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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft die Verwendung des Antikörpers R-24 zur Bekämpfung
von malignen Melanomzellen und ein Verfahren zur Inhibierung des Zellwachstums von
Melanomzell Die von Köhler und Milstein (Köhler, G. Milstein C. (1975) Nature (London)
256, 495-497) neuentwickelte Hybridomtechnologie revolutionierte die Analyse von
Antigenen auf Tumorzellen durch Heteroantikörper. Es besteht berechtigte Hoffnung,
daß monoklonale Antikörper, die Fusionsprodukte einer Myelomzelle und einer normalen
Immunglobuline produzierenden B-zelle, konventionell erzeugte Allo- und Heteroantiseren
ersetzen werden. Koprowski et al.(Koprowski, H. Z. Steplewski, D., Herlyn and M.
Herlyn.
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(1978). Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75, 3405-3409) haben vor kurzem
über tumorspezifische monoklonale Antikörper 125 gegen menschliche maligne Melanome
berichtet. Iod markierte Kaninchen anti°Maus F(ab)2-Fragmente wurden im Test gegen
14 menschliche Zellinien verwendet (6 Melanomlinien, 5 Colontumoren und 3 Fibroblastenlinien),
um eine positive Reaktion der Hybridomüberstände: nachzuweisen.
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Das Reaktionsmuster der 12 Hybridomklone deutet an, daß verschiedene
Antigenspezifitäten erkannt werden. Ein monoklonaler Antikörper reagierte ausschließlich
mit 3 Melanomzeilinien.
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Spätere Untersuchungen ergaben, daß es sich dabei um einen anti-DR
Antikörper handelte. Ein sehr eingeschränktes Reaktionsmuster wurde von einem monoklonalen
Antikörper berichtet, den Yeh et al etablierten. Die Kulturüberstände dieses Hybridoms
reagierten nur mit einer von 11 Melanomzellinien und nicht mit 23 Zellinien anderen
Zelltyps. Woodbury and Brown ( Woodbury, R.C., Brown, J.P.
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Yeh, M.-Y., Hellström, I. & Hellström, K.E., (1980) Proc.
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Natl. Acad. Sci. USA 77, 2183-2187)
berichteten von
einem Protein mit Molekulargewicht 97 000, welches sich auf 90 z der 25 getesteten
Melanomzellinien und auf 55 % von Tumorzellinien anderen Zelltyps und auf einem
Anteil der getesteten Tumorbiopsieproben findet. Dieses Protein ist auch Bestandteil
von fötalem und in geringem Maße auch von normalem Gewebe.
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Der Anmelder selbst hat verschiedene Antigene auf der Oberfläche von
menschlichen malignen Melanomen beschrieben (Dippold, W. G.,;Lloyd K. O, Li. L.T.C.,
Ikeda, H., Oettgen, H.F., Old. L.J. (1980), Proc. Natl. Acad. Sci.
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USA 77, 6114-6118; Dippold, W. G., Jay G., Deleo A.B., Khoury G.,
Old L. J. (1981), Proc. Natl. Acad. Sci. USA).
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Das Reaktionsmuster von 18 monoklonalen Antikörpern wurde sowohl in
direkten als auch in Absorptionstesten auf 41 verschiedenen Zellinien (Tumoren und
normales Gewebe) untersucht. Für die serologische Analyse der monoklonalen Antikörper
wurden hochtitrige Seren von nackten Mäusen verwendet, um selbst geringste Antigenmengen
zu entdecken. Die biochemische Charakterisierung zeigte, daß es sich bei zwei der
Antigene gp95 und gp150 um Glykoproteine handelt. Durch Austausch der Reagentien
ist bekannt, daß gp95 identisch ist mit p97 von Woodbury. Zwei weitere Antigene
(05 und R-24) zeigen die Eigenschaften von Glykolipiden. Antigen R-24 wurde außerdem
als Gangliosia identifiziert. (Pukel, C.S., Lloyd, L.O., Travassos, L.R., Dippold.
W.G., Oettgen, H.F. & Old, L.J., J. Exp.
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Med. 155, 1133-1147 (1982).
