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Die vorliegende Erfindung betrifft
die Verwendung von Zusammensetzungen, die lösliche Formen von HLA-G enthalten,
zur Behandlung von Pathologien der Haut und insbesondere von entzündlichen
Dermatosen, das Verfahren zum Erhalt solcher löslichen Formen von HLA-G, sowie
Antikörper,
die gegen solche löslichen
Formen gerichtet sind.
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Die Antigene des Haupthistokompatibilitätskomplexes
(MHC) unterteilen sich in mehrere Klassen, die Klasse I-Antigene (HLA-A,
HLA-B und HLA-C), die drei globuläre Domänen aufweisen (α1, α2 und α3) von denen
die α3-Domäne mit dem β2-Mikroglobulin
assoziiert ist, die Klasse II--Antigene (HLA-DP,
HLA-DQ und HLA-DR) und die Klasse III-Antigene (Komplement).
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Die Klasse I-Antigene umfassen außer den oben
genannten Antigenen weitere Antigene, nicht-klassische Klasse I-Antigene genannt,
und insbesondere die Antigene HLA-E, HLA-F und HLA-G; letzteres
wird insbesondere durch die extravillösen Trophoblasten der normalen
humanen Plazenta und die Thymusepithelzellen exprimiert.
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Die Sequenz des HLA-G-Gens (Gen HLA-6.0)
wurde von GERAGHTY et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1987, 84,
9145-9149) beschrieben: es umfaßt
4396 Basenpaare und weist eine Intron/Exon-Organisation auf, die
zu derjenigen der HLA-A-, -B- und -C-Gene homolog ist. Im einzelnen umfaßt dieses
Gen 8 Exons, 7 Introns und ein untranslatiertes 3'-Ende; die 8 Exons
entsprechen jeweils: Exon 1: Signalsequenz, Exon 2: extrazelluläre α1-Domäne, Exon
3: extrazelluläre α2-Domäne, Exon
4: extrazelluläre α3-Domäne, Exon
5: Transmembranregion, Exon 6: zytoplasmatische Domäne I, Exon
7: zytoplasmatische Domäne
II (untranslatiert), Exon 8: zytoplasmatische Domäne III (untranslatiert)
und untranslatierte 3'-Region
(GERAGHTY et al., wie oben zitiert; ELLIS et al., J. Immunol., 1990, 144,
731-735; KIRSZENBAUM M. et al., Oncogeny of hematopoiesis. Aplastic
anemia Eds. E. Gluckman, L. Coulombel, Colloque INSERM/John Libbey
Eurotext Ltd). Dennoch unterscheidet sich das HLA-G-Gen von den
anderen Klasse I-Genen dadurch, daß das Stopcodon für die Translation
in Phase mit dem zweiten Codon von Exon 6 lokalisiert ist; folglich
ist die zytoplasmatische Region des von diesem HLA-6.0-Gen codierten
Proteins deutlich kürzer als
die der zytoplasmatischen Regionen der Proteine HLA-A, -B und -C.
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Diese HLA-G-Antigene werden im wesentlichen
durch die Zytotrophoblastenzellen der Plazenta exprimiert, und man
nimmt an, daß sie
eine Rolle beim Schutz des Fötus
spielen (keine Abstoßung durch
die Mutter). Insofern das HLA-G-Antigen
monomorph ist, kann es außerdem
auch am Wachstum oder der Funktion der Plazentazellen beteiligt
sein (KOVATS et al., Science, 1990, 248, 220-223).
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Weitere Untersuchungen bezüglich dieses nichtklassischen
Klasse I-Antigens (ISHITANI et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA,
1992, 89, 3947-3951) haben gezeigt, daß das Primärtranskript des HLA-G-Gens
auf mehrere Arten gespleißt
werden kann und wenigstens drei verschiedene reife mRNAs liefert:
Das Primärtranskript
von HLA-G liefert eine vollständige
Kopie (G1) mit 1200 bp, ein Fragment mit 900 by (G2) und ein Fragment
mit 600 by (G3).
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Das G1-Transkript umfaßt kein
Exon 7 und entspricht der von ELLIS et al. (wie oben zitiert) beschriebenen
Sequenz, das heißt,
daß es
für ein
Protein codiert, das eine Leadersequenz, drei externe Domänen, eine
Transmembranregion und eine zytoplasmatische Sequenz umfaßt. Die
G2-mRNA umfaßt
kein Exon 3, das heißt,
daß sie
für ein
Protein codiert, in dem die α1-
und α3-Domäne direkt
verknüpft sind;
die G3-mRNA enthält
weder Exon 3 noch Exon 4, das heißt, daß sie für ein Protein codiert, in dem
die α1-Domäne und die
Transmembransequenz direkt verknüpft
sind.
