentiell toxischer En zyme aus. Offenbar setzen sie ferner Cytokine frei, die die Aktivitäten anderer Immunzellen regulieren.

Behandlung 1. Die allergische Rhinitis

Antihistaminika erweisen sich in der Regel als wirksam und dienen immer noch als Standardtherapie. Die neuesten Varianten können die Blut-Hirn-Schranke nicht mehr ohne weiteres passieren und machen die Patienten nicht mehr mü de. Wenn bei einer schweren Entzündung Antihistaminika wirkungslos bleiben, helfen oft inhalierbare Corticosteroide, die gewöhnlich zur Linderung der chro nischen Entzündung bei Asthma verschrieben werden.

In schweren Fällen kann die schon im Jahre 1911 eingeführte Immuntherapie oder Hyposensibilisierung (auch als Allergiespritzen oder Desensibilisierung bekannt) auf lange Sicht Erleichterung verschaffen. Bei dieser Behandlung inji zieren Ärzte den Patienten steigende Dosen des Allergens, auf das diese emp findlich reagieren. In allen Fällen ist die Dosis ausschlaggebend: Zu wenig All ergen verleiht keine Toleranz. Außerdem ist der Schutz selten vollständig.

2. Asthma

Bronchodilatatoren sind die meistverwendeten Arzneimittel bei Asthma. Sie lindern die durch Histamin und andere Bronchokonstriktoren hervorgerufenen Symptome sehr schnell, beeinflussen die zugrundeliegende Entzündung jedoch wahrscheinlich nicht. Außerdem kann ihr übermäßiger Gebrauch eine Gegen reaktion des Körpers hervorrufen, so dass nach Abklingen ihrer Wirkung der Atemstrom stärker behindert ist als zuvor. Zusätzlich kommen die unter 1. aufgezählten Methoden zur Anwendung.

3. Anaphylaktische Reaktionen

Insektenstiche rufen bei manchen Menschen Anaphylaxien aus. In schweren Fällen führen diese zum Tod durch z. B. Kreislaufversagen oder Ersticken. Jede schwere Anaphylaxie - gleich ob sie zum ersten oder fünfzehnten Mal auftritt - ist ein Notfall, bei dem zunächst versucht werden muss, die bedrohlichsten Symptome zu beherrschen. Meist geschieht das durch Injektion von Adrenalin, welches die Freisetzung der Mediatoren hemmt, die Luftwege öffnet und der Erweiterung der Blutgefäße entgegenwirkt. Man kann vorbeugend durch eine Immunisierung mit dem Gift des gesundheitsbedrohenden Insekts agieren.

Neue Ansätze

In der Erprobung im Tiermodell befindet sich die auf DNA basierende Immuni sierung mit einem Allergen (Der p 5) der Milbe Dermatophagoides pteronyssi nus. Diese Immunisierung resultiert in einer Produktion von IgG, aber nicht IgE, und resultiert in einer 90%igen Reduktion der Mengen an spezifischem IgE, welche durch klassische Sensibilisierung mit Der p 5 und Alaun als Adju vant oder allergen-induzierte Rhinitis hervorgerufen wurden.

Eine weitere neue Strategie ist die Verwendung von humanisierten monoklo nalen Anti-IgE-Antikörpern gegen die FcεRI-Binderegion für IgE. Dadurch wird die Bindung von IgE an den IgE-Rezeptor verhindert, so dass keine Mediatoren der allergischen Reaktion von Mastzellen oder Basophilen ausgeschüttet wer den können. Diese Strategie hat in klinischen Studien bei Patienten mit allergi scher Rhinitis und allergischem Asthma gezeigt, dass diese Antikörper gut to leriert werden und die allergischen Reaktionen reduzieren. (siehe auch L. M. Lichtenstein: "Allergie und Immunsystem"; in Spektrum der Wissenschaft Spezial: Das Immunsystem; 1994; 74-83; S-K Huang, K-Y Chua und K-H Hsieh: Allergen gene transfer. Current Opinion in Immunology 1997; 800-804; C. Heusser und P. Jardieu: Therapeutic potential of anti-IgE antibo dies. Current Opinion in Immunology 1997; 805-814.)

Allgemeines zu Transplantationen

Die Transplantation von Geweben, um kranke Organe zu ersetzen, ist heute eine wichtige medizinische Therapie. In den meisten Fällen stellt eine Reaktion des anpassungsfähigen Immunsystems gegen das Transplantat die größte Be drohung für eine erfolgreiche Behandlung dar. Reaktionen des anpassungsfä higen Immunsystems werden von Antigen präsentierenden Zellen durch Akti vierung von T-Helfer-Lymphozyten induziert. Bei der Transfusionen von Blut, welches das erste und am häufigsten verwendete Transplantat ist, müssen die ABO und Rh Blutgruppenantigene abgeglichen werden, damit die schnelle Zer störung unpassender Erythrozyten vermieden wird. Bei anderen Geweben müssen die sehr polymorphen Haupthistokompatibilätskomplexe (MHC) auf einander abgeglichen werden, da diese fast immer die Immunreaktion auslö sen. Leider ist der perfekte Abgleich der MHCs außer bei Verwandten fast un möglich.

Obwohl die Immunreaktion Organtransplantationen schwierig macht, gibt es wenige Alternativen bei Organausfällen. Die Verwendung von potenten im munsuppressiven Drogen, besonders Cyclosporin A und FK-506, die die Akti vierung von T-Zellen verhindern, macht Organtransplantationen erfolgreich. Trotzdem laufen hier einige Probleme auf, da das Leiden, welches das eigene Organ zerstört hat, auch das fremde Organ zerstört. Außerdem steigt durch die Unterdrückung des Immunsystems, das Risiko an Krebs oder Infektionen zu erkranken. Zudem ist die Prozedur sehr kostspielig (Janeway and Travers 1997).

Allgemeines zu Autoimmunerkrankungen

Autoimmunerkrankungen gehören zu den chronischen Erkrankungen. Zu ihnen zählen Rheuma in verschiedensten klinischen Ausprägungen, Diabetes, Multi ple Sklerose, bestimmte Formen von Herzmuskelentzündungen und von Schilddrüsenerkrankungen. Die Reihe von Autoimmunerkrankungen ließe sich beliebig fortsetzen, wobei ca. 90% allerdings epidemiologisch nur einen kleinen Prozentsatz ausmachen.

Die klinischen Verläufe von Autoimmunerkrankungen selbst bei ein- und der selben Diagnose können sehr unterschiedlich sein. Z. T. werden schubartige Krankheitsverläufe beobachtet. Entsprechend werden die Behandlungen vom Arzt individuell gestaltet.

