DE102017005815A1 - Vakzine zur Behandlung eines Malignoms - Google Patents

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Abstract

Es sind Verfahren zur Bereitstellung eines Medikaments zur Behandlung eines Malignoms sowie dadurch bereitgestellte Zellmembranen und deren Verwendung offenbart, bei welchem die individuelle Kommunikationsstruktur zwischen dem Malignom und dem Immunsystem anhand einer Zellen des Malignoms enthaltenden Gewebeprobe durch Bestimmen eines malignom-spezifischen Expressionsmusters von Histokompatibilitätsantigenen (Human Leucocyte Antigen, HLA) an dieser Gewebeprobe ermittelt wird, wenigstens ein solcher Teil des an den Zellen der Gewebeprobe vorhandenen Expressionsmusters maskiert oder entfernt wird, der in der Lage ist, eine inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben, und ein individuelles Vakzin zum Hervorrufen einer spezifischen Immunreaktion durch Lysieren derjenigen Zellen, an denen ein Teil des Expressionsmuster maskiert oder entfernt wurde, bereitgestellt wird.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Bereitstellung von Vakzinen zur Behandlung von Malignomen.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Neben den klassischen Therapien zur Behandlung von malignen Tumorerkrankungen, z.B. Resektion, Chemotherapie und Strahlentherapie, werden zunehmend aktive oder passive Immuntherapien angewandt, basierend auf der Verabreichung von Impfstoffen zur Auslösung einer Immunantwort beziehungsweise von Antikörper(fragmente)n zur Bindung an das Malignom. Medikamente zur Behandlung von Malignomen sollen hochselektiv sein und keine Resistenzen entstehen lassen.
  • Als Ziel für eine immunologische Therapie können beispielsweise Neoantigene genutzt werden. Hierbei handelt es sich um Proteine oder protein-ähnliche Moleküle, die einen antigenen Charakter haben (und damit eine Reaktion von immunkompetenten Zellen hervorrufen) und auf Neumutationen im Genom im Rahmen der malignen Entartung beruhen. Als Beispiel seien Neoantigene genannt, die eine Reaktion von T-Zellen hervorrufen, insbesondere von CD8+ T-Zellen im Falle von über den MHC-I (Major Histocompatibility Complex, Klasse I) präsentierten Neoantigenen oder von CD4+ T-Zellen im Falle von über den MHC-II (Major Histocompatibility Complex, Klasse II) präsentierten Neoantigenen.
  • Basierend auf einem Nachweis von derartigen Neumutationen in einem individuellen Malignom, beispielsweise mittels RNA-Analyse, Massenspektrometrie oder Sequenzierung, kann ein individuelles Vakzin entwickelt und, z.B. mittels in vitro Kultur mit Dendritischen Zellen, hergestellt werden. Dieser Nachweis kann jedoch aufwendig und fehlerbehaftet sein, insbesondere aufgrund der Unsicherheit, welche Neumutationen zu Neoantigenen exprimiert werden, und aufgrund von Neoantigenen, die durch Onkogene oder Splicingvarianten hervorgerufen werden ohne dass dem Neumutationen zugrunde liegen. Die hohe Individualität und teilweise chaotische Zellorganisation führt selbst innerhalb einer Tumorerkrankung zu Unterschieden, z.B. von Neoantigenen von Metastasen im Vergleich zu Neoantigenen des Primärtumors.
  • Nichtsdestotrotz stehen den Tumorerkrankungen Mechanismen zur Verfügung, einer Immunantwort zu entgehen. Ein solcher sogenannter Escape-Mechanismus basiert z.B. auf dem MHC (Major Histocompatibility Complex), insbesondere mit seinen Histokompatibilitätsantigen (Human Leucocyte Antigen, HLA)-Gruppen, der dem zellulären Dialog beim Menschen dient. Die Abkürzung HLA bezeichnet in der Literatur kodierende Gene oder von diesen exprimierte Proteine. Der im Folgenden verwendete Begriff HLA-Gruppen soll die von den Genen auf der Zelloberfläche exprimierten Oberflächenproteine bezeichnen.
  • Im Allgemeinen können HLA-Gruppen in folgende vier Klassen eingeteilt werden:
    1. (i) HLA-Gruppen A. B und C (MHC I), die im Wesentlichen alle adulten und somatischen Zellen identifizieren;
    2. (ii) HLA-Gruppen D (DRB, DQB usw.; MHC-II), die eine wichtige Rolle bei der Antigenpräsentierung für immunkompetente Zellen spielen;
    3. (iii) HLA-Gruppen E, F und G, die embryonale Zellen, insbesondere an der sogenannten Invasionsfront, identifizieren;
    4. (iv) HLA-Gruppen H und folgende, die sogenannten Pseudo-Gene.
