DE19919225A1 - Tumorassoziiertes Antigen - Google Patents
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Abstract
Tumorassoziiertes Antigen, davon abgeleitete immunogene Peptide und dafür kodierende DNA-Moleküle sowie deren Verwendung in der Immuntherapie von Krebserkrankungen.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Immuntherapie von
Tumorerkrankungen.
Das Immunsystem hat die Aufgabe, den Organismus vor
einer Vielzahl verschiedener Mikroorganismen zu
schützen bzw. diese aktiv zu bekämpfen. Die Bedeutung
eines intakten Immunsystems zeigt sich vor allem bei
vererbten oder erworbenen Immundefizienzen. Der Einsatz
von prophylaktischen Vakzinprogrammen erwies sich in
vielen Fällen als äußerst zielführende und erfolgreiche
immunologische Intervention im Kampf gegen virale oder
bakterielle Infektionserkrankungen. Weiters hat sich
gezeigt, daß das Immunsystem auch an der Eliminierung
von Tumorzellen maßgeblich beteiligt ist. Dabei spielt
die Erkennung der tumorassoziierten Antigene (TAAs)
durch Komponenten des Immunsystems eine wesentliche
Rolle. Im weitesten Sinn kann jede (peptidische oder
nicht peptidische) Komponente einer Tumorzelle, die von
einem Element des Immunsystems erkannt und zur
Stimulation einer immunologischen Antwort führt, als
immunogenes Tumorantigen fungieren. Besondere Bedeutung
kommt dabei jenen Tumorantigenen zu, die nicht nur eine
immunologische Reaktion hervorrufen, sondern auch eine
Abstoßung des Tumors bewirken. Die Identifizierung
definierter Antigene, die solch eine immunologische
Reaktion bewirken können, stellt einen wichtigen
Schritt für die Entwicklung einer molekular definierten
Tumorvakzine dar. Obwohl noch nicht ganz geklärt ist,
welche Elemente des Immunsystems für eine Abstoßung des
Tumors verantwortlich sind, besteht doch ein Konsens
darüber, daß dabei CD8-exprimierende zytotoxische
T-Lymphozyten (CTLs) eine Hauptrolle spielen (Coulie,
1997). Besonders bei jenen Tumorarten (z. B. Melanom und
Nierenkarzinom), die eine relativ hohe
Spontanremissionsrate aufweisen, konnte eine
Korrelation zwischen klinischem Verlauf und dem
vermehrten Auftreten von CD8+- und CD4+-T-Zellen
festgestellt werden (Schendel et al., 1993; Mackensen
et al., 1993; Halliday et al., 1995; Kawakami et al.,
1995; Kawakami et al., 1996; Wang, 1997; Celluzzi und
Falo, 1998). Dabei wurden spezifische CTL-Klone
entweder aus tumorinfiltrierenden Lymphozyten (TIL)
oder peripheren mononuklearen Blutzellen (PBMC) nach
Kokultivierung mit meist autologen Tumorzellen und
Zytokinstimulierung in vitro erhalten. Sowohl in
Tiermodellen als auch in in vitro kultivierten humanen
Zellkultursystemen konnte die T-Zell-Antwort gegen
Tumorzellen durch Transfektion der Tumorzellen mit
Zytokinen verstärkt werden (van Elsas et al., 1997;
Gansbacher et al., 1990; Tepper et al., 1989; Fearon et
al., 1990; Dranoff et al., 1993).
Aufgrund der Korrelation zwischen Remission und
Beteiligung von CD8+-T-Zellen ist die Identifizierung
tumorassoziierter Antigene (TAA), die durch
CD8-positive CTLs erkannt werden, ein erklärtes
Hauptziel auf dem Weg zur Entwicklung einer
Tumorvakzine (Pardoll, 1998; Robbins und Kawakami,
1996). Ob auch andere Zelltypen des Immunsystems wie
z. B. CD4+-T-Helferzellen eine wesentliche Rolle spielen
ist noch unklar; einige Studien mit MAGE-3/HLA-A1
Peptiden in Melanompatienten deuten darauf hin
(Marchand et al., 1995; Boon et al., 1998). In den
vergangenen Jahren ist eine Reihe von TAAs, die durch
CTLs erkannt werden, identifiziert worden (Boon et al.,
1994; van den Eynde und van der Bruggen, 1997).
T-Zellen erkennen Antigene als Peptidfragmente, die an
Zelloberflächen von MHC-Molekülen ("major
histocompatibility complex", im Menschen "HLA" = "human
leukocyte antigen") präsentiert werden. Es gibt zwei
Klassen von MHC-Molekülen: MHC-I-Moleküle kommen auf
den meisten Zellen mit Kern vor und präsentieren
Peptide (üblicherweise 8-10-mere), die durch
proteolytischen Abbau endogener Proteine entstehen
(sog. Antigen-Verarbeitung, "antigen processing").
Peptid:MHC-I-Komplexe werden von CD8-positiven CTLs
erkannt. MHC-II-Moleküle kommen nur auf sog.
"professionellen antigen-präsentierenden Zellen"(APC)
vor, und präsentieren Peptide exogener Proteine, die im
Zuge der Endocytose von APC aufgenommen und verarbeitet
werden. Peptid:MHC-II-Komplexe werden von CD4-Helfer-T-
Zellen erkannt. Durch eine Interaktion zwischen
T-Zellrezeptor und Peptid:MHC-Komplex können
verschiedene Effektormechanismen ausgelöst werden, die
im Fall von CTLs zur Apoptose der Zielzelle führen. Das
geschieht, wenn entweder der MHC (z. B. im Fall der
Transplantatabstoßung), oder das Peptid (z. B. im Fall
intrazellulärer Pathogene) als fremd erkannt wird.
Allerdings erfüllen nicht alle präsentierten Peptide
die strukturellen und funktionellen Anforderungen für
eine effektive Interaktion mit T-Zellen (wie von
Rammensee et al., 1995 und weiter unten beschrieben).
Für den Einsatz von TAAs in einer Tumorvakzine sind
grundsätzlich mehrere Applikationsformen möglich: Das
Antigen kann entweder als rekombinantes Protein mit
geeigneten Adjuvantien bzw. Trägersystemen, oder als
für das Antigen kodierende cDNA in Plasmid- (DNA-
Vakzine; Tighe et al., 1998), bzw. viralen Vektoren
(Restifo, 1997) appliziert werden. Eine weitere
Möglichkeit besteht im Einsatz von rekombinanten
Bakterien (z. B. Listeria, Salmonella), die das humane
Antigen rekombinant exprimieren und durch ihre
zusätzlichen Komponenten eine adjuvative Wirkung haben
(Paterson, 1996; Pardoll, 1998). In allen diesen Fällen
ist eine Verarbeitung und Präsentation des Antigens
durch sog. "professionelle antigen-präsentierende
Zellen"(APC) notwendig. Eine weitere Möglichkeit ist
der Einsatz synthetischer Peptide (Melief et al.,
1996), die den korrespondierenden T-Zell-Epitopen des
Antigens entsprechen und die entweder von außen auf die
APC geladen (Buschle et al., 1997; Schmidt et al.,
1997) oder von den APC aufgenommen und intrazellulär
auf die MHC-I-Moleküle transferiert werden. Die
therapeutisch effizienteste Applikationsform für ein
definiertes Antigen wird im allgemeinen in klinischen
Studien bestimmt.
Zu den von den tumorspezifischen CTLs erkannten
Antigenen bzw. deren Epitopen zählen Moleküle, die aus
sämtlichen Proteinklassen stammen können
(z. B. Transkriptionsfaktoren, Rezeptoren, Enzyme; zur
Übersicht siehe Rammensee et al., 1995; Robbins und
Kawakami, 1996). Diese Proteine müssen nicht
notwendigerweise an der Zelloberfläche lokalisiert
sein, wie dies bei der Erkennung durch Antikörper
erforderlich ist. Um für die Erkennung durch CTLs als
tumorspezifisches Antigen zu fungieren bzw. um für die
Therapie eingesetzt zu werden, müssen die Proteine
bestimmte Bedingungen erfüllen: erstens soll das
Antigen hauptsächlich von Tumorzellen exprimiert werden
und in sog. "kritischen" Normalgeweben nicht oder nur
in geringerer Konzentration als in Tumoren vorkommen.
Kritische Normalgewebe sind essentielle Gewebe; eine
gegen sie gerichtete Immunreaktion könnte unter
Umständen schwerwiegende, zum Teil lethale Folgen
haben. Zweitens soll das Antigen nicht nur im
Primärtumor, sondern auch in den Metastasen vorhanden
sein. Des weiteren ist es im Hinblick auf eine breite
klinische Anwendung des Antigens erstrebenswert, wenn
es in mehreren Tumorarten in hoher Konzentration
vorhanden ist. Eine weitere Vorbedingung für die
Eignung eines TAA als wirksamer Bestandteil einer
Vakzine ist das Vorhandensein von T-Zell-Epitopen in
der Aminosäuresequenz des Antigens; vom TAA abgeleitete
Peptide sollen zu einer in-vitro/in-vivo-T-Zell-Antwort
führen (" immunogenes" Peptid). Ein weiteres
Selektionskriterium für ein klinisch breit anwendbares
immunogenes Peptid ist die Häufigkeit, mit der das
Antigen in einer gegebenen Patientenpopulation
anzutreffen ist.
Die immunogenen tumorassoziierten Antigene (TAAs), von
denen größtenteils bereits gezeigt wurde, daß sie
T-Zell-Epitope besitzen, lassen sich in mehrere
Kategorien einteilen, u. a. virale Proteine, mutierte
Proteine, überexprimierte Proteine, durch chromosomale
Translokation gebildete Fusionsproteine,
Differenzierungsantigene, onkofötale Antigene (van den
Eynde und Brichard, 1995; van den Eynde und van der
Bruggen, 1997).