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Jedes dieser genannten Antigene zeigt ein eigenes typisches Verteilungsmuster
auf den 41 getesteten Zellinien.
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findet sich auf fast allen Zellen, die getestet wurden, es handelt
sich demnach um ein Speziesantigen. Die Antigene gp95, gp150 haben jeweils ein ganz
charakteristisches Verteilungsmuster auf den getesteten Melanomen, Astrozytomen,
epithelialen Tumoren und den normalen Nierenzellkulturen. Antigen R-24 andererseits
wurde nur auf Melano-
men, Melanozyten und Astrozytomen entdeckt,
nicht aber auf Zellen epithelialen Typs, Fibroblasten, und Zellen hämatopoetischen
Ursprungs.
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Keines der bekannten Antigene hat bis jetzt Eingang in die Therapie
zur Bekämpfung von menschlichen malignen Melanomzellen gefunden, da keinerder bekannten
Antikörper in der Lage ist, das Wachstum menschlicher maligner Melanomzellen zu
hemmen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antikörper
zur Verfügung zu stellen, der zur Bekämpfung von Melanomzellen (Hautkrebs) bei Tieren
und Menschen verwendet werden kann.
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Überraschenderweise wurde jetzt gefunden, daß der Antikörper R-24
in der Lage ist, menschliche maligne Melanomzellen in ihrem Wachstum in Gewebekultur
zu hemmen.
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Diese Beobachtung, die in vitro gemacht wurde, läßt den Schluß zu,
daß dieser Antikörper zur Behandlung von Patienten mit Melanomtumor verwendet werden
kann, zumal sechs andere Antikörper, die auch mit Oberflächendeterminanten auf Melanomzellen
reagieren, keinen Wachstum inhibierenden Effekt zeigen. Dieser Befund spricht für
die funktionelle Bedeutung von Antigen R-24 (GD3) beim Wachstum von menschlichen
Melanomzellen. Der Nachweis des Antigens R-24 in Tumorgewebsproben läßt auf eine
ähnliche Wachstum inhibierende Wirkung des Antikörpers in vivo schließen.
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Gegenstand der Erfindung ist somit die Verwendung des Antikörpers
R-24 zur Bekämpfung von maligner Melanomzellen.
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Die Verwendung des Antikörpers R-24 zur Bekämpfung von malignen Melanomzellen
kann z.B als intravenöse Infusion erfolgen, da mit dieser Applikationsart schon
in einem anderen Tumorsystem (T-zell Lymphom) (milder R.A., Levy
R.
Lancet, 226-230 (1981)) keine schwerwiegenden Nebeneffekte beobachtet wurden. Eine
intramuskuläre oder cutane Verabreichung des Serums ist aber ebenfalls denkbar,
da es sich beim malignen Melanom um einen Hauttumor handelt. Die Herstellung des
R-24 Antikörpers erfolgt durch Injektion der R-24 Hybridomzellen in Nacktmäuse oder
F1-(Balb/c, C57 black)-Mäuse und durch Gewinnung der betreffenden Seren nach Wachstum
des R-24 Hybridomtumors als solider Tumor bzw. als Ascitestumor. Seren bzw. Ascites
werden aseptisch gewonnen, die Immunglobulinfraktion mit Hilfe einer Ammoniumsulfatpräzipitation
angereichert und gegen physiologische Kochsalzslösung dialysiert. Nach Ultrazentrifugation
bei 100 000 g wird die Immunglobulinlösung durch einen 0,20 m Filter gefiltert.
Die Dosismengen, die bei der Therapie zur Anwendung gelangen, liegen im mg-Bereich.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Inhibierung des
Zellwachstums von Melanomzellen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man zu den
Melanomzellen R-24 monoklonalen Antikörper zugibt.
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Die Melanomzellinien wachsen unter den üblichen Bedingungen mit Hilfe
eines Kulturmediums bei 370C im Gewebekulturschrank. Diesem Kulturmedium kann man
schließlich R-24 Antikörper in verschiedenen Konzentrationen zugeben und kann dann
eine Inhibitation des Tumorzellwachstums bis zu einer bestimmten Konzentration von
R-24 Antikörper beobachten. Diese Konzentration von R-24 Antikörper ist für jede
der getesteten Melanomzellinien unterschiedlich.