  • Malignomzellen können typische „embryonale“ HLA-Gruppen (d.h. HLA-E, HLA-F und/oder HLA-G) auf ihrer Oberfläche exprimieren. „Embryonale“ HLA-Gruppen können dazu beitragen, dass Malignomzellen dem Angriff der unspezifischen und/oder spezifischen Immunabwehr des eigenen Organismus entgehen. Durch die Expression dieser typischen HLA-Gruppen auf der Oberfläche der Zellen werden diese in die Lage versetzt, entsprechende Rezeptoren auf immunkompetenten Zellen zu aktivieren. In der Regel handelt es sich um Rezeptoren, die nach Aktivierung die Funktion dieser immunkompetenten Zellen hemmen, beispielsweise die Killer-Immunglobulinähnlichen Rezeptoren (KIR) auf den natürlichen Killerzellen oder die Leukozyten-Immunglobulinähnlichen Rezeptoren (LILR) auf den Lymphozyten.
  • So verhindern insbesondere die Antigene HLA-E, -F und -G auf den embryonalen (vornehmlich auf plazentaren bzw. trophoblastären) Zellen, dass das Immunsystem der Mutter die Zellen angreift. Auf diese Weise können Embryonen der Immunantwort entgehen. Dieser Escape-Mechanismus stellt das Rückgrat der immunologischen Steuerung der Schwangerschaft dar. Eine Abstoßungsreaktion unterbleibt und der genetisch halbfremde (väterlicher Fremdanteil 50 %), bzw. fremde (bei Eizell- oder Embryonenspenden oder Leihmutterschaften 100%) Embryo kann ausgetragen werden.
  • Maligne Tumoren der verschiedensten Gewebe sind in der Lage, sich diesen embryonalen Escape-Mechanismus nutzbar zu machen, womit sie die Immunabwehr unterbinden oder vermindern. Hierdurch sind sie auch in der Lage, manche therapeutische Strategien zu konterkarieren, also die auf einem Angriff fußende Strategie zu hemmen. Aus diesem Grund kann es vorteilhaft sein, den Escape-Mechanismus zu berücksichtigen und das Immunsystem einzubeziehen um das Malignom zu behandeln.
  • Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung Verfahren zur Bereitstellung von Medikamenten, Zellmembranen zur Behandlung von Malignomen und die Verwendung solcher Zellmembranen zur Verfügung zu stellen.
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch Verfahren, Zellmembranen und deren Verwendung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Die abhängigen Ansprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bereitstellung eines Medikaments zur Behandlung eines Malignoms umfasst das Ermitteln der individuellen Kommunikationsstruktur zwischen dem Malignom und dem Immunsystem sowie das Bereitstellen eines individuellen Vakzins zum Hervorrufen einer spezifischen Immunreaktion.
  • Zum Ermitteln der individuellen Kommunikationsstruktur zwischen dem Malignom und dem Immunsystem wird an einer Gewebeprobe mit Zellen des Malignoms ein malignom-spezifisches Expressionsmusters von Histokompatibilitätsantigenen (Human Leucocyte Antigen, HLA) bestimmt.
  • Selbst histopathologisch identisch klassifizierte Tumore oder Metastasen können von einer Lokalisation zu einer anderen Lokalisation interindividuell oder intraindividuell unterschiedliche Expressionsmuster aufweisen. Therapien, z.B. Gabe von Chemotherapeutika oder Hormonantagonisten, können die Expressionsmuster weiter beeinflussen. Eine Bestimmung der individuellen Expressionsmuster geht auf diese Unterschiede ein.
  • Der Begriff Malignomzelle umfasst auch Metastasenzellen des Primärmalignoms. Das erfindungsgemäße Verfahren wird für vorzugsweise mehrere, besonders verzugsweise für alle Metastasen individuell durchgeführt, um auf etwaige individuelle Unterschiede der Metastasen, insbesondere deren individuelle Expressionsmuster von Histokompatibilitätsantigenen, einzugehen.
  • Zum Bereitstellen eines individuellen Vakzins zum Hervorrufen einer spezifischen Immunreaktion wird zum Einen wenigstens ein solcher Teil des an den Zellen der Gewebeprobe vorhandenen Expressionsmusters maskiert oder entfernt, der in der Lage ist, eine inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben. Durch Maskierung, d.h. Blockade, oder Entfernen von Histokompatibilitätsantigenen und somit Hinderung der Bindung von immunsystem-seitigen Rezeptoren an diese HLA-Gruppen kann deren inhibitorische Wirkung auf das Immunsystem vermieden werden.