Einige der Autoimmunerkrankungen sind antikörpervermittelt. Darunter wird in der Immunologie verstanden, dass der Organismus aus meist nicht bekannten Ursachen Antikörper produziert, welche sich gegen körpereigene zelluläre Strukturen (Autoantigene) richten. Sind diese Antikörper einmal gebildet, lö sen sie durch ihre Interaktion und Bindung an die jeweiligen organ- oder zell spezifischen Strukturen eine zell- und gewebszerstörende Reaktion des Im munsystems aus. Letztendlich führt diese dann zu dem klinischen Bild der Er krankung (Steinman 1994).

Beispiel hierfür ist die Schilddrüsenerkrankung Morbus Basedow, aber auch eine Form der Herzmuskelentzündung, die zur Dilatativen Cardiomyopathie führt. In einigen Fällen sind sowohl die Targets, gegen die sich die Autoanti körper richten, als auch die Autoantikörper selbst, genau charakterisiert.

WO-A-9533770 offenbart ein Verfahren und ein Reagenz zur Einleitung von Apoptose bei T-Zellen, Induktion von Toleranz bei Verpflanzungen und Um kehrung von Immunreaktionen. Dabei wird die Möglichkeit, die Apoptose von T-Zellen durch CTLA4-Liganden einzuleiten, beschrieben. Die Liganden werden dabei als Proteine, wie z. B. Antikörper, appliziert. Zur Eliminierung Autoanti gen-spezifischer T-Zellen wird die gleichzeitige Verabreichung des Autoanti gens erörtert. Antigen-präsentierende Zellen werden zu diesem Zweck nicht eingesetzt oder genetisch verändert. Diese Patentanmeldung beschreibt auch, dass CTLA4-Liganden Apoptose einleiten.

Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem besteht unter anderem darin, gentechnologische, therapeutisch nutzbare Produkte für die Reduktion von spezifischen Immunreaktionen zur Verfügung zustellen, bei denen Targets (Antigene, Autoantigene) und Antikörper, Autoantikörper bekannt sind.

Gelöst wird das Problem durch die erfindungsgemäße Antigen-präsentierende Zelle, die überwiegend vorher bestimmte Antigene präsentiert (monoantigene Antigen-präsentierende Zelle) und dadurch gekennzeichnet ist, dass in der monoantigenen antigen-präsentierenden Zelle CTLA4 bindende Moleküle vor zugsweise Antikörper produziert werden und gegebenenfalls eine der Funktio nen co-stimulatorischer Rezeptoren, wie ein B7- und/oder CD40-Rezeptor supprimiert ist.

Fig. 1 zeigt ein Schema zur Funktion der Genmanipulation auf zellulärer Ebe ne:

a) normaler Mechanismus der T-Helfer-Zell-Aktivierung über Monozyten
b) Mechanismus der Monozyten nach Genmanipulation. Ausbleiben der T-Helfer-Zell-Aktivierung nach Genmanipulation der Monozyten.

Fig. 2 zeigt eine "Normale" Immunreaktion zur Antikörperbildung, Antigen präsentierende Monozyten als Induktoren der Antikörperproduktion. Mono zyten nehmen als fremd erkannte Moleküle auf, zerlegen sie und bringen die Bruchstücke an MHC II-Molekülen auf die Zelloberfläche (Antigenpräsentation). Gleichzeitig wird ein Oberflächenmolekül (B7) exprimiert, das sowohl an CD28 als auch an CTLA4 binden kann. Das präsentierte Antigen wird von T-Helfer-Lymphozyten erkannt, die ihrerseits B-Zellen zur Antikörperproduktion anregen. Das Schema ist stark vereinfacht. CTLA4 (CD152) ist ein Analogon zu CD28, bindet auch B7, induziert aber die Apopto se der T-Zelle. CTLA4 kommt hauptsächlich in intrazellulären Vesikeln vor und wird erst nach Aktivierung der Zellen freigesetzt.

Fig. 3 zeigt schematisch die Funktion der Genmanipulation auf molekularer Ebene: CTLA4 wird durch einen Liganden (Antikörper gegen CTLA4), der sich auf der Plasmamembran des Monozyten (Antigen-präsentierende Zelle) befin det, gebunden und die T-Zelle so inaktiviert.

Der Effekt kann verstärkt werden, wenn zusätzlich B7 in der Antigen präsentierenden Zelle unterdrückt wird, so dass auf der T-Zelle ausschließlich CTLA4 gebunden wird.

Fig. 4 (I) zeigt die Funktion der Genmanipulation auf molekularer Ebene: das Autoantigen wird von den CTLA4-Liganden produzierenden Antigen präsentierenden Zellen synthetisiert.

Fig. 4 (II) zeigt einen Vergleich der Antigenpräsentation von "normalen" und gentechnisch veränderten Monozyten.

Fig. 5 demonstriert die Funktion der genetisch veränderten Monozyten im Körper.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße monoantigene Antigen-präsentierende Zelle ein Monozyt, eine dendritische Zelle und/oder ein Makrophage.

Die APCs sind die Schaltstellen des anpassungsfähigen Immunsystems. Nur sie können eine T-Zell-vermittelte Immunantwort auslösen. Dies sei in folgenden Abbildungen am Beispiel von Monozyten und der durch T-Helfer-Zellen ausge lösten Antikörperproduktion gezeigt:
Innerhalb des Immunsystems spielen die Antikörper normalerweise als spezifi sche Abwehrmoleküle ("humorale Immunreaktion") eine wichtige Rolle. Sie werden von ausgereiften B-Lymphozyten produziert. Die Induktion und Pro duktion der löslichen Antikörper erfolgt allerdings nicht unabhängig von den restlichen Zellen des Immunsystems; vielmehr wird diese humorale Immunre aktion von anderen Zellen des Immunsystems gesteuert.

Die Antikörperproduktion - und so auch die Produktion der pathologischen Autoantikörper - lässt sich nicht aufrechterhalten ohne die Hilfe und Vermitt lung von Monozyten und T-Helfer-Lymphozyten, die ihrerseits antigenspezi fisch die B-Lymphozyten aktivieren (Fig. 1).

Die molekularen Mechanismen der Interaktion - des Zell-Zell-Kontakts - von Monozyten mit den T-Helfer-Lymphozyten ist auf Rezeptorebene bis ins Detail bekannt (Fig. 2).

Handelt es sich bei dem Antigen z. B. um ein Bakterienprotein, ist die Immun reaktion für den Organismus nützlich. Ist das Antigen allerdings eine körperei gene Struktur, spricht man von einer (pathologischen) Autoimmunreaktion.

Neben dem zu präsentierenden Antigen (gegen welches sich die zu produzie renden Antikörper richten) sind auf der Zelloberfläche verschiedene Rezepto ren und Hilfsrezeptoren am Zell-Zell-Kontakt und der Zellaktivierung beteiligt. Ein essentielles Molekül der interzellulären Wechselwirkung bei der Antigenprä sentation (Kontakt von Monozyt mit den T-Helfer-Lymphozyten) ist ein costi mulierender Rezeptor mit der Bezeichnung B7 (Fig. 2).