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Erfindungsgemäß können maligne Melanomzellen bei Menschen und Tieren
bekämpft werden.
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Die Herstellung und Isolierung von Antikörper R-24 ist in der oben
genannten Literaturstelle von Wolfgang G. Dippold et al, Proc. Natl. Acad. Sci.
USA, Vol 77, No. 10, Seiten
6114-6118, beschrieben. Auf die Offenbarung
in dieser Literaturstelle wird expressis verbis Bezug genommen Zehn verschiedene
Melanomzellinien wurden unter Zugabe von verschiedenen Antikörpern kultiviert. Antikörper
R-24 war der einzige Antikörper, der in der Lage war, das Wachstum von Melanomzellen
zu blockieren. Das Ausmaß der Wachstumshemmung war abhängig von der Menge R-24 Antigen,
welches die verschiedenen Melanomzellinien exprimierten. Zellinien, die viel R-24
Antigen auf der Oberfläche exprimierten, wurden deutlich im Wachstum inhibiert,
solche mit wenig Antigen wurden unter den gegebenen Bedingungen nicht inhibiert.
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Ein inhibierender Effekt in vivo ist jedoch nicht auszuschließen.
Antigen R-24 wurde nicht nur auf Melanomzelllinien, sondern auch auf Tumorbiopsiematerial
nachgewiesen.
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In der oben erwähnten kürzlich erschienen Publikation des einen Anmelders
wurden die serologische Reaktivität und die biochemische Analyse von 18 monoklonalen
Mäuse-Antikörpern gegenüber menschlichen malignen Melanomzellen beschrieben.
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Diese Antikörper wurden unter Verwendung der oben erwähnten Hybridomtechnologie
von Köhler und Milstein hergestellt. Es wurden sechs unterschiedliche Antigene auf
der Zelloberfläche von menschlichen malignen Melanomzellen analysiert. Das Antigen
R-24, das durch direkte serologische Analysen und Absorptionstests mit einer Gruppe
von 41 Zellinien, die sich von normalen und malignen menschlichen Geweben ableiten,
untersucht wurde, zeigt die beschränkteste Verteilung aller sechs definierten Antigene.
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Überraschenderweise wurde jetzt gefunden, daß der monoklonale R-24
Antikörper das Wachstumsverhalten menschlicher maligner Melanomzellen inhibiert.
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Es wurden folgende Materialien und Verfahren verwendet.
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Gewebekulturen Für die Kultur von Melanom- und anderen Zellinien wurden
die in der Literatur beschriebenen Verfahren (Carey, T.E., Takahashi, T., Resnick.
L.A., Oettgen, H.F., Old, L.J.
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(1976) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 73, 3278-3282 (3); Ueda, R., Shiku,
H., Pfreundschuh, M., Takahashi, T., Li, L.T.C., Whitmore W. F., Oettgen, H.F.,
Old, L.J. (1979) J. Exp.
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Med. 150, 564-579 (4); Fogh, J., und G. Trempe (1975)(5)) verwendet.
Die Melanozyten wurden aus Proben der menschlichen Haut gezüchtet.
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Serologische Verfahren und Reagentien Der Protein A-hämadsorptionstest
(PA-MHA), der Anti-IgG Assay (IgG-MHA) und die Absorptionsversuche wurden, wie in
der Literatur beschrieben (Dippold, W.G., Lloyd K. 0, Li. L.T.C., Ikeda, H., Oettgen,
H.F., Old. L.J. (1980), Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77, 6114-6118 (1); Carey, T.E.,
Takahashi, T., Resnick, L.A., Oettgen, H.F., Old. L.J.
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(1976) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 73 3278-3282 (3); Ueda, R., Shiku,
H., Pfreundschuh, M., Takahashi, T., Li, L.T.C., Wilitmore W. F., Oettgen, H.F.,
Old, L.J. (1979) J. Exp.
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Med. 150, 564-579 (4), durchgeführt.