  • Weiterhin werden diejenigen Zellen lysiert, an denen ein Teil des Expressionsmuster maskiert oder entfernt wurde, um Zellmembranen oder Fragmente von Zellmembranen für eine Injektion zu erhalten. Gleichzeitig führt diese Lyse dazu, dass von der zerstörten Malignomzelle keine Gefahr mehr ausgehen kann.
  • In Ausführungsformen gemäß Anspruch 2 umfassen die Histokompatibilitätsantigene, deren Expressionsmuster bestimmt wird, „embryonale“ HLA-Gruppen, insbesondere HLA-E, -F und/oder -G.
  • In Ausführungsformen gemäß Anspruch 3 umfasst der zu maskierende oder entfernende Teil des Expressionsmusters die embryonalen HLA-Gruppen, insbesondere HLA-E, -F und/oder -G.
  • In Ausführungsformen gemäß Anspruch 4 wird der wenigstens eine Teil des Expressionsmusters mittels Antikörpern maskiert. Eine Maskierung mittels Antikörpern kann die Bindung der maskierten Histokompatibilitätsantigene an inhibitorische Rezeptoren von immunkompetenten Zellen verhindern und somit den Escape-Mechanismus des Malignoms durchbrechen. Beispiele solcher Antikörper umfassen anti-HLA-E-Antikörper, anti-HLA-F-Antikörper oder anti-HLA-G-Antikörper. Alternativ können kombinierte oder multi-valente Antikörper verwendet werden.
  • In Ausführungsformen gemäß Anspruch 5 wird der wenigstens eine Teil des Expressionsmuster mittels genmanipulativer Verfahren entfernt. Eine Entfernung mittels genmanipulativer Verfahren kann die Bindung der entfernten Histokompatibilitätsantigene an inhibitorische Rezeptoren von immunkompetenten Zellen verhindern und somit den Escape-Mechanismus des Malignoms unterbrechen.
  • Ein Beispiel solcher genmanipulativer Verfahren ist Crispr/CAS, wobei die Gene oder DNA-Abschnitte, die für Histokompatibilitätsantigene mit immun-inhibitorischer Wirkung kodieren, herausgeschnitten werden, sodass die Zellen der Gewebeprobe diese HLA-Gruppen nicht mehr exprimieren können. Weitere Beispiele umfassen Verfahren, die auf Zinkfinger-Nukleasen, auf transkriptionsaktivatorartigen Effektornukleasen (TALEN) oder auf modifizierten Homing-Endonukleasen beruhen.
  • In Ausführungsformen gemäß Anspruch 6 werden die Zellen mittels mechanischen oder biochemischen Zellaufschlussverfahren, insbesondere mittels hypotoner Lyse, lysiert. Beispielsweise können die Zellen in hypoosmolarer Lösung zum Platzen gebracht werden. Hierdurch können Zellmembranen oder Zellmembranfragmente mit hohem antigenen Reiz gewonnen werden, insbesondere für die Injektion als Vakzin.
  • In Ausführungsformen gemäß Anspruch 7 wird der Zellverband der Gewebeprobe aufgelöst, um eine Einzelzellsuspension zu erhalten. Das Auflösen kann beispielsweise enzymatisch mittels Trypsin oder Collagenase geschehen.
  • Des Weiteren stellt die Erfindung Zellmembranen zur Verfügung, welche durch ein erfindungsgemäßes Verfahren bereitgestellt wurden.
  • Insbesondere können die Zellmembran ein Expressionsmuster von Histokompatibilitätsantigenen aufweisen, von dem ein Teil, der in der Lage ist, eine inhibitorische Antwort des Immunsystems zu hemmen, maskiert oder entfernt wurde. Die bereitgestellten Zellmembranen sind geeignet, als Vakzin bei der Behandlung eines Malignoms zur spezifischen Aktivierung des Immunsystems verwendet zu werden.
  • Außerdem stellt die Erfindung die Verwendung von erfindungsgemäßen Zellmembranen als Medikament bei der Behandlung eines Malignoms zur Verfügung. Insbesondere können die Zellmembranen als Vakzin zur spezifischen Aktivierung des Immunsystems in vivo dienen.
  • In manchen Ausführungsformen können die Zellmembranen dazu verwendet werden, immunkompetente Zellen, insbesondere T-Zellen in vitro zu „schulen“, d.h. an den Neoantigenen zu aktivieren, und die geschulten oder aktivierten immunkompetenten Zellen in den Organismus zu re-injizieren. Für eine Aktivierung in vitro können immunkompetente Zellen entnommen, den Zellmembranen oder dem Vakzin ausgesetzt und nach erfolgter Aktivierung zurücktransfundiert werden.