Die erfindungsgemäße monoantigene Antigen-präsentierende Zelle weist, vor zugsweise durch eine Transfektion einer antigen-präsentierenden Zelle mit nukleinsäurehaltigem Material, eine erhöhte Expression eines Antigens auf, wobei die Antigen-präsentierende Zelle im wesentlichen nur vordefinierte Antigene präsentiert.

Das erfindungsgemäße gentherapeutische Verfahren beruht auf parallelen gentechnologischen Eingriffen an patienteneigenen Blutmonozyten. Die Ein griffe erfolgen mittels geeigneter Sonden und bewirken die Produktion von CTLA4 bindenden Molekülen, vorzugsweise Antikörper, und gegebenenfalls die Verminderung von B7-Molekülen durch die Behinderung bzw. Verhinderung der Ausbildung des Moleküls auf der Oberfläche der Monozyten (Fig. 3) und gleichzeitig eine starke Präsentation des Autoantigens (Fig. 4).

Verminderung der spezifischen Antikörperproduktion durch Gentherapie

Die Produktion pathologischer Autoantikörper wird durch die Manipulation von Monozyten und die daraus resultierende Abschaltung Antigen-spezifischer T-Zellen spezifisch beendet. Hierbei wird ausgenutzt, dass T-Zellen zwei Re zeptoren produzieren, die B7 (1 oder 2) erkennen. Der eine Rezeptor ist CD28, der andere ist CTLA4. CD28 entfaltet eine stimulierende Wirkung, während CTLA4 eine solche Wirkung nicht entfaltet. Der Kontakt von CTLA4 mit B7 sorgt für das Abschalten der jeweiligen T-Zelle. Diese geht dann entweder in die Apoptose über programmierten Zelltod, wird abgeschaltet, oder wird in ei ne toleranzerzeugende T-Zelle umgewandelt. Die Toleranz wird in diesem Fall gegen das spezielle von dieser T-Zelle erkannte Antigen erzeugt. (Gribben et al., 1994; Judge et af., 1999; Lee et al., 1998; Lin et al., 1998; Metzler et al., 1997; Olsson et al., 1999; Oosterwegel et al., 1999a; Oosterwegel et al., 1999b; Peach et al., 1994; Walungs et al., 1996; Wu et al., 1997; Wulfing and Davis, 1998).

Zur Bindung an CTLA4 anstatt von CD28 werden Moleküle, wie Antikörper, eingesetzt, die an CTLA4, nicht aber an CD28 binden. Diese können dann die von CTLA4 beförderte Reaktion der T-Zellen induzieren. Diese CTLA4 binden den Moleküle können vorzugsweise Antikörper sein.

Der Co-Rezeptor B7, ohne den die Antigenpräsentation bzw. die Induktions kaskade zur Antikörperproduktion nicht anläuft, kann zusätzlich unterdrückt werden, um eine präferentielle Bindung von CD28 zu unterdrücken. Der Co- Rezeptor stellt zwei unterschiedliche Co-Rezeptoren, die als CD80 (B7-1) und CD86 (B7-2) bezeichnet werden, dar. Ihre Strukturen sind bekannt.

Nach dem Abschalten der Antikörperproduktion verschwinden die im Blut zir kulierenden Autoantikörper aufgrund des natürlichen Abbaus und des fehlen den Nachschubs.

Nach der in vitro Manipulation der Monozyten werden die Zellen in die Blut bahn des Patienten zurückgegeben. Die gentechnisch veränderten Monozyten schalten nunmehr die im Organismus befindlichen pathologischen T-Helfer- Lymphozyten ab. Die gentechnisch veränderten Zellen treten dabei unmittel bar in Konkurrenz zu den bereits im Organismus (vorzugsweise Blutbahn und Lymphsystem) vorhandenen Autoantigen-präsentierenden Monozyten, die al lerdings B7 auf der Zelloberfläche tragen und normalerweise die T-Helfer- Lymphozyten und damit die Antikörperproduktion aktivieren (Fig. 5).

Antigenpräsentation bei gentechnisch veränderten Monozyten

Die cDNA eines Proteins, das als Autoantigen die Produktion pathologischer Autoantikörper hervoruft, wird in das Monozytengenom integriert. Diese Er binformation dient dann zur Überproduktion des Autoantigens. Peptide dieses Autoantigens werden daraufhin bevorzugt an MHC II und/oder MHC I präsen tiert [siehe auch Fig. 4(II)]. MHC II präsentiert die Peptide den T-Helferzellen und versucht solche zu finden, die spezifisch diese präsentierten Peptide er kennen. Wenn gleichzeitig durch ein CTLA4 bindendes Molekül CTLA4 anstelle von CD28 aktiviert wird und eventuell zusätzlich der Co-Rezeptor B7 nicht gleichzeitig an der Zelloberfläche erscheint, werden die T-Helferzellen stillge legt und können eventuell einen vorzeitigen Zelltod erleiden.

Alle gentechnisch veränderten Monozyten präsentieren an den meisten ihrer MHC II-Komplexe das Autoantigen, während in vivo nur sehr wenige "normale" Monozyten das Autoantigen präsentieren und dann auch nur an wenigen MHC II-Komplexen. Es ist Ziel der Behandlung, in vivo die "normalen" Monozyten, die das Autoantigen präsentieren und die T-Helfer-Zellen aktivieren, zu ver drängen durch die auf Abschaltung der Antikörperproduktion bzw. T-Zellantwort programmierten, gentechnisch veränderten Monozyten.

Die erfindungsgemäße monoantigene Antigen-präsentierende Zelle kann ins besondere eine erhöhte Anzahl von Homing-Rezeptoren, wie CD44, aufzeigen. Eine Überexpression von Homing-Rezeptoren wird der monoantigenen Anti gen-präsentierenden Zelle den Weg in die Lymphknoten weisen, wodurch die gentechnisch veränderten APCs sich vermehrt und schneller in Lymphknoten ansammeln. Die Lymphknoten sind der Ort, an dem die allermeisten Reaktio nen des anpassungsfähigen Immunsystems hervorgerufen werden. Dort ent falten die gentechnisch veränderten APCs daher eine um ein vielfaches höhere Wirkung als außerhalb der Lymphknoten.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen monoantige nen antigen-präsentierenden Zelle bewirkt eine Transfektion eine Erhöhung der Anzahl von Homing-Rezeptoren und/oder eine Suppression von Funktionen der B7-, CD40-Rezeptoren und eine Erhöhung der Anzahl von CTLA4 binden den Molekülen.

Die CTLA4 bindenden Moleküle können vorzugsweise Antikörper, monoklonale Antikörper sein. Diese können so geartet sein, dass sie in der Plasmamembran der Zelle verbleiben.

Insbesondere mit Antisense-Nukleinsäuren kann die B7- und/oder CD40- Rezeptorexpression in der erfindungsgemäßen monoantigenen antigen präsentierenden Zelle verhindert oder reduziert werden.