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Es wurden monoklonale Antikörper, die gegen acht unterschiedliche
Antigene von menschlichen malignen Melanomzellen gerichtet waren, verwendet: Anti-HLA
(9455 SA Bethesda Research Laboratories), Anti-HLA-Dr (691-13-17, refs. 6,7), Anti-p53
(200-47, Ig2a, ref. 8) und sechs Antigene, die kürzlich auf der Zelloberfläche von
menschlichen malignen Melanomzellen nachgewiesen wurden (Dippold, W.G., Lloyd K.
0, Li. L.T.C., Ikeda, H., Oettgen, H.F., Old. L.J. (1980), Proc. Natl. Acad. Sci.
USA 77, 6114-6118 (1)).
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Zollwachstums-Hemmtest Die gewünschten Zellen wurde aus don konfluenten
Kulturon durch Try0psinierung isoliert und dann in Falcon-3034-Platton inkubiert
(10 µl @nthalton 0,4 x 104 Zellen/Platte) Nach 24 h wurden die Platten dreimal mut
MEM-Kulturmedium gewaschen, und die Zellen auf jeder Platte wurden gezählt.
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Es wurden nonoklona3e Antikörper mit geeigneten Verdünnungen in das
Kulturmedium zugegeben. Dic Zellen, die noch an der Testplatte haften, werden 24,
48 und 72 h nach der Zugabe der entsprechend verdünnten Antikörper gezählt.
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Indirekte Immunofluoreszcnztests mit Biopsie-Proben von menschlichen
malignen Melanomzellen Biopsie-Proben werden in Stückc geschnitten (0,4 x 0,4 cm),
auf Blockhalter mit Tissue-Tek (4583, Lab-Tek, Napeville, VWR Scientific) fixiert
und in flüssigem Stickstoff gefroren. Gefricrschnittc werden mit dem Cryostat (SLEE-TypHR)
bei -27°C angefertigt (4µm dick). 50 µl des geeignet ver-' dünnten monoklonalen
Antikörpers werden zu den Schnitten zugegeben, und dann wird 40 min bei 240C inkubiert.
Die Präparate werden dann dreimal in Phosphat-buffer gewaschen" und schließlich
mit 1/20 Vetdünnung von FITC-konjugiertem F(ab)2-Fragmenten von Kaninchen Ig Anti-Mäuse
Ig (Cappel Laboratories, Cochranville, PA.) während 30 min bei 20C überlagert, gewaschen
und mittels Fluoreszenzmikroskopie; (Leitz) untersucht.
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Ergebnisse Einwirkung des Antikörpers R-24 auf das Wachstumsverhalten
von malignen Melanomzellen Monoklonale Antikörper, di sieben unterschiedliche Antigene
auf der Zelloberfläche von malignen Melanomzellen erkennen, wurden auf ihre Fähigkeit
hin untersucht, das Wachstumsverhalten der Zellen in vitro zu inhibieren und zu
ändern. Drci der Antigen sind Glykoproteine: HLA-Dr,
gp95, gp150,
die zwei anderen Antigene sind: O5 und R24, die mit wärmestabilen Molekülen assoziiert
sind, die die Eigenschaften von Glykolipiden aufweison. Kürzlich wurde gezeigt,
daß das Antigen lt-24 ein Ganglisoid iit. I)i( Antigene M19 und R8 sind wärmelabil,
aber ihre molekulare Charakterisierung war bis jetzt nicht möglich. Ein Antikörper
gegen p53, eine intrazellularo Phosphortransferase in menschlichen Zellen wurde
als negative Kontrolle v<.rwendet.
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24 h nach der Zugabe von monoklonalem R-24 Antiserum lösen sich die
SK-MEL-28 Melanomzellen von der Platte und runden sich ab. Dieses Phänomen beobachtet
man selbst bei dRr Verdünnung von 1/240 und nach Complementinaktivierung (Hitzeinaktivierung
bei 57°C 45°) von monoklonalem R-24 Serum. Die SK-MEL-37 Zellen verhalten sich in
dieser Hinsicht unterschiedlich. Sie ändern ihre zellulare Morphologie nicht, selbst
bei einer Verdünnung von 1/7 monoklonalem R-24 Antiserum. Allc anderen Antikörper,
die die sechs unterschiedlichen Antigene auf der Zelloberfläche von malignen Melanomzellen
crkennen, zeigen keine Wirkung auf das Wachstumsverhalten von SK-MEL-28 und SK-MEL-37
Melanomzellen.