  • Ausführungsformen gemäß Anspruch 10 umfassen die Verwendung der Zellmembranen als Impfstoff enthaltend die Zellmembranen oder zumindest Fragmente der Zellmembranen für den Organismus, aus dem die Gewebeprobe entnommen wurde, um eine spezifische Aktivierung oder Reaktion des Immunsystems hervorzurufen. Insbesondere kann die Verwendung eine Injektion des Impfstoffs umfassen.
  • In manchen Ausführungsformen kann die Verwendung der Zellmembranen lokal oder systemisch erfolgen. Lokale Verwendung umfasst beispielsweise die Injektion in den oder in die Nähe des Malignoms. Systemische Verwendung umfasst beispielsweise die Darreichung auf einem der folgenden Wege: oral, nasal, sublingual, rektal, subkutan, intravenös, perkutan etc.
  • In manchen Ausführungsformen kann die Verwendung zudem die Verwendung von Checkpoint-Inhibitoren und/oder klassischen Adjuvantien zur Steigerung der Immunreaktion, wie beispielsweise Bacillus Calmette Guerin (BCG), das Freud-Adjuvans oder Aluminiumhydroxid, umfassen.
  • Figurenliste
  • In der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die zeigen:
    • 1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bereitstellung eines Medikaments gemäß einer Ausführungsform
    • 2 eine schematische Ansicht einer Durchführung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform
    • 3 eine schematische Ansicht einer Durchführung eines Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform
    • 4 eine schematische Ansicht einer Zellmembran gemäß einer Ausführungsform
    • 5 eine Verwendung einer Zellmembran gemäß einer Ausführungsform
  • Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
  • 1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 10 zur Bereitstellung eines Medikaments zur Behandlung eines Malignoms. Dem Verfahren 10 geht ein Entnehmen 12 einer Gewebeprobe voraus. Das Verfahren 10 umfasst ein Bestimmen 14 eines Expressionsmusters, ein Maskieren oder Entfernen 16 eines immun-inhibierenden Teils des Expressionsmusters und ein Bereitstellen 18 von Zellmembranen durch Lysieren der Zellen.
  • Beim Entnehmen 12 einer Gewebeprobe werden zumindest Zellen des zu behandelnden Malignoms entnommen. Die Entnahme der Gewebeprobe kann beispielsweise eine Operation oder Biopsie umfassen.
  • Beim Bestimmen 14 eines Expressionsmusters wird ein malignom-spezifisches Expressionsmuster von Histokompatibilitätsantigenen an der Gewebeprobe bestimmt. Die Bestimmung des Expressionsmuster kann auf die bekannten Histokompatibilitätsantigene (oder manche davon) beschränkt sein, d.h. lediglich eine begrenzte Anzahl von vorbestimmten Proteinen umfassen. Insofern kann die Bestimmung des Expressionsmusters spezifischer und weniger aufwendig als die Bestimmung von Neoantigenen erfolgen, deren Anzahl und Zusammensetzung a priori nicht beschränkt oder bekannt sind.
  • Vorzugsweise umfasst das Bestimmen des Expressionsmusters die quantitative Bestimmung eines Expressionslevels. Beispielsweise können Expressionsmuster oder Expressionslevel durch bekannte Verfahren, wie RNA-Sequenzierung, DNA-Mikroarrays, quantitative PCR (quantitative Polymerase Chain Reaction), expression profiling, SAGE (serial analysis of gene expression, serielle Genexpressionsanalyse), etc. bestimmt werden.
  • Beim Maskieren oder Entfernen 16 eines immun-inhibierenden Teils des Expressionsmusters wird wenigstens ein solcher Teil des an den Zellen der Gewebeprobe vorhandenen Expressionsmusters maskiert oder entfernt, der in der Lage ist, eine inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben. In manchen Ausführungsformen können neben dem immun-inhibierenden Teil des Expressionsmusters auch weitere Teile des Expressionsmusters maskiert oder entfernt werden.
  • Histokompatibilitätsantigene mit inhibitorischer Wirkung können - falls sie nicht maskiert oder entfernt werden - beispielsweise an KIR-Rezeptoren (Killer-Immunglobulinähnlichen Rezeptoren), NKG2-Rezeptoren, LIL-R-Rezeptoren (Leukozyten-immunglobulinähnliche Rezeptoren) von immunkompetenten Zellen binden. Beispiele für Histokompatibilitätsantigene mit inhibitorischer Wirkung sind insbesondere die embryonalen Gruppen HLA-E, HLA-F und HLA-G.
  • Die inhibitorische Wirkung wird mittels Rezeptor-Ligand-Bindungen zwischen den Histokompatibilitätsantigenen (Ligand) und Rezeptoren auf den immunkompetenten Zellen vermittelt. Durch Maskierung oder Entfernung des inhibitorischen Teils der exprimierten Histokompatibilitätsantigene wird dessen inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen verhindert oder zumindest verringert.