Die Methoden zur Identifizierung und Charakterisierung
von TAAs, die den Ausgangspunkt für die Entwicklung
einer Tumorvakzine darstellen, beruhen einerseits auf
dem Einsatz von in Patienten bereits induzierten CTLs
(zelluläre Immunantwort) oder Antikörpern (humorale
Immunantwort), oder basieren auf der Erstellung
differenzieller Transkriptionsprofile zwischen Tumoren
und Normalgeweben. Im ersten Fall, dem immunologischen
Ansatz, werden Patienten-CTLs für ein Screening
eukaryotischer Tumor-cDNA-Expressionsbibliotheken, die
über MHC-I-Moleküle die CTL-Epitope präsentieren,
eingesetzt (Boon et al., 1994), während mittels
hochaffiner Patienten-Antiseren prokaryotische-cDNA-
Expressionsbibliotheken, direkt über eine Immunoblot-
Analyse der einzelnen Plaques auf das Vorhandensein von
TAAs untersucht werden (Sahin et al., 1995). Eine
Kombination von CTL-Reaktivität und proteinchemischen
Verfahren stellt die Isolierung von aus MHC-I-
isolierten Peptiden von Tumorzellen dar, die über
Reaktivität mit Patienten-CTLs vorselektioniert wurden.
Die Peptide werden aus dem MHC-I-Komplex ausgewaschen
und mit Hilfe der Massenspektrometrie identifiziert
(Falk et al., 1991; Woelfel et al., 1994; Cox et al.,
1994). Die Ansätze, welche CTLs zum Charakterisieren
von Antigenen verwenden, sind aufgrund der
erforderlichen Kultivierung und Aktivierung von CTLs
mit einem erheblichen Aufwand verbunden bzw. nicht
immer erfolgreich.
Methoden zur Identifizierung von TAAs, welche auf dem
Vergleich des Transkriptionsprofils von Normal- mit
Tumorgewebe beruhen, sind vielfältig; dazu zählen die
differenzielle Hybridisierung, die Erstellung von
Subtraktions-cDNA-Banken ("representational difference
analysis"; Hubank und Schatz, 1994; Diatchenko et al.,
1996) und der Einsatz der DNA-Chip-Technologie oder der
SAGE-Methode (Velculescu et al., 1995). Im Gegensatz
zur oben erwähnten immunologischen Methode mit Hilfe
von Patienten-CTLs muß beim Einsatz von
molekularbiologischen Methoden gezeigt werden, daß die
damit gefundenen potentiellen Antigenkandidaten
tumorspezifisch (tumorassoziiert) sind und tatsächlich
T-Zell-Epitope besitzen, die eine zytotoxische T-Zell-
Antwort auslösen können. In zumindest einem Fall
(NY-ESO/LAGE-1) wurde ein Antigen sowohl durch die
Verwendung von Patientenseren als auch durch RDA
identifiziert (Chen et al., 1997; Lethe et al. 1998),
außerdem wurden CTL-Epitope dieses Antigens und eine
gleichzeitige spontane humorale und T-Zell-Antwort in
einem Patienten beschrieben (Jager et al., 1998).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein neues
tumorassoziiertes Antigen (TAA) bereitzustellen.
Diese Aufgabe wurde gelöst, indem zunächst mittels RDA
("representational difference analysis") zwischen einer
Lungen-Adenokarzinom-Zelllinie (A549) und
Normallungengewebe eine cDNA-Substraktionsbibliothek
hergestellt wurde. Zur Selektion der im Tumor
überexprimierten Antigene wurden anschließend die
erhaltenen cDNA-Klone sequenziert und mit in
Datenbanken verfügbaren Sequenzen verglichen. Unter den
dabei annotierten Genen befanden sich 321 unbekannte,
zu denen größtenteils ESTs("expressed sequence tags")-
Einträge in der Datenbank existierten. Nach einer
weiteren qualitativen PCR-Analyse in cDNA-Bibliotheken
von kritischen Normalgeweben und immunprivilegierten
Geweben sowie detaillierteren Datenbankrecherchen
wurden die Anzahl der Kandidatenklone auf 56
eingeschränkt, deren ESTs nicht aus kritischen
Normalgeweben stammen. Mittels RT-PCR wurde
festgestellt, daß drei der 56 untersuchten Klone eine
Expression hauptsächlich in verschiedenen Tumorgeweben
und keine oder geringe Expression in Normalgeweben
aufweisen. Der qualitative Vergleich (mittels PCR) der
Expression eines der Klone (B99) zwischen Tumor- und
Normalgewebe zeigte eine Überexpression der B99-cDNA in
verschiedenen Tumoren. Das mittels Northern Blot
analysierte Expressionsprofil zeigte ergänzend, daß B99
in den untersuchten Normalgeweben keine oder nur eine
schwache Transkription aufwies.
Die humane B99-cDNA wurde kloniert, die erhaltene
Sequenz ist in SEQ ID NO: 1 dargestellt. Die
Sequenzanalyse der klonierten humanen B99-cDNA ergab,
daß von Position 427 bis Position 1743 ein
durchgehender offener Leserahmen vorliegt, der, auf
Nukleotid- und Proteinebene, eine hohe Identität mit
dem offenen Leserahmen von beta-1,3-Galaktosyl-o-
Glykosyl-Glykoprotein-beta-1,6-n-
Azetylglucosaminyltransferase besitzt. Aus den aus
Northern Blot-Experimenten gewonnenen Daten ist zu
schließen, daß das B99-Transkript eine Länge von ca.
3,0 kb hat. Der klonierte Bereich der B99-cDNA beträgt
2216 bp, wobei das Vorhandensein eines PolyA-Schwanzes
am 3'-Ende der Sequenz für die Vollständigkeit der cDNA
in diesem Bereich spricht. Der Unterschied in der Größe
der klonierten B99-cDNA im Vergleich zu der aus der
Northern Blot-Analyse ableitbaren Größe läßt sich durch
das Vorhandensein eines PolyA-Schwanzes unbekannter
Länge sowie eine zusätzliche Sequenz im 5'-nicht
translatierten Bereich von B99 erklären. Aufgrund der
Tatsache, daß im 5'-Bereich der klonierten cDNA von
Position 0 bis 427 kein durchgehender Leserahmen
vorhanden ist, kann gefolgert werden, daß es sich bei
dem ATG an Position 427 um das Startkodon von B99
handelt.
Zusätzliche Information über die weiter stromaufwärts
liegende Sequenz von B99 kann durch
molekularbiologische Standardmethoden gewonnen werden,
z. B. mittels 5-RACE ("rapid amplification of cDNA
ends"). Bei dieser Methode wird RNA, vorzugsweise mRNA,
aus Zellen oder Geweben, in denen B99 transkribiert
wird (z. B. Kolonkarzinom-Gewebe oder von
Lungenadenokarzinom abgeleitete Zelllinien wie A549)
revers transkribiert und anschließend mit einem Adaptor
bekannter Sequenz ligiert. Eine PCR mit einem
Adaptorprimer (bindet spezifisch an den Adaptor am 5'-
Ende der cDNA) und einem B99-spezifischen Primer (z. B.
SEQ ID NO: 8, 10, 11) erlaubt die Amplifikation
entsprechender B99-Fragmente. Diese PCR-Produkte
können, wie in Beispiel 1 beschrieben, nach
Standardmethoden kloniert und, insbesondere durch DNA-
Sequenzierung, charakterisiert werden.
Eine alternative Methode zur Charakterisierug des
5'-Endes ist das Screenen von cDNA-Bibliotheken durch
Hybridisierung mit für B99 spezifischen DNA-Sonden oder
Antiseren.
Führt das Screenen von cDNA-Bibliotheken aufgrund
methodisch bedingter Beschränkungen, z. B. ineffiziente
reverse Transkription bedingt durch ausgeprägte
Sekundärstrukturen der RNA, nicht zum gewünschten Ziel,
können genomische Bibliotheken untersucht werden, indem
z. B., wie beim Screenen von cDNA-Bibliotheken, durch
Hybridisierung mit für B99 spezifischen DNA-Sonden
Klone isoliert werden können, die die stromaufwärts vom
erhaltenen 5'-Ende der cDNA liegende Sequenzinformation
z. B. die Promotorregion von B99 enthalten.
Die isolierte cDNA kodiert für das tumorassoziierte
Antigen (TAA) der Bezeichnung B99 mit der in SEQ ID
NO: 2 angegebenen Aminosäuresequenz (B99-1). Die Sequenz
von B99-1 wird definiert durch das Startcodon an
Position 427 der isolierten B99-cDNA.
In einem weiteren Versuch zur Klonierung des
kodierenden Bereichs von B99, bei dem cDNA aus der
Lungenadenokarzinom-Zellinle A549 verwendet wurde,
wurde eine Sequenz ermittelt, die im Vergleich zur in
SEQ ID NO: 1 dargestellten Sequenz eine Insertion eines
Nukleotids an Position 923 aufweist (SEQ ID NO: 3 bzw.
SEQ ID NO: 5). Diese Insertion führt zu einer
Veränderung des offenen Leserahmens von B99 mit einer
daraus resultierenden veränderten Aminosäuresequenz im
C-terminalen-Bereich des B99-Proteins; die von diesem
Leserahmen abgeleitete Sequenz dieses B99-Antigens
(B99-2) ist in SEQ ID NO: 4 dargestellt. Außer der
Insertion weist die aus A549-Zellen isolierte cDNA
einen Nukleotidaustausch an Position 622 im Vergleich
zu Sequenz SEQ ID NO: 1 auf. Dieser Nukleotidaustausch
bedingt an Position Nr. 66 einen Ersatz von Arginin
(SEQ ID NO: 2, B99-1) durch Tryptophan (SEQ ID NO: 4,
B99-2). Abgesehen von diesem Aminosäureaustausch ist
die Aminosäuresequenz von B99-2 bis einschließlich
Position 166 identisch mit B99-1.
Die Insertion eines Nukleotids an Position 923 ergibt
einen zweiten potentiellen Leserahmen von Pos. 845 bis
1744 der in SEQ ID NO: 3 (bzw. SEQ ID NO: 5)
dargestellten Sequenz. Ein von einer cDNA mit diesem
Leserahmen exprimiertes Protein weist die in
SEQ ID NO: 6 dargestellte Aminosäuresequenz auf (B99-3).
Die Sequenz von B99-3 ist von Pos. 1 bis 27
unterschiedlich zu B99-1 und ab Pos 28 identisch mit
B99-1.