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Hemmung des Zellwachstums von Melanomzellen und Nicht-Melanomze@l@@
durch den monoklonalen R-24 Antikörper Falcon-3034-Platten wurden mit den Zellen
inkubiert. 24 h später wurden die Antikörper gegen unterschiedliche Melanomzellen-Oberflächenantigene
zugegeben. Im Falle von SK-MEL-28 Zellen beobachtet man eine hemmung des Zellen
wachstums 24, 48 und 72 h nach der Zugabe des R-24 Antikörpers. Das Wachstum ist
bei einer Verdünnung von 1/120 vollständig gehemmt.
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Keine Hemmung des Zellwachstums wurde mit allen anderen Antikörpern,
die gegen sechs unterschiedlichc Antigene ton Melanomzellen gerichtet sind, beobachtet.
(Verdünnung von Antisera 1/15.)
In der folgenden Tabelle I 1 sind
alle Werte über die Inhibierung des Zellwachstums von Melanom- und Nicht-Mela nomzellen
durch R-24 monokonalen Antikörper aufgeführt.
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Es wurde eine Gruppe von zchn Mclanomzellen und sioben Nicht-Melanomzellen
geprüft. Sechs Melanomzellen (SK-MEL-19, 28, 29, 57, 64, 93) wurden in ihrem Wachsturnsverhalten
beeinflußt. Es konnte keine Hemmung des %cllwachstums bei vier anderen Melanomzellinie@
(sK-ML:I31,37, 44, 61) und bei sieben Nicht-Melanomzellen (2 Gliome, Nierenkrebs,
Lungenkrebs, Colonkrebs, Nierenepithel und Fibroblasten) festgestellt werden. Vergleicht
man den serologischen Titer des PA-MHA Rosettentestes mit dem Grad der Wachstumsinhibierung
(Titer von R-24 Scrum), so erkennt man eine Korrelation zwischen einer hohen serologischen
R-24 Reaktivität und der Zellinhibierung. Keine der anderen geprüften Antikörper
zeigt einen Einfluß auf die 17 verschiedenen geprüften Zellinien.
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Tabelle 1 Hemmung des Zellwachstums von Melanom- und Nicht-Melanomzellen
durch den R-24 monoklonalen Antikörper Serologische Tests Inhibierung des Zellwachstums
Zellen Antikörper Antikörpert Melanomzellen x 10-3 * 240 SK-MEL-19,28 50 120 SK-MEL-29
50 60 SK-MEL-57,64,93 50 SK-MEL-37,44,61 5 SK-MEL-31 1 Nicht-Melanomzeil en Gliomc:
SK-AJ 0,2 SK-AN Niere: SK-RC-7 Lunge: SK-LC-LL Colon: HT-29 Nierenepithel: Fibroblasten:
keine
Reaktion bei den dirokton Versuchen bei Scrunverdünnung von 1:50 @ die Inhibierung
des Zellwachstums Antikörpen Titer wi als Verdünnung von R-24 monoklonalem Antikörperserum
definiert, bei der 50 t der geprüften ZeJ1en sich von der Testplatte lösen und sich
abrunden 24 und 48 1) nach der Zugabe des monoklonalen Antikörpers.
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Beziehung zwischen der Menge von R-24 Antigen auf der Zelloberfläche
und der Hemmung des Zellwachstums In der Tabelle II ist die Beziehung der Menge
an R-24 Antigen auf der Zelloberflächc der verschiedenen Melanomzellen zu der Hemmung
des Wachstums durch R-24 Antiserum bei diesen Zellen dargestellt. Für die Bestimmung
der Menge an R-24 Antigen wurde ein quantitativer Absorpt-ionstest durchgeführt.
In einem Protein A-MHA-Test (siche Methoden) wurde das Antiserum R-24 bis zwei Doppelverdännungen
vor dem Endpunkt der serologischen Reaktion (50 t Rosettenbildung) ausvcrdünnt.