  • Zusätzlich können auch weitere Histokompatibilitätsantigene, insbesondere die klassischen HLA-Gruppen der Klassen I und II (d.h. HLA-A bis -C, bzw. HLA-D) maskiert oder entfernt werden und somit die Immunreaktion auf das bereitzustellende Vakzin verstärkt werden. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass manche der Neoantigene den MHC-I (HLA-Gruppen -A, -B und -C) benötigt und manche Neoantigene den MHC-II (HLA-Gruppen DQB, DRB etc.) und somit nicht bei allen Zellen alle Histokompatibilitätsantigene entfernt oder maskiert werden sollten.
  • Beim Bereitstellen 18 von Zellmembranen durch Lysieren der Zellen werden diejenigen Zellen lysiert, an denen ein Teil des Expressionsmuster maskiert oder entfernt wurde. Hierdurch werden Zellmembranen (oder Fragmente von Zellmembranen) für eine Injektion erhalten. Die Lyse der Zellen ermöglicht, dass die Zellen nach Injektion sich nicht weiter teilen und proliferieren können und dass eine wesentliche Immunreaktion ausgelöst werden kann.
  • Die Schritte der Gewebeprobeentnahme 12 und der Expressionsmuster-Bestimmung 14 dienen dazu, die individuelle Kommunikationsstruktur zwischen dem Malignom und dem Immunsystem zu ermitteln. Insbesondere können hierdurch etwaige Escape-Mechanismen identifiziert werden, die das Malignom verwendet, um einer Immunreaktion zu entgehen.
  • Die Schritte der Maskierung oder Entfernung 16 und des Lysieren 18 dienen dazu, ein individuelles Vakzin zum Hervorrufen einer spezifischen Immunreaktion bereitzustellen. Insbesondere geschieht das Bereitstellen des Vakzins in vitro, d.h. vor Injektion der Zellmembranen. Basierend auf der vorangehenden Ermittlung der individuellen Kommunikationsstruktur zwischen dem Malignom und dem Immunsystem kann auch das Vakzin individuell hergestellt werden.
  • Etwaige Neoantigene, die von den entnommenen Malignomzellen als Oberflächenproteine exprimiert werden und typisch für das Malignom sind, werden durch die Maskierung oder Entfernung der inhibitorischen Histokompatibilitätsantigene nicht oder zumindest nicht wesentlich beeinflusst, sodass sie auch an den bereitgestellten Zellmembranen vorhanden sind. Bei einer Injektion der Zellmembranen mit Neoantigenen reagiert das Immunsystem - aufgrund der Maskierung ohne hemmende Wirkung der inhibitorischen Histokompatibilitätsantigene - insbesondere auf diese Neoantigene und leitet eine Immunantwort ein.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Durchführung eines Verfahrens. Im Uhrzeigersinn, beginnend links oben, sind eine Abfolge von schematischen Ansichten zu verschiedenen Zeitpunkten der Durchführung des Verfahrens dargestellt.
  • Ein Individuum 20 weist ein Malignom 22 auf. Im dargestellten Fall handelt es sich um einen Primärtumor, wenngleich andere Ausführungsbeispiele an Metastasen durchgeführt werden können. Beispielsweise kann es sich bei dem Malignom 22 um ein malignes Melanom handeln. Maligne Melanome weisen typischerweise eine große Anzahl von Neoantigenen auf.
  • Aus dem Individuum 20 wurde eine Gewebeprobe 24 entnommen, die Zellen 26 des Malignoms 22 umfasst. An der Gewebeprobe 24, insbesondere den entnommenen Zellen 26 des Malignoms 22, wird ein Expressionsmuster 28 von Histokompatibilitätsantigenen bestimmt. Dieses Bestimmen zeigt an, dass eine Zelle 26 der Gewebeprobe 24 das Expressionsmuster 28 mit im dargestellten Fall beispielsweise drei verschiedenen Gruppen von Histokompatibilitätsantigenen exprimiert.
  • Bei den drei Histokompatibilitätsantigenen handelt es sich im dargestellten Fall um Proteine der Gruppen HLA-E, HLA-A und HLA-F. Die Proteine der Gruppen HLA-E und HLA-F sind in der Lage, eine inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben.
  • So ist beispielsweise HLA-F in der Lage, an LIL-Rezeptoren der Lymphozyten zu binden und die Aktivität der Lymphozyten abzuschwächen. In vergleichbarer Weise ist auch HLA-E in der Lage, beispielsweise an NKG2-Rezeptoren zu binden und die Aktivität von natürlichen Killerzellen abzuschwächen. Die Gruppen HLA-E und HLA-F bilden also einen Teil 29 des Expressionsmusters 28, der die Immunantwort schwächen oder unterbinden kann.