Die Erfindung betrifft somit in einem ersten Aspekt ein
tumorassoziiertes Antigen der Bezeichnung B99,
ausgewählt aus der Gruppe von Polypeptiden mit der in
SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 oder SEQ ID NO: 6 angegebenen
Aminosäuresequenz.
Die in SEQ ID NO: 2 (B99-1), SEQ ID NO: 4 (B99-2) und
SEQ ID NO: 6 (B99-3) dargestellten Aminosäuresequenzen
können Abweichungen aufweisen, z. B. solche, die durch
Austausch von Aminosäuren bedingt sind, sofern das B99-
Derivat die für die Anwendung in einer Tumorvakzine
erwünschten immunogenen Eigenschaften aufweist. (Ein
Beispiel für einen B-99-Polymorphismus dieser Art ist
der durch die Punktmutation bedingte Unterschied an
Position 66 zwischen B99-1 und B99-2).
Im folgenden wird, wenn nicht anders angegeben, die
Bezeichnung "B99" stellvertretend für B99-1, B99-2 und
B99-3 verwendet.
Die natürliche Aminosäuresequenz von B99 (bzw.
entsprechend die Sequenzen der B99-cDNA) kann
gegebenenfalls modifiziert sein, indem einzelne
Aminosäuren in einem B99-CTL-Epitop ausgetauscht
werden, um, im Vergleich zum natürlichen B99-CTL-
Epitop, eine Steigerung der Affinität von B99-Peptiden
zu MHC-I-Molekülen und damit eine erhöhte Immunogenität
und letztlich eine verstärkte Reaktivität gegenüber
Tumoren zu bewirken. Modifikationen im Bereich der B99-
Epitope können am B99-Gesamtprotein (dieses wird von
den APCs zu den entsprechenden Peptiden prozessiert)
bzw. an größeren B99-Proteinfragmenten oder an B99-
Peptiden (vgl. unten) vorgenommen werden.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende
Erfindung immunogene Fragmente und Peptide, die von B99
abgeleitet sind. Letztere werden im folgenden als
"B99-Peptide" bezeichnet. Eine erste Gruppe sind
B99-Peptide, die eine humorale Immunantwort (Induktion
von Antikörpern) auslösen. Derartige Peptide sind
ausgewählte Abschnitte von B99 (mindestens 12 bis
15 Aminosäuren), die mittels sogenannter Vorhersage-
Algorithmen ("prediction algorithms") wie z. B. dem
"surface probability blot" (Emini et al., 1985), dem
"hydrophobicity blot" (Kyte and Doolittle, 1982) und dem
"antigenic index" (Jameson and Wolf, 1988) ermittelt
werden können.
Bei der Auswahl von B99-Peptidkandidaten verdienen die
Regionen von B99-2 und B99-3, die sich von B99-1
unterscheiden, besonderes Interesse. Unter der
Voraussetzung, daß es sich bei der Insertion der B99-
DNA, die zu diesen Unterschieden in der
Aminosäuresequenz führt, um eine tumorspezifische
Mutation handelt, ist nämlich zu erwarten, daß Peptide
aus diesem Bereich eine verstärkte Immunogenität im
Vergleich zu Peptiden aus B99-1 aufweisen. Um zu
bestätigen, daß die Insertion tumorspezifisch ist,
können Antikörper gegen diesen Bereich generiert und
Tumorzellen auf Expression von B99-2 und B99-3
untersucht werden.
B99-Peptide werden direkt oder in modifizierter Form
(z. B. an KLH = "keyhole limpet hemocyanine" gekoppelt)
verabreicht und die Bildung von Antikörpern mittels
gängiger immunologischer Assays, z. B. mittels ELISA,
bestimmt.
Weitere, im Rahmen der vorliegenden Erfindung
bevorzugte, B99-Peptide sind diejenigen, die durch
MHC-Moleküle präsentiert werden und eine zelluläre
Immunantwort bewirken. Es gibt zwei Klassen von
MHC-Molekülen, nämlich MHC-I-Moleküle, die von
CD8-positiven CTLs und MHC-II-Moleküle, die von
CD4-positiven T-Helferzellen erkannt werden.
Damit ein Peptid eine zelluläre Immunantwort auslöst,
muß es an ein MHC-Molekül binden, wobei der zu
behandelnde Patient das MHC-Molekül in seinem Repertoire
aufweisen muß. Die Bestimmung des MHC-Subtyps des
Patienten stellt somit, im Hinblick auf die Auslösung
einer zellulären Immunantwort, eine der wesentlichen
Voraussetzungen für die wirksame Anwendung eines
Peptids an diesem Patienten dar.
Die Sequenz eines therapeutisch einzusetzenden B99-
Peptids wird durch das jeweilige MHC-Molekül
hinsichtlich Ankeraminosäuren und Länge vorgegeben.
Definierte Ankerpositionen und Länge gewährleisten, daß
ein Peptid in die Peptid-Bindungsfurche des jeweiligen
MHC-Moleküls des Patienten paßt. Dies hat zur Folge,
daß das Immunsystem stimuliert wird und eine zelluläre
Immunreaktion erzeugt wird, die sich, im Falle der
Verwendung eines von einem Tumorantigen abgeleiteten
Peptids, gegen die Tumorzellen des Patienten richtet.
Immunogene B99-Peptide können nach bekannten Methoden
identifiziert werden, eine der Grundlagen dafür ist die
Beziehung zwischen MHC-Bindung und CTL-Induktion.
Da also die Sequenz immunogener Peptide aufgrund ihres
Peptidbindungsmotivs vorherbestimmbar ist, können
B99-Peptide, die CTL-Epitope darstellen, aufgrund der
B99-Proteinsequenz identifiziert und synthetisiert
werden. Dazu sind verschiedene Methoden geeignet, die
zur Identifizierung von CTL-Epitopen von bekannten
Protein-Antigenen verwendet wurden; z. B. die von Stauss
et al., 1992, für die Identifizierung von T-Zell-
Epitopen in humanem Papillomavirus beschriebene
Methode.
Die allelspezifischen Anforderungen jedes MHC-I-Allel-
Produkts an ein Peptid, das an das MHC-Molekül bindet
und von diesem präsentiert wird, wurden als Motiv
zusammengefaßt (z. B. Falk et al., 1991). Bisher ist
eine große Anzahl sowohl von MHC-Peptid-Motiven als
auch von MHC-Liganden bekannt. Eine im Rahmen der
vorliegenden Erfindung geeignete Methode zur Suche nach
Epitopen eines bekannten Proteins, das in ein
bestimmtes MHC-I-Molekül paßt, wurde in einem
Übersichtsartikel von Rammensee et al., 1995,
beschrieben. Sie umfaßt die folgenden Schritte:
zunächst wird die Protein-Sequenz auf Abschnitte
untersucht, die dem Anker-Motiv entsprechen, wobei
gewisse Variationen hinsichtlich Peptidlänge und
Ankerbesetzung möglich sind. Wenn z. B. ein Motiv ein
9-mer mit Ile oder Leu am Ende vorschreibt, können auch
10-mere mit einem entsprechenden C-Terminus in Betracht
gezogen werden, ebenso Peptide mit anderen
aliphatischen Resten, wie Val oder Met am C-Terminus.
Auf diese Weise wird eine Reihe von Peptid-Kandidaten
erhalten. Diese werden auf das Vorhandensein möglichst
vieler Ankerreste, die sie gemeinsam mit bereits
bekannten Liganden haben, untersucht und/oder
daraufhin, ob sie für verschiedene MHC-Moleküle
"bevorzugte" Reste haben (entsprechend der Tabelle von
Rammensee et al., 1995). Um schwach bindende Peptide
auszuschließen, werden zweckmäßig Bindungs-Assays
durchgeführt. Wenn die Anforderungen an die Peptid-
Bindung für bestimmte MHC-Moleküle bekannt sind, können
die Peptid-Kandidaten auch auf Nicht-Ankerreste
untersucht werden, die sich negativ oder positiv auf
die Bindung auswirken, oder die diese erst ermöglichen
(Ruppert et al., 1993). Bei dieser Vorgangsweise ist
jedoch in Betracht zu ziehen, daß das Peptid-Bindungs-
Motiv für die Suche nach natürlichen Liganden nicht
allein ausschlaggebend ist; auch andere Aspekte, z. B.
die Enzymspezifität während der Antigenprozessierung,
tragen - zusätzlich zur Spezifität der MHC-Bindung -
zur Identität des Liganden bei. Eine Methode, die diese
Aspekte berücksichtigt, und die im Rahmen der
vorliegenden Erfindung zur Identifizierung von
immunogenen B99-Peptiden geeignet ist, wurde u. a. von
Kawakami et al., 1995, angewendet, um auf der Grundlage
bekannter HLA-A*0201-Motive gp-100-Epitope zu
identifizieren.
Die Peptide können auch im Hinblick auf ihre
Bindungsfähigkeit an MHC-II-Moleküle ausgewählt werden.
Das MHC-II-Bindungsmotiv, das sich über neun
Aminosäuren erstreckt, weist einen höheren Grad an
Degeneration in den Ankerpositionen auf als das MHC-I-
Bindungsmotiv. Es wurden kürzlich, ausgehend von der
Röntgenstrukturanalyse von MHC-II-Molekülen, Methoden
entwickelt, die die genaue Analyse der MHC-II-
Bindungsmotive, und ausgehend davon, Variationen der
Peptidsequenz erlauben (Rammensee et al. 1995, und die
dort zitierte Originalliteratur). Peptide, die an
MHC-II-Moleküle binden, werden den CD4-T-Zellen
typischerweise von dendritischen Zellen, Makrophagen
oder B-Zellen präsentiert. Die CD4-T-Zellen wiederum
aktivieren dann in der Folge direkt CTLs durch z. B.
Cytokin-Ausschüttung und Verstärken die Effizienz der
Antigen-Präsentation durch APC (dendritische Zellen,
Makrophagen und B-Zellen).