Alternativ kann mit Nukleinsäuren eine Unterdrückung der Expression der B7- und/oder CD40-Rezeptoren durch Co-Suppression in der erfindungsgemäßen monoantigenen antigen-präsentierenden Zelle bewirkt werden.

Die erfindungsgemäße monoantigene Antigen-präsentierende Zelle kann Nu kleinsäuren enthalten oder damit transfiziert sein, die eine Expression von mit B7- und/oder CD40-Rezeptoren affinen Strukturen aufweisenden Proteinen oder Peptiden bewirken. Damit werden Proteine gebildet, die durch Komplex bildung mit B7 - und/oder CD40-Rezeptoren diese Rezeptoren praktisch neu tralisieren. Insbesondere kommen dazu CTLA4, CD28, Antikörper, F(ab)₂, scFv und/oder F_ab-Fragmente als Proteine in Betracht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße monoantigene Antigen-präsentierende Zelle Nukleinsäuren, die für eine Signal sequenz kodieren oder Expressionsprodukte einer Signalsequenz, die den Ver bleib der Expressionsprodukte im endoplasmatischen Retikulum, dem Golgi- Apparat, dem Trans-Golgi-Netzwerk oder intrazellulären Vesikeln bewirkt.

Die erfindungsgemäße monoantigene Antigen-präsentierende Zelle wird zur Expression von Antigenen mit Nukleinsäuren transfiziert, die den Transport der exprimierten Antigene in MHC II-Kompartimente der Zellen ermöglichen.

Alle gentechnisch veränderten Monozyten präsentieren an den meisten ihrer MHC-Komplexe das Autoantigen, während nur sehr wenige "normale" Mono zyten überhaupt das Autoantigen präsentieren und dann auch nur an wenigen MHC-Komplexen. Es ist Ziel der Behandlung, die "normalen" Monozyten, die das Autoantigen präsentieren und die T-Helfer-Zellen aktivieren, zu verdrän gen durch die auf Abschaltung der Antikörperprodukte programmierten, genmanipulierten Monozyten. Es ist sehr wichtig, das Antigen (die Antigene) auch in einer Form zu verabreichen, die den Transport in die MHC II-Endosomen ermöglicht. Nur so kann zuverlässig eine Präsentation an MHC II erreicht wer den. Bei einem gentechnischen Eingriff erfolgt dies in der Regel durch Manipu lation des offenen Leserasters, so dass dem Leseraster eine Signalsequenz für dieses Kompartiment vorgeschaltet wird. Die genetische Manipulation hat den zusätzlichen Vorteil, dass sie eine viel längere Halbwertzeit hat, als z. B. Oligo nukleotide oder Peptide. Eine stabile Integration von Genen führt sogar zu ei ner permanenten Veränderung der Eigenschaft der Zielzellen.

Die entsprechenden Nukleinsäuren können dabei DNA, RNA, Oligonukleotide, Polynukleotide, Ribozyme, Peptidnukleinsäuren (PNA) sein.

Vorzugsweise besitzt die DNA Regulationselemente wie Enhancer, Promotoren, polyA-kodierende 3'-Enden zur Transkription der DNA in RNA, die RNA Regu lationselemente zur Translation der RNA in Protein. Die Regulationselemente sorgen für eine effiziente Expression der Gene.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen monoantigenen antigen präsentierenden Zelle erfolgt zum Beispiel durch ex vivo oder in vivo Verfah ren. Dabei wird vorzugsweise eine Antigen-präsentierende Zelle ex vivo oder in vivo durch Behandlung mit Viren, viralen Vektoren, bakteriellen Vektoren, Plasmiden, die durch Elektroporationstechniken, Iontophorese, ballistischen Methoden und/oder anderen Techniken zur Einschleusung von Molekülen in eine monoantigene Antigen-präsentierende Zelle transfiziert.

In einer weiteren Ausführungsform kann eine Antigen-präsentierende Zelle oder eine monoantigene Antigen-präsentierende Zelle durch Behandlung mit Viren, viralen Vektoren, bakteriellen Vektoren, Plasmiden, die durch Elektro porationstechniken, Iontophorese, ballistischen Methoden und/oder anderen Techniken zur Einschleusung von Molekülen in eine Zelle mit erhöhter Menge von CTLA4 bindenden Molekülen und gegebenenfalls supprimierter Funktion co-stimulatorischer Rezeptoren transformiert werden oder die Expression co- stimulatorischer Rezeptoren durch Verhinderung von deren Expression oder die co-stimulatorischen Rezeptoren werden durch Reaktion mit affinen Struk turen an einer Stimulation von T-Zellen, die an die monoantigene Antigen präsentierende Zelle gebunden sind, gehindert.

Für die Unterdrückung der Co-Stimulation, die letztendlich ein Unterdrücken der Produktion eines oder mehrerer Proteine oder die Behinderung des Pro teins oder der Proteine bedeutet, kommen verschiedene Strategien in Frage:

1. Antisense-Ansatz
2. Co-Suppression
3. Bindung des co-stimulatorischen Moleküls.

Zu 1.: In diesem Fall müssen Antisense-Nukleinsäuren in Kontakt mit der mRNA des co-stimulatorischen Moleküls kommen. Sie binden dann wahrscheinlich das Molekül und verhindern die Translation. Als Nu kleinsäuren kommen eine große Bandbreite von Molekülen, wie RNAs, DNAs, PNAs, Ribozyme, in Frage. Auch hier würde ein gentechnischer Eingriff für die größte Halbwertszeit des Effekts sorgen.

Zu 2.: Es hat sich inzwischen herausgestellt, dass man die Produktion eines Genproduktes auch durch Integration einer möglichst homologen Sen se-Gensequenz erreichen kann. Der Mechanismus ist noch völlig unbe kannt.

Zu 3.: Die Bindung des co-stimulatorischen Moleküls z. B. durch spezifische Antikörper verhindert, dass dieses Molekül Kontakt mit dem avisierten Rezeptor auf einer T-Zelle aufnimmt und verhindert so die Aktivierung der T-Zelle. Die externe Zugabe solcher Bindemoleküle hat den Nachteil, dass sie auf alle Antigen präsentierenden Zellen wirken und damit jede Immunreaktion verhindern. Um Immunreaktionen spezifisch zu behindern, haben wir ein Modell entwarfen, bei dem die co- stimulatorischen Moleküle bereits in der Zelle, in einem intrazellulären Kompartiment gebunden werden. In einer Erweiterung dieses Modells soll dafür gesorgt werden, dass das Bindemolekül im intrazellulären Kompartiment zurückgehalten wird, so dass der co-stimulatorische Re zeptor erst gar nicht zur Plasmamembran gelangt. Hierfür sind Signal sequenzen bekannt, die dem offenen Leseraster des Bindemoleküls zu gefügt werden müssen. Dieser intrazelluläre Ansatz lässt sich gut an isolierten Zellen durchführen. Auch hier ist ein gentechnischer Eingriff zu bevorzugen.