  • Inhibitorische Wirkung soll hier den immun-modulatorischen Effekt bezeichnen, welcher die zytotoxische Aktivität der immunkompetenten Zellen vermindert oder verhindert. Dieser Signalweg kann zum Beispiel über das Immunrezeptor-Tyrosin-basierte inhibitorische Motiv (ITIM), d.h. zytoplasmatische Phosphorylierung, ausgelöst werden.
  • Die Proteine der Gruppe HLA-A sind im Wesentlichen nicht in der Lage, eine inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben.
  • Neben dem Expressionsmuster 28 umfassen die Zellen 26 des Malignoms auf ihren Oberflächen auch typische Neoantigene 33, die auf Neumutationen im Laufe der malignen Entartung basieren. Die Neoantigene 33 sind hier schematisch dargestellt, wenngleich eine Bestimmung dieser Neoantigene nicht notwendig ist.
  • In einem nächsten Schritt wird der Teil 29 des Expressionsmusters 28, der in der Lage ist, eine inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben, mittels Antikörpern 36 maskiert. Bei dem inhibierenden Teil 29 handelt es sich hier also um die Histokompatibilitätsantigene der Gruppen HLA-E und HLA-F, nicht jedoch HLA-A.
  • In anderen Ausführungsformen können auch klassische HLA-Gruppen der Klassen I oder II (wie beispielsweise hier HLA-A) maskiert werden und somit die Immunreaktion auf das bereitzustellende Vakzin verstärkt werden. Im dargestellten Fall wurde auf eine Maskierung von HLA-A verzichtet, da manche Neoantigene den MHC-I (HLA-Gruppen -A, -B und -C) benötigen. Somit werden im dargestellten Ausführungsbeispiel nicht bei allen Zellen alle Histokompatibilitätsantigene maskiert um eine spezifische Aktivierung des Immunsystems durch die präsentierten Neoantigene sicherzustellen.
  • Die HLA-E-Gruppen können durch anti-HLA-E-Antikörper maskiert werden. Die HLA-F-Gruppen können durch anti-HLA-F-Antikörper maskiert werden. In anderen Ausführungsbeispielen können alternativ bivalente Antikörper (anti-HLA-E/F) verwendet werden. Nach Maskierung durch die Antikörper 36 können die Proteine der Gruppen HLA-E und HLA-F nicht mehr an die entsprechenden LIL- bzw. NKG2-Rezeptoren von immunkompetenten Zellen binden und somit keine inhibitorische Wirkung auf die immunkompetenten Zellen ausüben.
  • Bei einer derartigen Verwendung von Antikörpern zur Maskierung von Histokompatibilitätsantigenen mit inhibitorischer Wirkung wird die Bindung der Histokompatibilitätsantigene an auf immunkompetenten Zellen vorhandenen Rezeptoren verhindert oder vermindert. Vorzugsweise weisen die Antikörper eine hohe Affinität zu den Histokompatibilitätsantigenen auf, insbesondere vergleichbar zu, größer als oder wesentlich größer als die Affinität der Immunrezeptoren. Vorzugsweise ist die Affinität groß genug, um ein Abdiffundieren und/oder kompetitives Verdrängen der Antikörper zu verhindern.
  • Nach Maskieren des immun-inhibitorischen Teils 29 des Expressionsmusters 28 werden die Zellen 26 (an denen ein Teil des Expressionsmusters maskiert wurde) lysiert, um Zellmembranen 32 für eine Injektion zu erhalten. Die Zellmembranen 32 weisen neben dem Expressionsmuster 28 von Histokompatibilitätsantigenen auch die malignom-typischen Neoantigene 33 auf, sowie die Antikörper 36, die den inhibitorischen Teil 29 des Expressionsmusters 28 maskieren.
  • Die Injektion (nicht dargestellt) der Zellmembranen 32 kann in das Individuum 20 erfolgen, aus dem die Gewebeprobe 24 mit Malignomzellen 26 entnommen wurde.
  • 3 zeigt eine schematische Ansicht einer Durchführung eines weiteren Verfahrens. Es sind im Uhrzeigersinn, beginnend links oben, eine Abfolge von schematischen Ansichten zu verschiedenen Zeitpunkten der Durchführung des Verfahrens dargestellt.
  • Bei dem in 3 dargestellten Verfahrensablauf wird - ähnlich zu dem in 2 dargestellten Verfahren - aus einem Individuum 20 eine Gewebeprobe 24 mit Zellen 26 eines Malignoms 22 entnommen und das Expressionsmuster 28 von Histokompatibilitätsantigenen zumindest einer Zelle 26 bestimmt. Die Zellen 26 weisen malignom-typische Neoantigene 33 auf.