Seit kurzem sind Datenbanken und Vorhersage-Algorithmen
verfügbar, die mit großer Verläßlichkeit die Vorhersage
von Peptid-Epitopen erlauben, die an ein bestimmtes
MHC-Molekül binden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurden, unter
Verwendung des von Parker et al., 1994 und Rammensee et
al., 1995 beschriebenen Algorithmus, für die
wichtigsten HLA-Typen, insbesondere für HLA-A1,
-A*0201, -A3, -B7, -B14 und -B*4403, Kandidaten-Peptide
identifiziert, von denen zu erwarten ist, daß sie an
die entsprechenden HLA-Moleküle binden und daher
immunogene CTL-Epitope darstellen; die ermittelten
Peptide sind in Tabelle 2 aufgelistet. Auf ähnliche
Weise können, gegebenenfalls unter Verwendung weiterer
Algorithmen, die den unterschiedlichen Charakteristika
der Peptide (Hydrophobizität, Ladung, Größe) bzw.
Anforderungen an die Peptide, z. B. die 3D-Struktur des
HLA-Moleküls, Rechnung tragen, weitere potentielle
Peptid-Epitope ermittelt werden; dies gilt auch für
Peptid-Epitope anderer HLA-Typen.
Nach Auswahl von B99-Peptid-Kandidaten mit Hilfe der
angeführten Methoden wird deren MHC-Bindung mittels
Peptidbindungs-Assays getestet. Als nächstes wird die
Immunogenität der Peptide mit guten
Bindungseigenschaften bestimmt (Stabilität der Peptid-
MHC-Wechselwirkung korreliert in den meisten Fällen mit
Immunogenität; von der Burg et al., 1996). Um die
Immunogenität des ausgewählten Peptids oder Peptid-
Äquivalents zu bestimmen, können Methoden, wie z. B. von
Sette et al., 1994, beschrieben, in Kombination mit
quantitativen MHC-Bindungs-Assays verwendet werden.
Alternativ kann die Immunogenität des ausgewählten
Peptids über in-vitro-CTL-Induktion mittels bekannter
Methoden (wie weiter unten für ex-vivo-CTL-Induktion
beschrieben) getestet werden. Das Prinzip der in
mehreren Schritten durchgeführten Methode für die
Auswahl von Peptiden, die zur Auslösung einer
zellulären Immunantwort fähig sind, ist in der
WO 97/30721, auf deren Offenbarung hiermit ausdrücklich
Bezug genommen wird, beschrieben. Eine allgemeine
Strategie zum Erhalt effizienter immunogener Peptide,
die im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet ist,
wurde außerdem von Schweighoffer, 1997, beschrieben.
Statt die Originalpeptide zu verwenden, die in die
Bindungsfurche von MHC-I- oder MHC-II-Molekülen passen,
also Peptide, die unverändert von B99 abgeleitet sind,
können anhand der auf der Grundlage der
Originalpeptidsequenz angegebenen Minimalanforderungen
bezüglich Ankerpositionen und Länge Variationen
vorgenommen werden, sofern durch diese Variationen die
effektive Immunogenität des Peptids, die sich
zusammensetzt aus seiner Bindungsaffinität an das
MHC-Molekül und seiner Fähigkeit, T-Zell-Rezeptoren zu
stimulieren, nicht nur nicht beeinträchtigt ist,
sondern vorzugsweise verstärkt wird. In diesem Fall
werden also künstliche Peptide oder Peptid-Äquivalente
verwendet, die entsprechend den Anforderungen der
Bindungsfähigkeit an ein MHC-Molekül entworfen sind.
Solchermaßen veränderte Peptide werden als
"heteroclitische Peptide" bezeichnet. Sie können nach
folgenden Methoden erhalten werden:
Zunächst werden die Epitope von MHC-I- bzw. MHC-II- Liganden bzw. deren Variation z. B. nach dem von Rammensee et al., 1995, beschriebenen Prinzip vorgenommen. Die Länge des Peptids entspricht im Falle seiner Abstimmung auf MHC-I-Moleküle vorzugsweise einer Minimalsequenz von 8 bis 10 Aminosäuren mit den erforderlichen Ankeraminosäuren.
Zunächst werden die Epitope von MHC-I- bzw. MHC-II- Liganden bzw. deren Variation z. B. nach dem von Rammensee et al., 1995, beschriebenen Prinzip vorgenommen. Die Länge des Peptids entspricht im Falle seiner Abstimmung auf MHC-I-Moleküle vorzugsweise einer Minimalsequenz von 8 bis 10 Aminosäuren mit den erforderlichen Ankeraminosäuren.
Gegebenenfalls kann das Peptid auch am C- und/oder am
N-Terminus verlängert sein, sofern diese Verlängerung
die Bindungsfähigkeit an das MHC-Molekül nicht
beeinträchtigt bzw. das verlängerte Peptid auf die
Minimalsequenz zellulär prozessiert werden kann.
Die modifizierten Peptide werden daraufhin auf ihre
Erkennung durch TILs ("tumor-infiltrating
lymphocytes"), auf CTL-Induktion sowie auf verstärkte
MHC-Bindung und Immunogenität geprüft, wie von
Parkhurst et al., 1996, und Becker et al., 1997,
beschrieben.
Eine weitere im Rahmen der vorliegenden Erfindung
geeignete Methode zur Auffindung von Peptiden mit
stärkerer Immunogenität als die der natürlichen
B99-Peptide besteht im Screenen von Peptid-Bibliotheken
mit CTLs, die die natürlich auf Tumoren vorkommenden
B99-Peptide erkennen, wie von Blake et al., 1996,
beschrieben; in diesem Zusammenhang wird die Verwendung
kombinatorischer Peptid-Bibliotheken vorgeschlagen, um
Moleküle zu entwerfen, welche von MHC-I-restringierten
CTLs erkannte Tumorepitope nachahmen.
Die B99-Polypeptide der vorliegenden Erfindung oder
davon abgeleitete immunogene Fragmente oder Peptide
können rekombinant oder mittels Peptid-Synthese
hergestellt werden, wie in der WO 96/10413 beschrieben,
auf deren Offenbarung hiermit Bezug genommen wird. Für
die rekombinante Herstellung wird das entsprechende
DNA-Molekül nach Standardmethoden in einen
Expressionsvektor eingefügt, in eine geeignete
Wirtszelle transfiziert, der Wirt unter geeigneten
Expressionsbedingungen kultiviert und das Protein
gereinigt. Für die chemische Synthese von B99-Peptiden
können herkömmliche Methoden verwendet werden, z. B. im
Handel erhältliche automatische Peptid-Synthesizer.
Alternativ zu natürlichen B99-Peptiden oder
heteroclitischen Peptiden können Substanzen, die solche
Peptide vortäuschen, z. B. "Peptidomimetica" oder "retro
inverse-Peptide", verwendet werden. Zur Testung dieser
Moleküle im Hinblick auf die therapeutische
Verwendbarkeit in einer Tumorvakzine werden dieselben
Methoden angewendet wie oben für die natürlichen
B99-Peptide oder B99-Peptidäquivalente.
Das TAA der Bezeichnung B99 gemäß der vorliegenden
Erfindung und die davon abgeleiteten Proteinfragmente,
Peptide bzw. Peptid-Äquivalente oder Peptidomimetika
können in der Krebstherapie eingesetzt werden, z. B. um
eine Immunantwort gegen Tumorzellen zu induzieren, die
die entsprechenden Antigen-Determinanten exprimieren.
Vorzugsweise werden sie für die Therapie von B99-
positiven Tumoren verwendet, insbesondere beim
Nierenzell-, Lungen-, Kolon-, Pankreas- und
Magenkarzinom.
Die Immunantwort in Form einer Induktion von CTLs kann
in vivo oder ex vivo bewirkt werden.
Für die in-vivo-Induktion von CTLs wird eine
pharmazeutische Zusammensetzung, enthaltend als wirksame
Komponente das TAA B99 bzw. davon abgeleitete Fragmente
oder Peptid(e), einem Patienten verabreicht, der an
einer mit dem TAA assoziierten Tumorerkrankung leidet,
wobei die Menge an TAA(Peptid) ausreichen muß, um eine
wirksame CTL-Antwort auf den Antigen-tragenden Tumor zu
erzielen.
Die Erfindung betrifft somit in einem weiteren Aspekt
eine pharmazeutische Zusammensetzung für die
parenterale, topische, orale oder lokale Verabreichung.
Vorzugsweise dient die Zusammensetzung der parenteralen
Verabreichung, z. B. für die subkutane, intradermale oder
intramuskuläre Anwendung. Die B99-TAAs/Peptide sind in
einem pharmazeutisch annehmbaren, vorzugsweise
wässerigen, Träger gelöst oder suspendiert. Die
Zusammensetzung kann außerdem übliche Hilfsstoffe, wie
Puffer, etc. enthalten. Die TAAs/Peptide können allein
oder in Kombination mit Adjuvantien, z. B. inkomplettem
Freund's Adjuvans, Saponinen, Aluminiumsalzen oder, in
einer bevorzugten Ausführungsform, Polykationen wie
Polyarginin oder Polylysin, verwendet werden. Die
Peptide können auch an Komponenten, die die
CTL-Induktion oder CTL-Aktivierung unterstützen,
gebunden werden, z. B. an T-Helferpeptide, Lipide oder
Liposomen, oder sie werden gemeinsam mit diesen
Substanzen und/oder gemeinsam mit immunstimulierenden
Substanzen, z. B. Zytokinen (IL-2, IFN-γ) verabreicht.
Methoden und Formulierungen, die zur Herstellung und
Verabreichung der erfindungsgemäßen pharmazeutischen
Zusammensetzung geeignet sind, sind in der WO 95/04542
und WO 97/30721, auf deren Offenbarung hiermit Bezug
genommen wird, beschrieben.