Die gewünschten Effekte können auch erreicht werden, wenn nur eines der beiden Ziele mit einem gentechnischen Eingriff vorgenommen wird. In diesem Fall können statt der Gene z. B. folgende andere Moleküle eingesetzt werden:

1. Behinderung der Co-Stimulation durch
Nukleinsäuren (zumeist komplementär zur Zielsequenz), bei denen es sich z. B. um Oligonukleotide, Polynukleotide, Ribozyme, Peptidnukleinsäuren (PNAs) handeln kann,
Antikörper oder andere Moleküle, die die co-stimulatorischen Moleküle bin den.
2. Antigen Kontaktierung durch
Proteine, Peptide, Peptidomimetica.

Es werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere Moleküle wie Antikörper, Proteine, Peptide, Peptidomimetica, CTLA4, CD28, CD40L und/oder Bestandteile und/oder Kombinationen dieser Moleküle, die z. B. B7-1, B7-2, CD40 binden, welche eine in Gegenwart einer Antigenpräsentation stattfinden de Co-Stimulation der T-Zelle behindert, mit der monoantigenen antigen präsentierenden Zelle oder der antigen-präsentierenden Zelle in Kontakt ge bracht.

Es kann vorteilhaft sein, die Moleküle mittels Vehikeln, wie Liposomen, Hydro gelen, Zyklodextrinen, Nanokapseln, Nanopartikel, insbesondere biologisch abbaubaren Nanokapseln oder -partikel, bio-adhäsiven Mikrokugeln und/oder durch Elektroporationstechniken, Iontophorese, ballistische Methoden und/oder andere Techniken zur Einschleusung von Molekülen in die monoanti gene Antigen-präsentierende Zelle oder die Antigen-präsentierende Zelle zu transferieren.

Nukleinsäuren können insbesondere durch Viren, virale Vektoren, bakterielle Vektoren, Plasmide, die durch Elektroporationstechniken, Iontophorese, balli stische Methoden und/oder andere Techniken zur Einschleusung von Molekülen in die monoantigene Antigen-präsentierende Zelle oder die Antigen präsentierende Zelle transferiert werden.

Erfindungsgemäß beansprucht wird weiterhin ein Arzneimittel, enthaltend min destens eine erfindungsgemäße monoantigene Antigen-präsentierende Zelle. Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Arzneimittel als Infusionslösung zur intravenösen oder intraperitonealen Applikation formuliert. Die Formulierung ist so gewählt, dass bei Verabreichung des Arzneimittels keine wesentliche Be einträchtigung der Wirksamkeit der erfindungsgemäßen monoantigenen anti gen-präsentierenden Zelle erfolgt.

So kommt als Infusionslösung vorzugsweise physiologische Kochsalzlösung in Betracht. Grundsätzlich sind auch andere Lösungen, die einen pH-Wert von 5,5 bis 8,5 aufweisen, geeignet. Auch Serum, beispielsweise humanes Serum, autologes Serum oder Serum anderer Spezies, Lösungen mit Plasmaersatzstoffen, wie Polyvinylpyrrolidon, kommen in Betracht. Typischerweise sollen 0,5 ml bis 500 ml appliziert werden. Diese Mengen sind selbstverständlich nicht absolut, sondern können vom Fachmann, je nach Bedingungen und An forderungen, variiert und an die spezifischen Bedürfnisse eines Patienten an gepasst werden.

Die erfindungsgemäße monoantigene Antigen-präsentierende Zelle kann ins besondere zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von ungewollten Immunreaktionen, wie Autoimmunerkrankungen und Allergien oder gewollt hervorgerufenen Immunreaktionen, wie bei Immunisierungen verwendet wer den.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße monoantigene Antigen-präsentierende Zelle zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Immunreaktio nen gegen allologe und/oder xenologe Gewebsmerkmale verwendet werden.

Erfindungsgemäß beansprucht werden insbesondere Verwendungen, bei denen die zu behandelnden Immunreaktionen in Verbindung mit Antigenen oder de ren Gensequenzen und/oder Teilen davon stehen und ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus

- Enzymen, deren Gensequenzen und/oder Teilsequenzen, insbeson dere Glutamic acid decarboxylase (GAD), Rezeptor-Typ Protein Tyro sin Phosphatase IA-2Beta, Antigen: H⁺K⁺ATPase, U1RNP, Trans glutaminase, Argininosuccinatlyase (ASL), Tyrosinase-related protein- 2, Thyroid Peroxidase, Faktor VIII, Faktor IX;
- Rezeptoren, deren Gensequenzen und/oder Teilsequenzen, insbeson dere Acetylcholinrezeptor vom Nicotintyp, β1-adrenerger-Rezeptor, α1-adrenerger-Rezeptor, Angiotensin-2-AT1-Rezeptor, Glutamat- Rezeptor, Thyrotropin-stimulierendes Hormon (TSH)-Rezeptor, LFA-1, HLA-B27, Epididymal Protein DE, Zona Pellucida (ZP)-3 Glycoprotein, Zona Pellucida (ZP)-4 Glycoprotein, Follicle-Stimulating Hormone (FSH) Rezeptor, Sperm Immunogen SP-10 oder Sperm Protein SP- 10;
- Hormone oder Botenstoffe, deren Gensequenzen und/oder Teilse quenzen, insbesondere Insulin, Thyroglobulin, Follicle-Stimulating Hormone (FSH), Prostaglandin F2 alpha, Gonadotropin-Releasing Hormone (GnRH), Oestradiol-17beta, Oestrogen, Luteinizing Hormon (LH) Rezeptor, Inhibin, Testosteron, Androgen, Chorionic Gonadotro phin (CG), Interleukine, Interferone, Cytokine, Chemokine, Bone Morphogenetic Factors, β-Interferon, Estradiol;
- Strukturproteine, deren Gensequenzen und/oder Teilsequenzen, ins besondere Myelin Basic Protein (MBP), Proteolipid protein (PLP), Mye lin oligodendrocyte glycoprotein (MOG), α-Fodrin, Nicht-erythroides α-Spectrin, Beta-Amyloid Precursor Protein (beta-APP), Typ 2 Kolla gen, Sperm Plasma Membran Protein PH-20;
- Antigene, deren Gensequenzen und/oder Teilsequenzen, insbeson dere CENP-A Autoantigen, Beta2GP-I, ribosomales P Protein, Ro/SSA, La/SSB, Sm/RNP, Sm, Scl-70, Jo-1, BCOADC-E2, Albumin, Glucagon, Inselzellantigene, Retinal S Ag;
- Allergene, die eine IgE-Antwort auslösen, deren Gensequenzen und/oder Teilsequenzen, insbesondere Der f 1, Der f 2, Der f 3, Der p 1, Der p 2, Der p 3, Der p 4, Der p 5, Der p 8, Eur m 1, Lep d 2, Fel d 1, Can f 1, Can f 2, Mus m 1, Rat n 1, Bla g 1, Bla g 2, Bla g 4, Bla g 5, Per a 1, Bienengift Phospholipase A₂ (PLA₂), Group V major aller gen Phl p 5b von Timothy Grass Pollen, Hom s 1.