  • Im Gegensatz zu dem in 2 dargestellten Verfahren wird jedoch gemäß 3 nach Bestimmen des Expressionsmuster der Teil 29 des Expressionsmusters, der in der Lage ist, eine inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben, mittels genmanipulativer Verfahren entfernt.
  • Analog zu dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wurde auch im hier dargestellten Fall HLA-A nicht entfernt, da manche Neoantigene den MHC-I benötigen. Somit werden im dargestellten Ausführungsbeispiel nicht bei allen Zellen alle Histokompatibilitätsantigene entfernt um eine spezifische Aktivierung des Immunsystems durch die präsentierten Neoantigene sicherzustellen.
  • Dieses Entfernen kann im dargestellten Fall mittels eines Crispr/CAS-Verfahrens erreicht werden, in dem die für die Histokompatibilitätsantigene der Gruppen HLA-E und HLA-F kodierenden DNA-Abschnitte aus dem Genom der Zellen 26 herausgeschnitten werden und die derart veränderten Zellen kultiviert werden. Hierdurch werden Zellen 26 bereitgestellt, die im Wesentlichen identisch mit den entnommenen Malignomzellen sind, ohne jedoch den immun-inhibierenden Teil 29 der Histokompatibilitätsantigene zu exprimieren (schematisch dargestellt durch gestrichelte Umrisse des Teils 29). Insbesondere exprimieren die Zellen jedenfalls die malignom-typischen Neoantigene 33.
  • Diejenigen Zellen 26, deren inhibitorischer Teil 29 entfernt wurde, werden lysiert, um Zellmembranen für eine Injektion zu erhalten. Die Zellmembranen 29 üben aufgrund der Entfernung des Teils 29 keinen oder einen zumindest verringerten inhibitorischen Effekt auf das Immunsystem aus. Sie umfassen jedoch weiterhin Neoantigene 33 um eine Immunantwort nach Injektion auslösen zu können.
  • 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Vakzins 34 aus einer Zellmembran 32, die durch ein erfindungsgemäßes Verfahren, ausgehend von einem Malignom (nicht dargestellt), bereitgestellt wurde. Beispielsweise kann es sich um eine Zellmembran handeln, die gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2 bereitgestellt wurde.
  • Die Zellmembran 32 weist ein Expressionsmuster 28 von Histokompatibilitätsantigenen auf. Ein Teil 29 des Expressionsmusters 28, der in der Lage ist, eine inhibitorische Antwort des Immunsystems zu hemmen, wurde mittels Antikörpern 36 maskiert. Auf diese Weise kann der inhibitorische Effekt des Teils 29 des Expressionsmusters 28 auf das Immunsystem vermieden oder zumindest verringert werden.
  • Neben dem Expressionsmuster 28 weist die Zellmembran 32 ferner Neoantigene 33 auf. Die Neoantigene sind Proteine, die auf Neumutationen des Genoms von Malignomzellen im Zuge der malignen Entartung basieren. Die Neoantigene sind charakteristisch für das Malignom und sind in der Lage, eine Antwort des Immunsystems hervorzurufen (falls die Immunantwort nicht gehemmt ist).
  • Die dargestellte Zellmembran 32 ist geeignet, als Vakzin 34 bei der Behandlung eines Malignoms zur spezifischen Aktivierung des Immunsystems verwendet zu werden.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Verwendung einer Zellmembran 32 gemäß 4 als Vakzin 34 zur Behandlung eines Malignoms. Die Zellmembran 32 wurde aus einer Gewebeprobe mit Zellen des zu behandelnden Malignoms bereitgestellt.
  • Zur Verwendung als Vakzin wird die Zellmembran 32 mit gebundenen Antikörpern 36, die einen inhibitorischen Teil 29 des Expressionsmusters von Histokompatibilitätsantigenen maskieren, und mit Neoantigenen 33 in den von dem Malignom befallenen Organismus injiziert.
  • Die immunkompetenten Zellen des Organismus erkennen manche der von der Zellmembran 32 präsentierten Proteine als fremde Antigene. Insofern auf den Zellmembranen Neoantigene 33 exprimiert und präsentiert sind, die der Organismus nicht kennt, kommt es zur Entwicklung einer entsprechenden Immunantwort, z.B. Ausbildung von Antikörpern und/oder Aktivierung von T-Zellen. Da keine immun-inhibitorischen Histokompatibilitätsantigene „sichtbar“ sind, wird diese Immunantwort nicht blockiert.
  • Im dargestellten Fall weisen die erfindungsgemäß bereitgestellten Zellmembranen 32 insbesondere zwei Wechselwirkungen mit dem Immunsystem 30 auf: Zum Einen rufen die Neoantigene 33, die typisch für das Malignom sind, eine adaptive Immunantwort gegen diese malignom-typischen Neoantigene hervor.