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Das Spleißen, das für den Erhalt des HLA-G2-Antigens
maßgeblich
ist, führt
zur Verknüpfung
eines Adenins (A) (das aus der für
al codierenden Domäne
stammt) mit einer AC-Sequenz (die aus der für α3 codierenden Domäne stammt),
was zur Bildung eines AAC-Codons (Asparagin) anstelle des GAC-Codons
(Asparaginsäure)
führt,
das man zu Beginn der für
die α3-Domäne in HLA-G1
codierenden Sequenz antrifft.
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Der Spleißvorgang zum Erhalt von HLA-G3 führt nicht
zur Bildung eines neuen Codons in der Spleißzone.
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Die Autoren dieses Artikels haben
ferner die verschiedenen exprimierten Proteine analysiert: Die 3
mRNAs werden in der Zellinie .221-G in Protein translatiert.
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Einige der Erfinder haben die Existenz
weiterer gespleißter
Formen von HLA-G-mRNA gezeigt: Das HLA-G4-Transkript, das kein Exon 4 beinhaltet; das
HLA-G5-Transkript,
das Intron 4 zwischen den Exons 4 und 5 beinhaltet, was auch zu
einer Änderung
des Leserasters bei der Translation dieses Transkripts und insbesondere
zum Auftreten eines Stopcodons nach Aminosäure 21 von Intron 4 führt; und das
HLA-G6-Transkript, das Intron 4 besitzt, aber Exon 3 verloren hat
(KIRSZENBAUM M. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1994, 91, 4209-4213;
Europäische
Patentanmeldung
EP 0 677 582 ;
KIRSZENBAUM M. et al., Human Immunol., 1995, 43, 237-241; MOREAU
P. et al., Human Immunol. 1995, 43, 231-236); sie haben ferner gezeigt,
daß diese verschiedenen
Transkripte in mehreren fötalen
und adulten humanen Zelttypen exprimiert werden, besonders in Lymphozyten
(KIRSZENBAUM M. et al., Human Immunol., 1995, wie oben zitiert;
MOREAU P. et al., Human Immunol. 1995, wie oben zitiert).
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Es gibt also wenigstens 6 verschiedene HLA-G-mRNAs,
die potentiell für
6 Proteinisoformen von HLA-G codieren, davon 4 membranständige (HLA-G1,
G2, G3 und G4) und 2 lösliche
Isoformen (G5, G6).
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Es wurde gezeigt, daß die Expression
dieser Proteinisoformen von HLA-G durch Interferon γ erhöht wird
(Yang et al., J. Immunol., 1996, 156, 4224-4231).
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Die immunmodulatorische Funktion,
die von diesen HLA-G-Molekülen ausgeübt wird,
wurde beschrieben, und die Mechanismen dieser Funktion wurden durch
Aufzeigen ihrer Wechselwirkung mit die Lyse inhibierenden Rezeptoren
auf den NK-Zellen (KIR-Rezeptoren) aufgeklärt, die zu einer Inhibierung
der zytotoxischen Funktionen dieser Zellen führen; N. ROUAS-FREISS et al.
(Proc. Nat. Acad. Sci., 1977, 94, 5249-5254) haben beispielsweise
gezeigt, daß K562-Targetzellen
(humane Erythroleukämielinie),
die mit dem HLA-G-Gen transfiziert waren, vor Lyse durch NK-Zellen
geschützt
waren. Diese Zellen sind gewöhnlich
für NK-Zellen
sensitiv.
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Einige der Erfinder haben gezeigt,
daß die NK-Zellen
kein HLA-G-Transkript exprimieren (Teyssier et al., Nat. Immunol.,
1995, 14, 262-270), und dieses Ergebnis bestätigt, daß die Expressionsprodukte des
HLA-G-Gens wahrscheinlich bei den physiologischen (Schwangerschaft)
oder pathologischen Stadien der Immuntoleranz eine Rolle spielen,
bei denen die NK-Zellen besonders aktiv (Autoimmunerkrankungen,
Transplantationen) oder im Gegenteil inhibiert sind (anomale Präsenz von
HLA-G auf bestimmten Tumoren oder bei Virusinfektionen).
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Auf diese Weise haben einige der
Erfinder auch gezeigt, daß bestimmte
Tumoren HLA-G-Moleküle
exprimieren, was es ihnen ermöglicht,
der Immunüberwachung
zu entgehen (Paul et al., Proc. Nat. Acad. Sci, 1998, 95, 4510-4515).