Dic Anzahl der Zellen, die in der Lage waren, die Reaktivität von entsprechend verdünntem
R-24 Antiserum mit SK-MEL-28 Melanomzellen zu absorbieren, wurde bestimmt. Im Falle
der Melanomzellinlen SK-MEL-28 und SK-MEL-29 waren nur 1 x 104 Melanomzellen notwendig,
um die serologische Reaktivität von 30 # entsprechend @@rdünntem (zwei Doppelverdünnungen
vor dem 50 % Endpunkt) R-21 Antiserum mit SK-MEL-28 Melanomzellen zu absorbieren.
Im Falle der Melanomzellen SK-MEL-31 waren wenigstens 125 x 704 Zellen notwendig,
um die R-24 Aktivität zu absorbieren. Aus den Werten der Tabelle II geht somit eindeutig
die Korrelation zwischen der Menge an R-24 Antigen, die auf der Oberfläche der verschiedenen
Melanomzellinien exprimiert wird, und der Wachstumsinhibition dieser Zellen durch
R-24 Scrum hervor. Melanomzellen (SK-MEL-28, 29) mit hohem Gchalt an R-24 Antigen
sin(l in ihrem Zellwachstum unter zugabe von R-24 Serum gchemmt.
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Zollen mit niedrigen Gehalten (SK-MEL-31, 37) an R-24 Antigen werden
nichL gchemmt unter den hier verwendet@n Bedingungen.
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@@@@@@@@@@@@ Beziehung der Menge an R-24 Antigen auf der Zelloberfläche
zu der Hemmung des Zellwachstums durch R-24 Antikörper Se@ologische Tests Inhibierung
des Zellwachs- Menge an Antigen tums Zellzahl x 104 # Zellen Antikörper Titer Antikörper
Titer* Melanomas x 10-3 SK-MEL-28 50 240 1 SK-MEL-29 50 120 1 SK-MEL-57 50 60 5
SK-MEL-64 20 60 5 SK-MEL-37 5 - 25 SK-MEL-44 3 - 25 SK-MEL-31 1 - 125 Nicht-Melanomas
Colon: HT-29 - - -
* keine Reaktion bei dcn Dirckttests (Protein
A-MJlA) bei Seriumverdünnung 1:50 # Quantitative Absorptionsanalyse von monoklonalem
R-24 Antiserum. 30# von @ntsprechend verdünntem monoklonalen R-24 Antiserum wurden
mit unterschiedlichen Mengen von Tumorzellen absorbiert. Die Zellzahl, die eine
komplette Absorption ergab, ist für jeden Tumor gczeigt.
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Colentumorzellen IIT-29 dienten als negative Kontrolle und absorbierten
nicht (125 x 104 Zellen). Unter der entsprechenden Antikörperverdünnung verstehen
wir zwei Doppelverdünnungen vor dem 50 % Endpunkt der Rosettenbildung im Protein
A-Mixedhämadsorptionstest. Die Referenztestzeilen sind SK-MEL-28 Melanomzellen.
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Nachweis der Anwesenheit von R-24 Antigen in Gewebeproben von menschlichen
malignen Melanomtumoren durch Immunfluoreszenz Um sicherzustellen, daß R-24 Antigen
nicht ein Gewebekulturartefakt ist, wurden Gewebeproben, die als menschliche maligne
Melanome diagnostiziert worden waren, untersucht.
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Es wurde eine Reaktion mit allen Melanomproben gefunden.
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Diese stammten von sechs verschiedenen Patienten. In vier Fällen handelte
es sich um primäre Melanome, in zwei Fällen um metastatische. Die monoklonalen Antikörper,
die mit gp95 und p53 reagieren, ergaben keine Fluoreszenzfärbung, gleich wie die
negative Kontrolle (Kulturmedium von MS1-Myelom). Der monoklonale Anti-HLA Antikörper
(BRL) wurde als positive Kontrolle verwendet. Eine leuchtende Anfärbung mit R-24
Antikörper konnte in den Anteilen der Gewebeproben nachgewiesen werden, die eindeutig
Melanomzell inseln in den entsprechenden Hämatoxylin Eosinbungen zeigten.