B99(Fragmente) bzw. B99-Peptide können auch verwendet
werden, um eine CTL-Antwort ex vivo auszulösen. Eine ex-
vivo-CTL-Antwort auf einen Tumor, der B99 exprimiert,
wird induziert, indem man die CTL-Vorläuferzellen
zusammen mit APCs und B99-Peptiden bzw B99-Protein
inkubiert. Dann läßt man die aktivierten CTLs
expandieren, worauf sie dem Patienten wieder verabreicht
werden. Alternativ können APCs mit B99-Peptiden beladen
werden, was zu einer effizienten Aktivierung zellulärer
Immunreaktionen gegen B99 positive Tumoren führen kann
(Mayordomo et al., 1995; Zitvogel et al., 1996). Eine
geeignete Methode um Peptide auf Zellen, z. B.
dendritische Zellen, zu laden, wird in der WO 97/19169
geoffenbart.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird eine
Kombination mehrerer verschiedener B99-Peptide oder
B99-Peptidäquivalente angewendet. In einer weiteren
Ausführungsform werden B99-Peptide mit von anderen TAAs
abgeleiteten Peptiden kombiniert. Die Auswahl von
Peptiden für derartige Kombinationen wird im Hinblick
auf die Erfassung unterschiedlicher MHC-Typen getroffen,
um eine möglichst breite Patientenpopulation abzudecken,
und/oder sie wird auf ein möglichst breites
Indikationsspektrum abgestellt, indem Peptide mehrerer
unterschiedlicher Tumorantigene kombiniert werden. Die
Anzahl der Peptide in einer pharmazeutischen
Zusammensetzung kann über einen weiten Bereich
schwanken, typischerweise enthält eine klinisch
anwendbare Vakzine 1 bis 15, vorzugsweise 3 bis
10 verschiedene Peptide.
Die erfindungsgemäßen Peptide können auch als
diagnostische Reagentien eingesetzt werden.
Beispielsweise können die Peptide dazu benutzt werden,
um das Ansprechen eines Patienten auf die durch das
immunogene Peptid hervorgerufene humorale oder zelluläre
Immunantwort zu testen. Dadurch besteht die Möglichkeit,
ein Behandlungsprotokoll zu verbessern. Beispielsweise
kann in Abhängigkeit der Darreichungsform (Peptid,
Gesamtprotein oder DNA-Vakzine) des TAA die Zunahme von
Vorläufer-T-Zellen in den PBLs, die eine Reaktivität
gegen das definierte Peptidepitop aufweisen, untersucht
werden (Robbins und Kawakami, 1996 sowie darin zitierte
Referenzen). Außerdem können die Peptide oder das
Gesamtprotein bzw. gegen das TAA gerichtete Antikörper
dazu verwendet werden, um das Risiko eines Patienten an
einem B99-assoziierten Tumor zu erkranken, vorherzusagen
bzw. den Krankheitsverlauf eines B99-positiven Tumors zu
charakterisieren (z. B. durch immunhistochemische
Analysen von Primärtumor und Metastasen). Eine derartige
Strategie hat sich schon mehrfach als erfolgreich
erwiesen, z. B. der Nachweis des Östrogenrezeptors als
Entscheidungsgrundlage zur Endokrintherapie bei
Brustkrebs; c-erbB-2 als relevanter Marker bei
Prognostik und Therapieverlauf bei Brustkrebs (Ravaioli
et al., 1998; Revillion et al., 1998); PSMA ("prostate
specific membrane antigen") als Marker für
Epithelialzellen des Prostatakarzinoms im Serum bzw.
durch Einsatz eines 111In-markierten monoklonalen
Antikörpers gegen PSMA bei der Immunoscintigraphie auf
Prostatakarzinom (Murphy et al., 1998 und inkludierte
Referenzen); CEA ("carcinoembryonic antigen") als
serologischer Marker für die Prognose und Verlauf bei
Patienten des kolorektalen Karzinoms (Jessup und Loda,
1998).
Die vorliegende Erfindung betrifft in einem weiteren
Aspekt isolierte DNA-Moleküle, kodierend für ein
Protein mit den immunogenen Eigenschaften von B99 oder
für Fragmente davon.
In einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein
isoliertes DNA-Molekül, das ein Polynukleotid mit der
in SEQ ID NO: 1 dargestellten Sequenz enthält oder das
ein Polynukleotid enthält, das mit einem Polynukleotid
der in SEQ ID NO: 1 dargestellten Sequenz unter
stringenten Bedingungen hybridisiert.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende
Erfindung ein isoliertes DNA-Molekül, das ein
Polynukleotid mit der in SEQ ID NO: 3 (bzw. SEQ ID NO: 5)
dargestellten Sequenz enthält oder das ein
Polynukleotid enthält, das mit einem Polynukleotid der
in SEQ ID NO: 3 (bzw. SEQ ID NO: 5) dargestellten Sequenz
unter stringenten Bedingungen hybridisiert.
Die erfindungsgemäßen DNA-Moleküle bzw. Fragmente davon
kodieren für (Poly)peptide der Bezeichung B99 (B99-1,
B99-2 oder B99-3) mit der in SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4
oder SEQ ID NO: 6 dargestellten Aminosäuresequenz bzw.
für davon abgeleitete Proteinfragmente oder Peptide;
damit sind DNA-Moleküle mitumfaßt, die durch die
Degeneration des genetischen Codes Abweichungen von der
in SEQ ID NO: 1 oder SEQ ID NO: 3 bzw. SEQ ID NO: 5
dargestellten Sequenz aufweisen.
Die Erfindung betrifft auch DNA-Moleküle, die durch
konservativen Austausch von Aminosäuren bedingte
Abweichungen von der in SEQ ID NO: 1 oder SEQ ID NO: 3
(bzw. SEQ ID NO: 5) dargestellten Sequenz aufweisen,
sofern sie für ein B99-Derivat bzw. Fragmente oder
Peptide mit den für die Anwendung als Tumorvakzine
erwünschten immunogenen Eigenschaften kodieren.
Im folgenden werden die oben definierten,
gegebenenfalls modifizierten, für B99-1, B99-2 bzw.
B99-3 bzw. für Fragmente davon kodierenden DNA-
Moleküle, wenn nicht anderes angegeben, als "B99-DNA-
Moleküle" bezeichnet.
Die B99-DNA-Moleküle der vorliegenden Erfindung oder
die entsprechenden RNAs, die ebenfalls Gegenstand der
vorliegenden Erfindung sind, werden, wie die davon
kodierten (Poly)Peptide, für die Immuntherapie von
Krebserkrankungen eingesetzt.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden
DNA-Moleküle, kodierend für natürliche B99-Polypeptide
verwendet. Alternativ zur natürlichen B99-cDNA bzw.
Fragmenten davon können modifizierte Derivate verwendet
werden. Diese umfassen Sequenzen mit Modifikationen,
die für ein Protein(fragment) bzw. Peptide mit
stärkerer Immunogenität kodieren, wobei für die
Modifikationen auf DNA-Ebene dieselben Überlegungen
gelten wie für die oben beschriebenen Peptide. Eine
weitere Art der Modifikation ist die Aneinanderreihung
zahlreicher Sequenzen, kodierend für immunologisch
relevante Peptide, nach Art einer Perlenschnur
("string-of-beads"; Toes et al., 1997). Die Sequenzen
können auch durch Anfügung von Hilfselementen
modifiziert werden, z. B. Funktionen, die eine
effizientere Abgabe und Prozessierung des Immunogens
gewährleisten (Wu et al., 1995). Beispielsweise kann
durch Anfügen einer Lokalisierungssequenz in das
endoplasmatische Retikulum ("ER targetting sequence")
die Prozessierung und damit die Präsentation und
letztlich die Immunogenität des Antigens erhöht werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft in einem weiteren
Aspekt ein rekombinantes DNA-Molekül, das B99-DNA
enthält.
Die B99-DNA-Moleküle der vorliegenden Erfindung können,
vorzugsweise in rekombinanter Form als Plasmide, direkt
oder als Bestandteil eines rekombinanten Virus, oder
Bakteriums verabreicht werden. Prinzipiell kann jede
gentherapeutische Methode für die Immuntherapie von
Krebs auf Basis von DNA ("DNA-Vakzine") auf B99-DNA
angewendet werden, und zwar sowohl in vivo als auch ex
vivo.
Beispiele für die in-vivo-Verabreichung sind die
direkte Injektion von "nackter" DNA, entweder
intramuskulär oder mittels Gen-Pistole ("gene gun") von
der sich gezeigt hat, daß sie zur Bildung von CTLs
gegen Tumorantigene führt. Beispiele für rekombinante
Organismen sind Vaccinia Virus, Adenovirus oder
Listeria monocytogenes (eine Übersicht wurde von
Coulie, 1997, gegeben). Desweiteren können synthetische
Träger für Nukleinsäuren, wie kationische Lipide,
Mikrosphären, Mikrokügelchen oder Liposomen für die in-
vivo-Verabreichung von Nukleinsäure-Molekülen,
kodierend für B99-Peptid verwendet werden. Ähnlich wie
für Peptide können verschiedene Hilfsstoffe, die die
Immunantwort verstärken, mitverabreicht werden, z. B.
Zytokine, entweder in Form von Proteinen oder dafür
kodierenden Plasmiden. Die Applikation kann
gegebenenfalls mit physikalischen Methoden, z. B.
Elektroporation, kombiniert werden.
Ein Beispiel für die ex-vivo-Verabreichung ist die
Transfektion dendritischer Zellen, wie von Tuting,
1997, beschrieben, oder anderer APCs, die als zelluläre
Krebsvakzine zur Anwendung kommen.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit in einem
weiteren Aspekt die Verwendung von Zellen, die B99
exprimieren, entweder von sich aus oder, in
gegebenenfalls modifizierter Form, nach Transfektion
mit der entsprechend kodierenden Sequenz, für die
Herstellung einer Krebsvakzine.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt
Antikörper gegen B99 bzw. Fragmente davon. Polyklonale
Antikörper können in herkömmlicher Weise durch
Immunisierung von Tieren, insbesondere Kaninchen,
mittels Injektion des Antigens bzw. Fragmenten davon,
und anschließender Reinigung des Immunglobulins
erhalten werden.