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Eine häufige chronische entzündliche
Pathologie ist Psoriasis, die bei 2% der Individuen kaukasischer
Populationen beobachtet wird. Obwohl die Krankheit durch eine Hyperproliferation
der Keratinozyten der Epidermis gekennzeichnet ist, konnte durch
sehr viele physiopathologische Studien gezeigt werden, daß T-Lymphozyten
des Subtyps Thl, die die Läsionsstelle
infiltrieren und Interleukin 2 (IL-2) und Interferon γ (IFN-γ) produzieren,
eine herausragende Rolle bei der Pathogenese dieser Krankheit spielen (Z.
Bata-Csorgo et al., J. Investigative Dermatol., 1995, 89S-94S; Schlaak
et al., J. Invest. Dermatol., 1994, 102, 145-149; Vogel et al.,
Eur. J. Biochem., 1995, 227, 143-149). Tatsächlich wurde gezeigt, daß der Überstand
von T-Zellklonen, die von Psoriasisläsionen stammen, in der Lage
war, die Hyperproliferation der Epidermis zu induzieren (Strange
et al., J. Invest. Dermatol., 1993, 101, 695-700). Ebenso wurde gezeigt,
daß die
Beibehaltung des psoriatischen Phänotyps von verpflanzten humanen
Hautbiopsien bei SCID-Mäusen von
der Co-Injektion der von diesen Läsionen stammenden T-Lymphozyten
abhängig war
(Gilhar et al., J. Invest. Dermatol., 1997, 109, 283-288).
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Die Expression von HLA-G durch Hautzellen und
seine potentielle Rolle bei den damit verbundenen Pathologien wurde
von Ulbrecht et al. (Eur. J. Immunol., 1994, 24, 176-180) untersucht Die
Autoren dieses Artikels, die lediglich die Expression der Transkripte
der membranständigen
Isoformen von HLA-G und insbesondere der dominanten Isoform HLA-G1 untersuchen,
zeigen, daß während eine
geringe Menge an HLA-G-Transkripten in den Hautbiopsien mit Psoriasisläsionen gefunden
wird, HLA-G-Transkripte
in- Biopsien gesunder Haut, die von verschiedenen Individuen stammen,
entweder fehlen oder in erhöhten
Mengen vorliegen. Diese Autoren schließen hieraus folglich, daß es zwischen
der Expression von HLR-G und den Pathologien der Haut keinen offensichtlichen
Zusammenhang gibt.
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Die Erfinder haben nun gefunden,
daß lösliche Isoformen
von HLA-G eine therapeutische Wirkung auf entzündliche pathologische Zustände der Haut
haben.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist die Verwendung einer Zusammensetzung, die im wesentlichen aus
wenigstens einer löslichen
Form von HLA-G und wenigstens einem pharmazeutisch verträglichen
Trägerstoff
(Exzipient) besteht, zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung
von entzündlichen
pathologischen Zuständen
der Haut.
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Die Exzipienten in Verbindung mit
dieser Zusammensetzung sind dem gewünschten Verabreichungsweg angepaßt; sie
werden aus fachmännisch bekannten
Exzipienten ausgewählt.
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Diese löslichen HLA-G können vorteilhaft
auf allgemeinem Wege (oraler Weg, parenteraler Weg) oder auf lokalem
Wege (topische Verabreichung) verabreicht werden.
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In letztgenanntem Fall liegt die
Zusammensetzung in Form von Creme, Lotionen, Liposomen oder Gel
vor.
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Die Erfinder haben unerwarteterweise
gefunden, daß in
den entzündlichen
Läsionen
der Haut sowohl HLA-G-Protein exprimierende Makrophagen vorliegen,
die in den Papillen der Dermis lokalisiert sind, als auch infiltrierende
CD3+-T-Lymphozyten,
die einen die zytotoxischen Funktionen inhibierenden Rezeptor exprimieren,
der von HLA-G erkannt wird, wie beispielsweise den Rezeptor ILT2.
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Die Erfinder haben gezeigt, daß die dominante
membranständige
Isoform HLA-Gl und die lösliche
Isoform HLA-G5 nur in den entzündlichen
Läsionen
der Haut exprimiert werden, während
in gesunder Haut kein HLA-G-Protein
gefunden wird.
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Die Erfinder haben auch gezeigt,
daß das HLA-G-Protein
und insbesondere eine Isoform, die wenigstens die α1-Domäne von HLA-G
umfaßt,
in der Lage ist, die Proliferationsfunktionen und die zytotoxischen
Funktionen der T-Lymphozyten zu inhibieren.
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So haben die Erfinder also die entzündungshemmende
Wirkung des HLA-G-Proteins und insbesondere einer Zusammensetzung,
die aus einer diffundierenden löslichen
Form besteht, die wenigstens die α1-Domäne von HLA-G
umfaßt,
wie beispielsweise die Isoform HLA-G5, bei der Behandlung von entzündlichen
Pathologien der Haut gezeigt.