Weiterhin wird erfindungsgemäß beansprucht eine Verwendung, bei der die zu behandelnden Immunreaktionen in Verbindung mit allologen und/oder xenologen Gewebsmerkmalen, deren Gensequenzen und/oder Teilsequenzen, insbe sondere MHC I, MHC II, Rhesus Faktor stehen.

Entwicklung einer Gentherapie

Das hier vorgestellte Verfahren zur Reduzierung von Immunantworten, z. B. zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen mit klar definiertem Autoanti körperprofil, basiert auf der gentechnischen Manipulation von bestimmten Blutzellen vorzugsweise außerhalb des Körpers, die dann anschließend wieder in den Organismus zurückgeführt werden. Ziel dieser Behandlung ist unter an derem das spezifische Abschalten einer chronischen, durch das Immunsystem getriebenen Produktion von Autoantikörpern, welche die Krankheit auslösen.

Anwendungsgebiete der Gentherapie

Das Verfahren zur spezifischen Abschaltung von Immunreaktionen ist immer dort sinnvoll, wo ein oder mehrere molekular definierte Targets (Antigene, Autoantigene) bekannt sind. Diese können beispielsweise mit einer Autoim munerkrankung oder Allergie assoziiert sein.

Z. B. handelt es sich dabei um Krankheiten mit Autoantikörper-vermittelten Autoimmunreaktionen, d. h. um Krankheiten, bei denen die "Bindungsstrukturen" dieser Autoantikörper (Autoantigene, Targets) bekannt sind und pathogenetische Bedeutung haben.

Beispiele für Krankheiten mit bekannten, die Autoantikörper-bindenden mole kularen Strukturen (Epitope) sind:

- Myasthenia gravis (Autoantikörper gegen den Acetylcholinrezeptor)
- Morbus Basedow (Autoantikörper gegen den TSH-Rezeptor der Schilddrüse)
- Dilatative Cardiomyopathie (DCM, Autoantikörper gegen den β1-adrenergen Rezeptor der Herzmuskelzellen)
- bestimmte Formen des insulinabhängigen Diabetes (Autoantikörper gegen Insulin)
- bestimmte Formen des malignen Bluthochdrucks (Autoantikörper gegen den Angiotensin- und/oder α1-adrenergen-Rezeptor).

Behandlung mit genmanipulierten patienteneigenen Blutzellen Prinzip der vorgeschlagenen Gentherapie

Innerhalb des Immunsystems spielen die Antikörper als Abwehrmoleküle ("humorale Immunreaktion") eine wichtige Rolle. Sie werden von ausgereiften B-Lymphozyten produziert. Die Induktion und Produktion der Antikörper er folgt allerdings nicht losgelöst von den restlichen Zellen des Immunsystems; vielmehr wird diese humorale Immunreaktion von anderen Zellen des Immun systems gesteuert. Die Immunreaktion lässt sich nicht aufrechterhalten ohne die Hilfe und Vermittlung von Antigen präsentierenden Zellen und T-Helfer- Lymphozyten. Die molekularen Mechanismen der Interaktion - des Zell-Zell- Kontakts - von Antigen präsentierenden Zellen mit den T-Helfer-Lymphozyten ist auf Rezeptorebene bis ins Detail bekannt.

Neben dem zu präsentierenden Antigen sind auf der Zelloberfläche verschie dene Rezeptoren und Hilfsrezeptoren am Zell-Zell-Kontakt und der Zellakti vierung beteiligt. Ein essentielles Molekül der interzellulären Wechselwirkung bei der Antigenpräsentation (Kontakt von Antigen präsentierenden Zellen mit den T-Helfer-Lymphozyten) sind costimulierende Rezeptoren mit den Bezeich nungen B7-1 und B7-2. Auch CD40 spielt bei dieser Signaltransduktion eine Rolle.

Die Funktionen von CTLA4, B7 und CD40 sind Inhalt zahlreicher Publikationen (Daikh et al., 1997; Greenfield et al., 1998; Johnson-Leger et al., 1998; McA- dam et al., 1998; Vyth-Dreese et al., 1995) und werden auch umfangreich in Lehrbüchern abgehandelt (s. z. B. (Janeway and Travers, 1997)).

Das konzipierte Verfahren beruht auf mindestens zwei parallelen Eingriffen an patienteneigenen Antigen präsentierenden Zellen. Die Eingriffe erfolgen mittels geeigneter Sonden und bewirken

- die Produktion eines CTLA4 bindenden Moleküls, wie z. B. Antikörpern, die Über die Wirkung von CTLA4, welches in T-Zellen vorkommt, die T-Zellen an der Aktivierung hindert
- gleichzeitig eine starke Präsentation des Autoantigens auf den Antigen präsentierenden Zellen
- und gegebenenfalls die Abschaltung von B7 und damit die Verhinderung der Ausbildung des Moleküls auf der Oberfläche der Antigen präsentierenden Zellen und/oder die Abschaltung von CD40.

Sollte die Manipulation der Zellen, die z. B. Monozyten sind, ex vivo erfolgen, werden die Zellen in die Blutbahn des Spenders zurückgegeben. Die genmani pulierten Monozyten schalten nunmehr die im Organismus befindlichen ent sprechenden T-Helfer-Lymphozyten ab. Die genmanipulierten Zellen treten dabei unmittelbar in Konkurrenz zu den bereits im Organismus (vorzugsweise Blutbahn und Lymphsystem) vorhandenen Autoantigen-präsentierenden Mo nozyten, die allerdings B7 und kein zusätzliches CTLA4 bindendes Molekül auf der Zelloberfläche tragen und normalerweise die T-Helfer-Lymphozyten und damit unter anderem die Antikörperproduktion aktivieren.

Behandlung von Autoimmunerkrankungen, Allergien und Transplan tationen Stand der Technik

Kausaltherapien zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen und Allergien existieren nicht. Von wenigen Ausnahmen abgesehen (extrakorporale Elimina tion der Antikörper aus dem Blut der Patienten bzw. Plasmapherese), erfolgt die Behandlung von Autoimmunerkrankungen und Allergien medikamentös durch eine Hemmung von Reaktionen des Immunsystems.