  • Zum Anderen kann der Teil 29 der Histokompatibiltätsantigene aufgrund seiner Maskierung durch Antikörper 36 die Immunantwort nicht oder zumindest vermindert hemmen. Im unmaskierten Zustand wäre der Teil 29 in der Lage, eine Antwort des Immunsystems 30, insbesondere gegen die Neoantigene 33, zu inhibieren.
  • Das Immunsystem 30 des Organismus löst eine Immunreaktion aus. Das Immunsystem 30 umfasst in der schematischen Darstellungsweise Immunkompetente Zellen 30a, 30b , nämlich Antigen-präsentierende Zellen (APC) 30a und CD8+ T-Zellen 30b.
  • Basierend auf der adaptiven Immunantwort (hier schematisch dargestellt durch Antigen-präsentierende Zellen 30a und T-Zellen 30b) kann das Immunsystem 30 jegliche Zellen 38 mit den zugrundeliegenden Neoantigenen 33 erkennen. Hierzu zählen insbesondere die Zellen des Malignoms, aus dessen Gewebeprobe das Vakzin in Form der Zellmembran 32 gewonnen wurde. Durch eine individuelle Bereitstellung des Vakzin kann die Immunantwort auf jene Neoantigene 33 gerichtet werden, die tatsächlich in dem Malignom exprimiert werden - ohne eine vorhergehende Bestimmung der Neumutationen oder Neoantigene, beispielsweise mittels aufwendiger Sequenzierung.
  • Die Immunantwort kann beispielsweise mittels CD8+ T-Zellen 30b mit T-Zell-Rezeptoren erfolgen. Die zytotoxischen T-Zellen 30b können durch Antigen-präsentierende Zellen 30a, welche das Neoantigen 33 oder ein Teilpeptid des Neoantigens 33 präsentieren, aktiviert worden sein. Wenn die aktivierten T-Zellen 30b eine Malignomzelle 38 anhand des Neoantigens 33 erkennen, so leiten sie die Apoptose (dargestellt durch gestrichelte Umrisse der Malignomzelle 38) der Malignomzellen ein.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Bereitstellung eines Medikaments zur Behandlung eines Individuums mit einem Malignom, umfassend: (a) Ermitteln der individuellen Kommunikationsstruktur zwischen dem Malignom und dem Immunsystem, beinhaltend - Bestimmen eines malignom-spezifischen Expressionsmusters von Histokompatibilitätsantigenen (Human Leucocyte Antigen, HLA) an einer Gewebeprobe mit Zellen des Malignoms, (b) Bereitstellen eines individuellen Vakzins zum Hervorrufen einer spezifischen Immunreaktion, beinhaltend - Maskieren oder Entfernen wenigstens eines solchen Teils des an den Zellen der Gewebeprobe vorhandenen Expressionsmusters, der in der Lage ist, eine inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben, und - Lysieren derjenigen Zellen, an denen ein Teil des Expressionsmuster maskiert oder entfernt wurde, um Zellmembranen oder Fragmente von Zellmembranen für eine Injektion zu erhalten.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem die Histokompatibilitätsantigene, deren Expressionsmuster bestimmt wird, embryonale HLA-Gruppen, insbesondere HLA-E, -F und/oder -G, umfassen.
  3. Verfahren gemäß dem Anspruch 2, bei welchem der zu maskierende oder entfernende Teil des Expressionsmusters die embryonalen HLA-Gruppen, insbesondere HLA-E, -F und/oder -G, umfasst.
  4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem der wenigstens eine Teil des Expressionsmuster mittels Antikörpern maskiert wird.
  5. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Teil des Expressionsmuster mittels genmanipulativer Verfahren entfernt wird.
  6. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem die Zellen mittels mechanischen oder biochemischen Zellaufschlussverfahren, insbesondere mittels hypotoner Lyse, lysiert werden.
  7. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem der Zellverband der Gewebeprobe aufgelöst wird, um eine Einzelzellsuspension zu erhalten.
  8. Zellmembranen, bereitgestellt durch ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
  9. Verwendung von Zellmembranen gemäß dem Anspruch 8 als Medikament bei der Behandlung eines Malignoms, insbesondere als Vakzin zur spezifischen Aktivierung des Immunsystems.
  10. Verwendung gemäß dem Anspruch 9 als Impfstoff enthaltend Zellmembranen oder den zumindest Fragmente der Zellmembranen für den Organismus, aus dem die Gewebeprobe entnommen wurde, um eine spezifische Aktivierung oder Reaktion des Immunsystems hervorzurufen.
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