Monoklonale anti-B99-Antikörper können nach
Standardprotokollen gemäß dem von Köhler und Milstein,
1975, beschriebenen Prinzip gewonnen werden, indem
Tiere, insbesondere Mäuse, immunisiert, anschließend
antikörperproduzierende Zellen der immunisierten Tiere
immortalisiert werden, z. B. durch Fusion mit
Myelomzellen, und der Überstand der erhaltenen
Hybridome mittels immunologischer Standard-Assays auf
monoklonale anti-B99-Antikörper gescreent wird. Für den
therapeutischen oder diagnostischen Einsatz im Menschen
können diese tierischen Antikörper gegebenenfalls auf
herkömmliche Weise chimerisiert (Neuberger et al.,
1984, Boulianne et al., 1984) oder humanisiert
(Riechmann et al., 1988, Graziano et al., 1995) werden.
Humane monoklonale anti-B99-Antikörper(fragmente)
können auch von sog. "Phage Display Libraries" (Winter
et al., 1994, Griffiths et al., 1994, Kruif et al.,
1995, Mc Guiness et al., 1996) und mittels transgener
Tiere (Brüggemann et al., 1996, Jakobovits et al.,
1995) gewonnen werden.
Die erfindungsgemäßen anti-B99-Antikörper können in
immunhistochemischen Analysen für diagnostische Zwecke
eingesetzt werden.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die
Verwendung von B99-spezifischen Antikörpern, um
beliebige Substanzen selektiv zu bzw. in einen Tumor zu
bringen, der B99 exprimiert. Beispiele für solche
Substanzen sind zytotoxische Agentien oder radioaktive
Nuklide, deren Wirkung darin besteht, den Tumor vor Ort
zu schädigen. Aufgrund der tumorspezifischen Expression
von B99 sind dabei keine oder nur geringe
Nebenwirkungen zu erwarten. In einem weiteren Aspekt
können mit Hilfe von B99-Antikörpern Substanzen zur
Sichtbarmachung von Tumoren, die B99 exprimieren,
herangezogen werden. Dies ist für die Diagnose und die
Bewertung des Therapieverlaufs von Nutzen.
Therapeutische und diagnostische Anwendungen von
Antikörpern, die für anti-B99-Antikörper in Frage
kommen, sind in der WO 95/33771 für beschrieben.
Das TAA der Bezeichnung B99 gemäß der vorliegenden
Erfindung und die davon abgeleiteten Proteinfragmente,
Peptide bzw. Peptid-Äquivalente oder Peptidomimetika
können in der Krebstherapie eingesetzt werden, z. B. um
eine Immunantwort gegen Tumorzellen zu induzieren, die
die entsprechenden Antigen-Determinanten exprimieren.
Vorzugsweise werden sie für die Therapie von B99-
positiven Tumoren verwendet, insbesondere beim
Nierenzell-, Lungen-, Kolon-, Pankreas- und
Magenkarzinom.
Fig. 1 RT-PCR-Analyse von cDNA-Pools verschiedener
humaner Tumor- und Normalgewebe mittels B99-
spezifischen Primern
Fig. 2 RT-PCR-Analyse von individuellen cDNAs
verschiedener humaner Tumor- und Normalgewebe mittels
B99-spezifischen Primern
Fig. 3 Transkription von B99 in Normalgeweben:
Northern Blot Analyse von mRNA aus 16 Normalgeweben
Northern Blot Analyse von mRNA aus 16 Normalgeweben
RDA ("Representational Difference Analysis") von der
humanen Adenokarzinomzelllinie der Lunge (A549) und
normalem Lungengewebe
Die von ATCC bezogene humane Lungenadenokarzinom-
Zellinie A549 (CCL 185) wurde in T150
Zellkulturflaschen hochgezüchtet. Als Nährmedium diente
MEM mit 10% hitze-inaktiviertem, fötalem Kälberserum
und 2 mM L-Glutamin. Alle 3 bis 4 Tage wurden die
Zellen durch Trypsinisieren 1 : 5 bis 1 : 10 zur
Propagation gespalten. Nach Erreichen von etwa
80% Konfluenz wurden pro T150 Zellkulturflasche 4 ml
einer Trypsinlösung (Angaben pro Liter: 8 g NaCl,
0, 2 g KCl, 1, 13 g Na2HPO4-wasserfrei, 0,2 g KH2PO4,
100 ml 2,5% Trypsinlösung, 1 g EDTA-Na-Salz; pH7,2-7,4)
zum Ernten der Zellen eingesetzt. Die 4 ml wurden in
ein 15-ml-Falconröhrchen transferiert, mit 8 ml PBS
versetzt, bei 1200 rpm in einer Haereus-Tischzentrifuge
(Megafuge 2.0R) 5 min bei 4°C zentrifugiert, das
Zellpellet mit 1 ml Lysis-Puffer (10 mM TrisHCl pH8,
140mM NaCl, 1,5 mM MgCl2, 0,5% NP40) versetzt, kräftig
geschüttelt und in einem 2-ml-Eppendorfgefäß bei
12 000 rpm und 4°C 5 min in einer Sigma-Tischzentrifuge
(Sigma 202 MK) abzentrifugiert. Der Überstand wurde in
ein neues Eppendorfgefäß transferiert und nach Zusatz
von 55 µl 20% SDS-Lösung zweimal mit dem doppelten
Volumen an einer CHCl3/Phenol(1 : 1 v/v)-Mischung und
einmal mit dem einfachen Volumen an CHCl3 extrahiert.
Die wässrige RNA-enthaltende Phase wurde mit
1/10 Volumen an 3M NaAc (pH5) und dem zweifachen
Volumen an 96% EtOH versetzt und über Nacht bei -20°C
die RNA präzipitiert. Ausgehend von 1 mg total-RNA
wurde für die Isolierung von poly-A(+)RNA mittels des
PolyATtract Kit (Promega) entsprechend dem Hersteller-
Protokoll vergegangen. Die Lagerung der A549 poly-
A(+)RNA mit einer Konzentration von 1 mg/ml in DEPC-
behandeltem H2O erfolgte in Aliquots bei -80°C.
Zur Durchführung der repräsentativen Differenzanalyse
(RDA; Hubank and Schatz, 1994; Diatchenko et al., 1996)
wurde die poly-A(+)RNA der Lungenadenokarzinom-Zellinie
A549 als "tester", die von normalem Lungengewebe
(1 mg/ml; Clontech, Palo Alto; #6524-1) als "driver"
eingesetzt. Die RDA wurde unter Verwendung des PCR-
selectTM kit (Clontech, Palo Alto) entsprechend dem
Hersteller-Protokoll durchgeführt mit der Ausnahme, daß
ein modifiziertes Primer/Adaptor-2-Oligonukleotidsystem
mit folgender Sequenz zum Einsatz kam:
5' -TGTAGCGTGAAGACGACAGAAAGGGCGTGGTACCGAGCTCGAG-3'
(Adaptor-2-alt-1; SEQ ID NO: 19),
5-AGGGCGTGGTACCGAGCTCGAG-3' (nested-PCR-primer-2-alt;
SEQ ID NO: 20) und 5'-GGCTCGAGCTC-3 (Adaptor-2-alt-2;
SEQ ID NO: 21). Die neu generierten Primer/Adaptor- Sequenzen ermöglichen durch die Anwesenheit von drei neuen Restriktionsenzymschnittstellen (Kpn I, Sac I und Xho I) in der Sequenz des nested-PCR-primer-2-alt nach Klonierung der subtrahierten cDNA-Fragmente in den pPCRII-Vektor ein nachträgliches Herausschneiden der jeweiligen cDNA-Fragmente. Das Designen einer Primer/Adaptorsequenz mit mehreren verfügbaren Restriktionsenzymschnittstellen war deshalb notwendig, weil besonders in den Primersequenzen - bedingt durch die PCR-Amplifikationsschritte - oft Punktmutationen zu beobachten waren.
5' -TGTAGCGTGAAGACGACAGAAAGGGCGTGGTACCGAGCTCGAG-3'
(Adaptor-2-alt-1; SEQ ID NO: 19),
5-AGGGCGTGGTACCGAGCTCGAG-3' (nested-PCR-primer-2-alt;
SEQ ID NO: 20) und 5'-GGCTCGAGCTC-3 (Adaptor-2-alt-2;
SEQ ID NO: 21). Die neu generierten Primer/Adaptor- Sequenzen ermöglichen durch die Anwesenheit von drei neuen Restriktionsenzymschnittstellen (Kpn I, Sac I und Xho I) in der Sequenz des nested-PCR-primer-2-alt nach Klonierung der subtrahierten cDNA-Fragmente in den pPCRII-Vektor ein nachträgliches Herausschneiden der jeweiligen cDNA-Fragmente. Das Designen einer Primer/Adaptorsequenz mit mehreren verfügbaren Restriktionsenzymschnittstellen war deshalb notwendig, weil besonders in den Primersequenzen - bedingt durch die PCR-Amplifikationsschritte - oft Punktmutationen zu beobachten waren.
Nach der Synthese von doppelsträngiger cDNA mittels
oligo-dT wurde die erhaltene cDNA von "tester" und
"driver" mit RsaI verdaut (RsaI ist ein 4-Basen
erkennendes Restriktionsenzym und liefert im
statistischen Mittel 256 bp lange cDNA-Fragmente).
Gleiche Teile von "tester-cDNA" wurden entweder mit den
Adaptoren 1 oder 2 ligiert und anschließend getrennt
mit einem Überschuß an "driver-cDNA" bei 65°C
hybridsiert. Danach wurden die beiden Ansätze vereinigt
und einer zweiten Hybridisierung mit frischer
denaturierter "driver-cDNA" unterworfen. Die
angereicherten "tester"-spezifischen cDNAs wurden
anschließend durch PCR mit für die Adaptoren 1 bzw. 2
spezifischen Primern exponentiell amplifiziert. Für
eine weitere Anreicherung wurde ein Aliquot dieser
Reaktion einer zweiten PCR mit spezifischen nach innen
versetzten ("nested") Primern unterworfen. Die aus
dieser Reaktion resultierenden, exponentiell
amplifizierten cDNA-Fragmente wurden direkt in den
pCRII-Vektor (Invitrogen; "TA-cloning vector") ligiert
und anschließend ein Drittel des Ligationsansatzes in
kompetente E. coli (OneShotTM, Invitrogen) transfiziert.