Nach wie vor am gebräuchlichsten ist die medikamentöse Behandlung von Autoimmunerkrankungen, Allergien und Transplantationen mit immunsuppressiven Präparaten wie Cortison und dessen Abkömmlingen, sowie Cyclosporin, Beta-Interferon oder Zytostatika (Methothrexat). Des weiteren werden Anti körper, Antagonisten und Oligonukleotide gegen verschiedene Signalkompo nenten des Immunsystems mit dem Zweck erprobt, die Aktivierung von T-Zellen zu verhindern. Solche Arzneimittel sind bestenfalls selektiv, nie aber spezifisch gegen die falsch programmierten Autoimmunreaktionen gerichtet. Immunsuppressiva haben daher auf wichtige, notwendige und nützliche Teile des Immunsystems eine negative Wirkung; aus diesem Grund und ihrer Ne benwirkungen wegen ist ihr Einsatz begrenzt.

Von den immunsuppressiven Therapien unterscheidet sich das vorgelegte Kon zept einer Gentherapie zur Reduktion von spezifischen Immunreaktionen grundlegend. Es wird eine spezifische Abschaltung fehlgeleiteter immunologi scher Reaktionen durch gentechnisch umprogrammierte patienteneigene Blut zellen durchgeführt.

Die aufgezeigte Methodik ist als allgemein gültiges Konzept zur Reduzierung von Immunantworten gedacht. Es sollte mit diesem Grundkonzept möglich sein, jede Immunreaktion des anpassungsfähigen Immunsystems wieder ab zustellen. Außerdem können nach Belieben solche Immunreaktionen hervor gerufen und dann wieder abgestellt werden.

Literatur

Daikh D., Wofsy D. and Imboden J. (1997) The CD28-B7 constimulatory pa thway and its role in autoimmune disease. J Leukoc Biol 62, 165-62.
Greenfield, E., K. Nguyen, and V. Kuchroo. 1998. CD28/B7 costimulation: a review. Crit Rev Immunol. 18: 389-418.
Gribben, J., G. Freeman, L. Nadler, P. Rennert, C. Jellis, E. Greenfield, and G. Gray. 1994. Ligands for induction of antigen specific apoptosis in T cells. In Patent. Repligen Corp. (US); Dana Faber Cancer Inst. Inc. (US).
Janeway J. C. A. and Travers P. (1997) Immunobiology - The immune system in health and disease. Current Biology Ltd./Garland Publishing Inc., London, San Francisco and New York
Johnson-Leger, C., J. Christensen, and G. Klaus. 1998. CD28 co-stimulation stabilizes the expression of the CD40 ligand on T cells. Int Immunol. 10: 1083- 1091.
Judge, T. A., Z. Wu, X. G. Zheng, A. H. Sharpe, M. H. Sayegh, and L. A. Turka. 1999. The role of CD80, CD86, and CTLA4 in alloimmune responses and the induction of long-term allograft survival. J Immunol. 162: 1947-1951.
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Claims

1. Antigen-präsentierende Zelle, die überwiegend vorher bestimmte Anti gene präsentiert (monoantigene Antigen-präsentierende Zelle), dadurch gekennzeichnet, dass in der monoantigenen antigen-präsentierenden Zelle ein CTLA4 bindendes Molekül produziert wird und gegebenenfalls eine der Funktionen co-stimulatorischer Rezeptoren, wie B7- und/oder CD40-Rezeptoren supprimiert sind.

2. Monoantigene Antigen-präsentierende Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die monoantigene Antigen-präsentierende Zelle ein Monozyt, eine dendritische Zelle und/oder ein Makrophage ist.

3. Monoantigene Antigen-präsentierende Zelle nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Transfektion einer antigen präsentierenden Zelle mit nukleinsäurehaltigem Material eine erhöhte Expression der so vordefinierten Antigene erfolgt und die Antigen präsentierende Zelle im wesentlichen nur diese Antigene präsentiert.

4. Monoantigene Antigen-präsentierende Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die monoantigene An tigen-präsentierende Zelle eine erhöhte Anzahl von Homing-Rezeptoren, wie CD44, aufweist.

5. Monoantigene Antigen-präsentierende Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Transfektion eine Expression von CTLA4 bindenden Molekülen und gegebenenfalls eine Suppression von Funktionen der B7-, CD40-Rezeptoren und gegebe nenfalls eine Erhöhung der Anzahl von Homing-Rezeptoren bewirkt.

6. Monoantigene Antigen-präsentierende Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 enthaltend Nukleinsäuren, die CTLA4 bindende Moleküle kodieren und gegebenenfalls Antisense-Nukleinsäuren zur Verhin derung der B7- und/oder CD40-Rezeptor Expression.

7. Monoantigene Antigen-präsentierende Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 enthaltend Nukleinsäuren, die für CTLA4 bindende Moleküle kodieren, die in der Plasmamembran der Zelle verbleiben.

8. Monoantigene Antigen-präsentierende Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 bei denen die CTLA4 bindenden Moleküle vorzugswei se Antikörper, monoklonale Antikörper sind.

9. Monoantigene Antigen-präsentierende Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 enthaltend Nukleinsäuren, die eine Unterdrückung der Expression der B7- und/oder CD40-Rezeptoren durch Co-Suppression bewirken.

10. Monoantigene Antigen-präsentierende Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 enthaltend Nukleinsäuren, die eine Expression von mit B7- und/oder CD40-Rezeptoren affinen Strukturen aufweisenden Proteinen oder Peptiden bewirken.

11. Monoantigene Antigen-präsentierende Zelle nach Anspruch 10, wobei die Proteine, die affine Strukturen zu B7-Rezeptoren aufweisen CTLA4, CD28, Antikörper, F(ab)₂, scFv und/oder F_ab-Fragmente sind.

12. Monoantigene Antigen-präsentierende Zelle nach Anspruch 10 und/oder 11, wobei die Nukleinsäuren für eine Signalsequenz kodieren oder die Expressionsprodukte eine Signalsequenz besitzen, die den Verbleib der Expressionsprodukte im endoplasmatischen Retikulum, dem Golgi- Apparat, dem Trans-Golgi-Netzwerk oder intrazellulären Vesikeln be wirkt.

13. Monoantigene Antigen-präsentierende Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die monoantigene Antigen-präsentierende Zelle zur Expression von Antigenen mit Nuklein säuren transfiziert ist, die den Transport der exprimierten Antigene in MHC II-Kompartimente der Zellen ermöglicht.

14. Monoantigene Antigen-präsentierende Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Nukleinsäuren DNA, RNA, Oligonukleotide, Polynukleotide, Ribozyme, Peptidnuklein säuren (PNA) sind.

15. Monoantigene Antigen-präsentierende Zelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die DNA Regulationselemente wie Enhancer, Pro motaren, polyA-kodierende 3'-Enden zur Transkription der DNA in RNA enthält, die RNA Regulationselemente zur Translation der RNA in Protein enthält.

16. Verfahren zur Herstellung der monoantigenen antigen-präsentierenden Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15 durch ex vivo oder in vivo Verfahren.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei eine Antigen-präsentierende Zelle ex vivo oder in vivo durch Behandlung mit Viren, viralen Vektoren, bakteriellen Vektoren, Plasmiden, die durch viralen Gentransfer, Elek troporationstechniken, Iontophorese, ballistischen Methoden und/oder anderen Techniken zur Einschleusung von Molekülen in eine monoanti gene Antigen-präsentierende Zelle transfiziert wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16 und/oder 17, wobei eine Antigen präsentierende Zelle oder eine monoantigene Antigen-präsentierende Zelle durch Behandlung mit Viren, viralen Vektoren, bakteriellen Vekto ren, Plasmiden die durch viralen Gentransfer, Elektroporationstechniken, Iontophorese, ballistischen Methoden und/oder anderen Techniken zur Einschleusung von Molekülen in eine Zelle mit erhöhter Produktion von CTLA4 bindenden Molekülen und gegebenenfalls mit supprimierter Funktion co-stimulatorischer Rezeptoren transfiziert wird, die Expression co-stimulatorischer Rezeptoren durch Verhinderung deren Expression oder die co-stimulatorischen Rezeptoren durch Reaktion mit affinen Strukturen an einer Stimulation von T-Zellen, die an die monoantigene Antigen-präsentierende Zelle gebunden sind, verhindert wird.

19. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei Mole küle wie Antikörper, Proteine, Peptide, Peptidomimetica, CTLA4 binden de Moleküle, CTLA4, CD28, CD40L und/oder Bestandteile und/oder Kombinationen dieser Moleküle, die z. B. CTLA4, B7-1, B7-2, CD40 bin den, welche eine in Gegenwart einer Antigenpräsentation stattfindende Co-Stimulation der T-Zelle behindert, mit der monoantigenen antigen präsentierenden Zelle oder der antigen-präsentierenden Zelle in Kontakt gebracht werden.

20. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei die Moleküle gemäß Anspruch 17 durch Vehikel, wie Liposomen, Hydrogele, Zyklodextrine, Nanokapseln, Nanopartikel, bio-adhäsive Mikrokugeln und/oder durch Elektroporationstechniken, Iontophorese, ballistische Methoden und/oder andere Techniken zur Einschleusung von Molekülen in die monoantigene Antigen-präsentierende Zelle oder die Antigen präsentierende Zelle transferiert werden.

21. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei Nu kleinsäuren durch Viren, virale Vektoren, bakterielle Vektoren, Plasmide die durch viralen Gentransfer, Elektroporationstechniken, Iontophorese, ballistische Methoden und/oder andere Techniken zur Einschleusung von Molekülen in die monoantigene Antigen-präsentierende Zelle oder die Antigen-präsentierende Zelle transferiert werden.

22. Arzneimittel enthaltend mindestens eine monoantigene Antigen präsentierende Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15.

23. Arzneimittel nach Anspruch 22, wobei mindestens eine monoantigene Antigen-präsentierende Zelle als Infusionslösung zur intravenösen oder intraperitonealen Applikation formuliert ist.

24. Verwendung mindestens einer monoantigenen antigen-präsentierenden Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Herstellung ei nes Arzneimittels zur Behandlung von ungewollten Immunreaktionen, wie Autoimmunerkrankungen und Allergien oder gewollt hervorgerufe nen Immunreaktionen, wie bei Immunisierungen.

25. Verwendung mindestens einer monoantigenen antigen-präsentierenden Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Herstellung ei nes Arzneimittels zur Behandlung von Immunreaktionen gegen allologe und/oder xenologe Gewebsmerkmale.

26. Verwendung nach Anspruch 24, wobei die zu behandelnden Immunre aktionen in Verbindung mit Antigenen oder deren Gensequenzen und/oder Teilen davon stehen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus

- Enzymen, deren Gensequenzen und/oder Teilsequenzen, insbe sondere Glutamic acid decarboxylase (GAD), Rezeptor-Typ Protein Tyrosin Phosphatase IA-2Beta, H⁺K⁺ATPase, U1RNP, Trans glutaminase, Argininosuccinatelyase (ASL), Tyrosinase-related protein-2, Thyroid Peroxidase, Faktor VIII, Faktor IX;
- Rezeptoren, deren Gensequenzen und/oder Teilsequenzen, insbe sondere Acetylcholinrezeptor vom Nicotintyp, Myasthenia gravis, β1-adrenerger Rezeptor, α1-adreneger-Rezeptor, Angiotensin-2- AT1-Rezeptor, Glutamat-Rezeptor, Thyrotropin-stimulierendes Hormon (TSH)-Rezeptor, LFA-1, HLA-B27, Epididymal Protein DE, Zona Pellucida (ZP)-3 Glycoprotein, Zona Pellucida (ZP)-4 Glyco protein, Follicle-Stimulating Hormone (FSH) Rezeptor, Sperm Immunogen SP-10 oder Sperm Protein SP-10;
- Hormone oder Botenstoffe, deren Gensequenzen und/oder Teilse quenzen, insbesondere Insulin, Thyroglobulin, Follicle-Stimulating Hormone (FSH), Prostaglandin F2 alpha, Gonadotropin-Releasing Hormone (GnRH), Oestradiol-17beta, Oestrogen, Luteinizing Hormon (LH) Rezeptor, Inhibin, Testosteron, Androgen, Chorionic Gonadotrophin (CG), Interleukine, Interferone, Cytokine, Chemo kine, Bone Morphogenetic Factors, β-Interferon, Estradiol;
- Strukturproteine, deren Gensequenzen und/oder Teilsequenzen, insbesondere Myelin Basic Protein (MBP), Proteolipid protein (PLP), Myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG), α-Fodrin, Nicht-erythroides α-Spectrin, Beta-Amyloid Precursor Protein (beta-APP), Typ 2 Kollagen, Sperm Plasma Membran Protein PH- 20;
- Antigene, deren Gensequenzen und/oder Teilsequenzen, insbe sondere CENP- A Autoantigen, Beta2GP-I, ribosomales P Protein, Ro/SSA, La/SSB, Sm/RNP, Sm, Scl-70, Jo-1, BCOADC-E2, Albu min. Glucagon, Inselzellantigene, Retinal S Ag;
- Allergene, die eine IgE-Antwort auslösen, deren Gensequenzen und/oder Teilsequenzen, insbesondere Der f 1, Der f 2, Der f 3, Der p 1, Der p 2, Der p 3, Der p 4, Der p 5, Der p 8, Eur m 1, Lep d 2, Fel d 1, Can f 1, Can f 2, Mus m 1, Rat n 1, Bla g 1, Bla g 2, Bla g 4, Bla g 5, Per a 1, Bienengift Phospholipase A₂ (PLA₂), Group V major allergen Phl p 5b von Timothy Grass Pollen, Hom s 1.

27. Verwendung nach Anspruch 25, wobei die zu behandelnden Immunre aktionen in Verbindung mit allologen und/oder xenologen Gewebs merkmalen, deren Gensequenzen und/oder Teilsequenzen, insbeson dere MHC I, MHC II, Rhesus Faktor steht.