712 positive Transformanten (Blau-Weiß-Selektion)
wurden erhalten und in 96-Napf-Blöcken in LB-Amp Medium
(1,3 ml pro Napf) für 48 h bei 37°C kultiviert. Pro Napf
wurden 750 µl der E.-coli-Suspensionen für die
Präparation der Plasmid-DNA eingesetzt (96-Napf-
Minipräparationsmethode von QIAgen nach Vorschrift des
Herstellers). Die verbleibenden Bakterienkulturen
wurden als Gycerinstammkulturen bei -80°C gelagert.
Es wurde eine aus 712 Einzelklonen bestehende cDNA-
Subtraktionsbibliothek erhalten, die sowohl in Form von
E.-coli-Glycerin-Stammkulturen als auch in Form
gereinigter Plasmide vorlag.
Die isolierte Plasmid-DNA sämtlicher 712 Klone (siehe
Beispiel 1) wurde nach der Sanger-Methode auf einem
ABI-Prism-Gerät sequenziert. Die erhaltenen Sequenzen
wurden mittels der BioScout-Software (LION, Heidelberg)
annotiert und Datenbankvergleichen (Genbank)
unterzogen. Von 712 Klonen konnten 678 sequenziert und
annotiert werden. Der Rest (34) wies als Insert
entweder nur poly(A) Sequenzen auf oder entsprach einem
religierten Vektor oder war nicht sequenzierbar. Von
den 678 annotierbaren Sequenzen erwiesen sich 357 als
Gene mit bekannter Funktion. Die restlichen 321
repräsentierten Klone, kodierend für Gene mit
unbekannter Funktion; 59 davon wiesen nicht einmal
Einträge in der humanen EST-Datenbank auf. Bekannte
Gene wurden nicht weiter behandelt. Für jene
unbekannten Gene, für die ein EST-Eintrag verfügbar
war, wurde eine Abschätzung des Expressionsprofils
vorgenommen: dabei wurden all jene ESTs mit < 95%
Identität (BLAST), die zur entsprechend experimentell
ermittelten Sequenz der Subtraktionsbibliotheken
gehörten, überprüft. Bei der Annotation wurde eine
Unterteilung in i) kritische Normalgewebe, ii) foetale,
"verzichtbare" und immunprivilegierte Gewebe und
iii) Tumore und Tumor-Zellinien vorgenommen. Auf der
Basis dieses "virtuellen mRNA-Profils" wurden
200 Klone, für die keine ESTs in der Gruppe i) gefunden
wurden, für weitere experimentelle Analysen ausgewählt
(inklusive der 59 Klone, für die keine EST-Eintragung
vorlag). Zur weiteren Einengung der Kandidatenklone
wurden aus den von den 200 ausgewählten Klonen
ermittelten Sequenzen Oligonukleotidprimerpaare
entworfen und synthetisiert. Es wurden zunächst
8 verschiedene, von humanem Gewebe abgeleitete cDNA-
Bibliotheken (GibcoBRL "SUPERSCRIPTTM"), welche
direktional in pCMV-SPORT kloniert sind, mittels
qualitativer PCR auf das Vorhandensein der jeweiligen
Kandidaten getestet. Die dabei eingesetzten cDNA-
Bibliotheken stammten aus Gewebe von Herz (#10419-018),
Leber (#10422-012), Leukozyten (#10421-022), Niere
(#10420-016), Lunge (#10424-018), Testis (#10426-013),
Gehirn (#10418-010) und fötalem Gehirn (#10662-013).
Die PCR-Bedingungen waren wie folgt: 20 µl
Gesamtvolumen pro PCR-Ansatz enthielten 1× TaqPol-
Puffer(50 mN KCl, 10 mM TrisHCl pH9, 0,1% Triton X-100),
1,5 mM MgCl2, 0,2 mM dNTPs (Promega), 0,025 U/µl Taq-
DNA-Polymerase (Promega), jeweils 5 pM an spezifischen
Oligonukleotidprimer SEQ ID NO: 7 und SEQ ID NO: 8 und
100 ng der jeweils zu untersuchenden Plasmid-DNA. Zur
Kontrolle wurden spezifische Primer für GAPDH
(SEQ ID NO: 14 und 15) eingesetzt. Zur Überprüfung des
selektiven Nachweises wurden die Primerpaare parallel
auch auf das isolierte Plasmid hin ausgetestet. Die
Nachweisbarkeit von Fragmenten der zu erwartenden Länge
in einem der kritischen Normalgewebe (Herz, Leber,
Lunge, Niere und Leukozyten), nicht jedoch in den cDNA-
Bibliotheken aus immunprivilegierten Geweben (Gehirn,
fötales Gehirn und Testis) unter diesen PCR-Bedingungen
(1 Zyklus: 3' 94°C; 35 Zyklen: 1' 94°C - 1' 55°C - 1'
72°C; 1 Zyklus: 7' 72°C) wurde als
Ausscheidungskriterium definiert. Mittels dieser
qualitativen PCR-Analyse konnte die Zahl der Kandidaten
auf 56 eingeengt werden.
Für die RT-PCR-Analyse wurden cDNA-Pools verwendet, die
aus je 3 µg total-RNA von 3 verschiedenen Geweben des
gleichen Typs hergestellt wurden. Die 9 µg total-RNA
pro Gewebepool aus Tumor- oder Normalgeweben wurden
mittels AMV-RT (Promega) entsprechend der
Herstellerempfehlung revers transkribiert. Zur
Vermeidung von Kontaminationen mit genomischer DNA
wurde die RNA vorher mit DNAse I (Boehringer Mannheim)
inkubiert. Qualität und Menge der cDNAs wurde durch PCR
mit GAPDH spezifischen Primern (SEQ ID NO: 14 und 15)
nach 20 Zyklen (30" 95°C, 90" 60°C) überprüft.
B99-cDNA wurde durch 25, 30 und 35 Zyklen des Programms
1' 95°C, 1' 55°C, 1' 72°C mit den B99-spezifischen
Primern gemäß SEQ ID NO: 7 und 8 amplifiziert. Analog
wurden die anderen 55 Kandidaten-Klone mit jeweils
spezifischen Primern untersucht. Die PCR-Produkte
wurden mittels Agarose-Gel-Elektrophorese und
Ethidiumbromid-Färbung nachgewiesen. Für 3 der 56
untersuchten Klone konnte mittels RT-PCR eine vermehrte
Expression in verschiedenen Tumorgeweben im Vergleich
zu Normalgeweben gezeigt werden. Ein Beispiel für
Kandidat 899 ist in Fig. 1 gezeigt: Die RT-PCR-Analyse
von cDNA-Pools verschiedener humaner Tumor- und
Normalgewebe mittels B99-spezifischen Primern ergab ein
starkes Signal im Kolonkarzinom und in der Lungenadeno-
Karzinomlinie A549 sowie ein schwaches Signal im
Brustkarzinom und im Nierenzellkarzinom. Von allen
untersuchten Normalgeweben war ein schwaches Signal nur
in Kolongewebe feststellbar. Im weiteren Verlauf wurde
der Kandidat B99 genauer evaluiert.
Einer der 56 Kandidaten (Bezeichnung: B99) zeigte
mittels RT-PCR-Transkription in 3 von 5 getesteten
Tumorgewebe-Pools ein Signal. In den meisten getesteten
Normalgeweben konnte hingegen keine Transkription
festgestellt werden.
Für eine detaillierte Untersuchung der B99-Expression
wurden im folgenden cDNAs individueller Tumor- und
Normalgewebeproben mittels PCR analysiert. Dabei zeigte
sich, daß die Mehrzahl aller untersuchten
Kolonkarzinome (17/ 23), alle Pankreaskarzinome (3/3)
und alle Magenkarzinome (4/4) B99 exprimieren. In
entsprechenden Normalgeweben wurde eine Expression in
1/4, 0/3 bzw. 2/4 Fällen nachgewiesen. Alle
Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt, Fig. 2
zeigt exemplarische Ergebnisse für Pankreas- und
Kolongewebe: Mittels RT-PCR-Analyse von individuellen
cDNAs verschiedener humaner Tumor- und Normalgewebe
mittels B99-spezifischen Primern konnte in 6 von 7
Tumorproben B99-cDNA nachgewiesen werden, während nur
eines der untersuchten Normalgewebe (1/6) eine
schwache Expression von B99 zeigte.
Für die Northern Blot-Analyse wurden Human Multiple
Tissue Northern blots (Clontech, Palo Alto) mit dem
[α-32P]dCTP (NEN, Boston) markierten 271 bp B99 PCR-
Produkt bei 65° für 16 h hybridisiert. Die
Visualisierung erfolgte durch Standard-Autoradiografie
(Xomat AR film, Kodak) und Exposition auf einen
Phosphoimager (Molecular Dynamics). Fig. 3 zeigt das
Ergebnis dieser Analyse von 16 Normalgeweben. Dabei
zeigte sich lediglich in Kolon und deutlich schwächer
in Duodenum ein Transkript von ~3,0 kb Größe. Die
geringe Intensität des Signals läßt jedoch eine
immunologisch relevante Expression als unwahrscheinlich
erscheinen.
Das Ergebnis aller Versuche bezüglich des mRNA-Profils
von B99 (kompiliert aus RT-PCR und Northern Blot-
Analyse) ist in Tabelle 1 zusammengefaßt. Beispiel 4
zeigt, daß B99 in einem hohen Prozentsatz von Tumoren
verschiedener Indikationen deutlich transkribiert wird,
während in allen untersuchten Normalgeweben keine oder
nur vereinzelte Transkription gefunden wurde.
Klon B99 besitzt zwischen den durch die RDA
eingeführten Adaptoren ein 271 bp langes Insert eines
unbekannten humanen Gens. Zur vollständigen Klonierung
der humanen Sequenz wurde wie folgt vorgegangen: eine
UniGene-Analyse (National Center for Biotechnology
Information) ergab folgende zu B99 homologe ESTs:
AA315469, AA345780, AA295520. Mit Hilfe dieser ESTs
konnte die B99-Sequenz auf 439 Nukleotide verlängert
werden. Neue Primer innerhalb dieser Sequenz wurden
synthetisiert (SEQ ID NO: 9 bis 12). Durch PCR mit
verschiedenen Kombinationen dieser Primer konnten die
jeweiligen theoretischen Fragmentlängen aus A549 cDNA
amplifiziert werden.
Klonierung des 3'-Endes: 10 µg total-RNA aus der
Nierenzellkarzinom-Zelllinie 786-0 wurden mittels
Oligo-dT-Primer revers transkribiert, und ein Aliquot
dieser cDNA wurde einer PCR unterzogen, deren Programm
mit hohen Annealingtemperaturen beginnt, sodaß nur der
genspezifische Primer an die cDNA bindet(Primer
SEQ ID NO: 7 bzw. 9), während der zweite Primer (Tm~53°C,
SEQ ID NO: 13) erst bei niedrigerer Temperatur an die
neu synthetisierte DNA-Vorlage bindet. Diese sog.
"touch-down PCR" (Mastercycler Gradient, Eppendorf)
wurde unter folgenden Bedingungen durchgeführt:
20 Zyklen {15" 95°C, 30" 75°C (reduziert um 0,7°C je Zyklus)}, 1 Zyklus 7' 72°C, sowie 20 Zyklen (15" 95°C, 30" 50°C), 1 Zyklus 7' 72°C}.
20 Zyklen {15" 95°C, 30" 75°C (reduziert um 0,7°C je Zyklus)}, 1 Zyklus 7' 72°C, sowie 20 Zyklen (15" 95°C, 30" 50°C), 1 Zyklus 7' 72°C}.
Ein Aliquot des obigen Ansatzes wurde mittels einer
zweiten Primerkombination (SEQ ID NO: 7 und 13 bzw.
SEQ ID NO: 12 und 13) unter den gleichen Bedingungen wie
vorher erneut PCR amplifiziert. Aliquots der PCR-
Ansätze wurden direkt in den pGEM-T easy-Vektor
(Promega) ligiert und anschließend in kompetente E.
coli J109 (Promega) transformiert. Positive Klone
wurden nach PCR-Selektion sequenziert. Die
Sequenzierung ergab eine Übereinstimmung mit der
bisherigen Sequenz ab dem für die PCR-Amplifikation
verwendeten Primer und darüberhinaus 1777 zusätzliche
Nukleotide bis zum Beginn einer PolyA-Sequenz im
3'-Bereich der Sequenz. PCR-Amplifikation von cDNA aus
Tumorzelllinien (786-0, A549) sowie Gewebeproben von
Kolonkarzinomen mit den Primern gemäß SEQ ID NO: 16 bis
18 ergaben mit den ursprünglichen Primern die nach der
Klonierung erwarteten Fragmente. In dem nunmehr aus
2216 bp bestehenden cDNA-Fragment konnte ein
durchgehender Leserahmen von Pos. 427 bis 1743
identifiziert werden. Weiter im 5'-Bereich der Sequenz
konnten keine zusätzlichen Leserahmen identifiziert
werden, woraus zu schließen ist, daß der Bereich von
0 bis 427 bereits zum 5'-nicht translatierten Bereich
der B99 mRNA gehört.
Mit Hilfe der Primer SEQ ID NO: 12 und SEQ ID NO: 17
wurde der gesamte kodierende Bereich von B99 aus
A549-cDNA amplifiziert, kloniert und sequenziert. Bei
der Sequenzierung wurden mehrere Klone mit einer
Insertion von einem Nukleotid an Pos. 923 im Vergleich
zu SEQ ID NO: 1 (kodiert für B99-1) erhalten
(SEQ ID NO: 3 bzw. SEQ ID NO: 5).
Diese Insertion führt zu einer Veränderung des offenen
Leserahmens von B99 mit einer daraus resultierenden
veränderten Aminosäuresequenz im C-terminalen-Bereich
des B99-Proteins; die von diesem Leserahmen abgeleitete
Sequenz des B99-Antigens (B99-2) ist in SEQ ID NO: 4
dargestellt.
Einer der aus A549-Zellen isolierten Klone zeigte neben
der genannten Insertion einen Nukleotidaustausch an
Position 622 im Vergleich zu Sequenz SEQ ID NO: 1 auf.
Dieser Nukleotidaustausch bedingt an Position Nr. 66
der Aminosäuresequenz einen Ersatz von Arginin
(SEQ ID NO: 2, B99-1) durch Tryptophan (SEQ ID NO: 4,
B99-2). Abgesehen von diesem Aminosäureaustausch ist
die Aminosäuresequenz von B99-2 bis zu Position 166
identisch mit B99-1.
Darüberhinaus bedingt die genannte Insertion einen
zweiten potentiellen Leserahmen von Pos. 845 bis 1744
der in SEQ ID NO: 3 (bzw. SEQ ID NO: 5) dargestellten
Sequenz. Ein von einer cDNA mit diesem Leserahmen
exprimiertes Protein weist die in SEQ ID NO: 6
dargestellte Aminosäuresequenz auf (B99-3). Die Sequenz
von B99-3 ist von Pos. 1 bis 27 unterschiedlich zu
B99-1 und ab Pos. 28 identisch mit B99-1.
Potentielle Peptid-Epitope innerhalb der kodierenden
Region von B99-1 gemäß SEQ ID NO: 2
(Aminosäureposition: 1-438; Tab. 2A), von B99-2 gemäß
SEQ ID NO: 4 (Aminosäureposition 150-190; Tab. 2B) und
von B99-3 gemäß SEQ TD NO: 6 (Aminosäureposition 1-40;
Tab. 2C) wurden mittels den von Parker et. al., 1994
beschriebenen Algorithmen unter Zugrundelegung
bekannter Motive (Rammensee et al. 1995) durchgeführt.
Für die wichtigsten HLA-Typen, insbesondere für HLA-A1,
-A*0201, -A3, -B7, -B14 und -B*4403, wurden 9-mer-
Kandidaten-Peptide identifiziert, von denen zu erwarten
ist, daß sie an die entsprechenden HLA-Moleküle binden
und daher immunogene CTL-Epitope darstellen; die
ermittelten Peptide sind in Tabelle 2 aufgelistet.
Durch analoges Vorgehen können weitere potentielle
Peptid-Epitope für andere HLA-Typen bzw. 8- und 10-mer-
Peptide ermittelt werden.
Becker, D., Kuhn, U., Lempertz, U., Enk, A., Saloga,
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171-180.
Blake, J., Johnston, J. V., Hellström, K. E., Marquardt, H., and, Chen, L. (1996), J. Exp. Med. 184, 121-130.
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Claims (20)
1. Tumorassoziiertes Antigen der Bezeichnung B99,
ausgewählt aus der Gruppe von Polypeptiden mit der
in SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 oder SEQ ID NO: 6
angegebenen Aminosäuresequenz.
2. Immunogenes Proteinfragment oder Peptid, dadurch
gekennzeichnet, daß es von einem in Anspruch 1
definierten tumorassoziierten Antigen abgeleitet
ist.
3. Immunogenes (Poly)peptid nach Anspruch 1 oder 2,
das eine humorale Immunantwort auslöst.
4. Immunogenes (Poly)peptid nach Anspruch 1 oder 2,
das bzw. dessen Abbauprodukte durch MHC-Moleküle
präsentiert werden und eine zelluläre Immunantwort
auslösen.
5. Immunogenes Peptid nach Anspruch 4, ausgewählt aus
der Gruppe von Peptiden gemäß SEQ ID NO: 22 bis 55.
6. Immunogenes (Poly)peptid nach einem der Ansprüche
1 bis 5 für die Immuntherapie von
Krebserkrankungen in vivo oder ex vivo, wobei das
(Poly)peptid eine Immunantwort gegen Tumorzellen
des Patienten induziert, die B99 exprimieren.
7. Pharmazeutische Zusammensetzung für die
parenterale, topische, orale oder lokale
Verabreichung, dadurch gekennzeichnet, daß sie als
wirksame Komponente ein oder mehrere immunogene
(Poly)peptide nach einem der Ansprüche 1 bis 5
enthält.
8. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß sie verschiedene von
B99 abgeleitete immunogene Peptide enthält.
9. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß sie ein oder mehrere
von B99 abgleitete Peptide in Mischung mit von
anderen tumorassoziierten Antigenen abgeleiteten
Peptiden enthält.
10. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 8
oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Peptide an
mindestens zwei verschiedene HLA-Typen binden.
11. Isoliertes DNA-Molekül, kodierend für ein Protein
mit den immunogenen Eigenschaften eines in
Anspruch 1 definierten tumorassoziierten Antigens
oder für Fragmente davon.
12. DNA-Molekül nach Anspruch 12, kodierend für ein
immunogenes Polypeptid der Bezeichung B99 mit der
in SEQ ID NO: 2, 4 oder 6 dargestellten
Aminosäuresequenz bzw. für davon abgeleitete
Proteinfragmente oder Peptide.
13. DNA-Molekül nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß es ein Polynukleotid mit der
in SEQ ID NO: 1, 3 oder 5 dargestellten Sequenz ist
oder mit einem Polynukleotid der in SEQ ID NO: 1, 3
oder 5 dargestellten Sequenz unter stringenten
Bedingungen hybridisiert.
14. Rekombinantes DNA-Molekül, enthaltend ein DNA-
Molekül gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13.
15. DNA-Molekül nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
für die Immuntherapie von Krebserkrankungen, wobei
das von dem DNA-Molekül exprimierte B99-
(Poly)peptid eine Immunantwort gegen Tumorzellen
des Patienten induziert, die B99 exprimieren.
16. Pharmazeutische Zusammensetzung, enthaltend als
wirksamen Bestandteil ein oder mehrere der in
einem der Ansprüche 11 bis 15 definierten DNA-
Moleküle.
17. Verwendung von Zellen, die das in Anspruch 1
definierte tumorassoziierte Antigen exprimieren,
für die Herstellung einer Krebsvakzine.
18. Antikörper gegen ein in einem der Ansprüche 1 bis
5 definiertes (Poly)peptid.
19. Antikörper nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß er monoklonal ist.
20. Antikörper nach Anspruch 18 oder 19 für die
Therapie und Diagnose von Krebserkrankungen, die
mit der Expression von B99 assoziiert sind.
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