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Erfindungsgemäß ist diese Zusammensetzung
insbesondere auf die Behandlung von Psoriasis ausgerichtet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung wird diese lösliche
Form von HLA-G aus der Gruppe ausgewählt, die aus den löslichen HLA-G-Isoformen,
die wenigstens eine extrazelluläre Domäne (α1, α2 oder α3) umfassen,
und den solubilisierten Formen von HLA-Gl, HLA-G2, HLA-G3 oder HLA-G4
(membranständige
Isoformen) besteht.
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Diese löslichen HLA-G umfassen wenigstens
die extrazelluläre α1-Domäne.
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Diese löslichen Formen werden insbesondere
in einem Baculovirus produziert.
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Was die membranständigen Formen betrifft, so
werden sie vorteilhaft nach dem in der Internationalen Patentanmeldung
PCT WO 98/37098 beschriebenen Verfahren in Eukaryontenzellen exprimiert
und dann durch Behandlung der Membran (Abspaltungsmittel wie Papain)
und zweckmäßige Reinigung,
beispielsweise über
eine Immunaffinitätssäule mit
spezifischen Antikörpern,
solubilisiert.
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Unter löslicher Form von HLA-G werden
daher auch die löslichen
HLA-G (die keine Transmembrandomäne
umfassen) verstanden, wie die beispielsweise unter den oben genannten
Bedingungen solubilisierten membranständigen HLA-G.
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Vorzugsweise umfaßt die auf topischem Wege verabreichte
Zusammensetzung zwischen 0,1 und 5 μg/ml, vorzugsweise zwischen
0,5 und 2,5 μg/ml
lösliche
Form von HLA-G.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines löslichen HLA-G, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß es
die folgenden Schritte umfaßt:
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- – Co-Infektion
von Insektenzellen mit einem Baculovirus, das die cDNA für das β2M
enthält,
und einem weiteren Baculovirus, das die α-Kette einer löslichen
Isoform von HLA-G-enthält;
- – Kultivierung
der transfizierten Insektenzellen, und
- – Ernte
der Überstände und
Reinigung der exprimierten löslichen
HLA-G-Isoform.
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Gemäß einer vorteilhaften Form
zur Durchführung
dieses Verfahrens wird die lösliche HLA-G-Isoform
mit Hilfe eines für
die löslichen HLA-G-Isoformen
spezifischen Antikörpers
gereinigt.
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Gemäß einer vorteilhaften Variante
dieser Durchführungsform
wird der Antikörper
durch Immunisierung von nicht-humanen Säugern, wie Kaninchen, mit einem
immunogenen Peptid erhalten, das aus einem synthetischen Peptid
mit 21 Aminosäuren besteht,
das dem durch Intron 4 kodierten C-terminalen Teil der löslichen
Formen von HLA-G entspricht, dessen Sequenz SKEGDGGIMSVRESRSLSEDL (SEQ
ID NO: 1) ist, das an das Trägerprotein
KLH gekoppelt ist.
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Neben den vorausgehenden Ausführungsformen
umfaßt
die Erfindung noch weitere Ausführungsformen,
die aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgehen, die sich auf
Beispiele für
die Durchführung
des Verfahrens, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, sowie
auf die anliegenden Zeichnungen bezieht, wobei:
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die 1 und 2 die Anwesenheit der RNAs der
verschiedenen HLA-G-Isoformen in Psoriasisläsionen im Vergleich mit gesunder
Haut zeigen;
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3 die
Anwesenheit der für
die Isoform HLA-G5 spezifischen RNA in den Psoriasisläsionen im
Vergleich mit gesunder Haut zeigt;
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4 die
inhibierende Aktivität
der HLA-G-Isoformen auf natürliche
Killerzellen (NK-Zellen) in peripherem Blut veranschaulicht; diese
Figur gibt auf der Abszisse die untersuchte Isoform und auf der
Ordinate die Prozent spezifische Lyse an. M8-Zellen (Melanomzellinien
HLA-Klasse I+, Klasse II-),
die entweder mit dem Vektor allein (M8-pCDNA) (Invitrogen) oder
mit Vektoren, die die für
HLA-Gl codierende cDNA (M8-HLA-G1), die für HLA-G2 codierende cDNA (M8-HLA-G2),
die für
HLA-G3 codierende cDNA (M8-HLA-G3), die für HLA-G4 codierende cDNA (M8-HLA-G4)
enthielten, transfiziert waren, werden als Targets (T) verwendet.
Mononukleäre
periphere Blutzellen, PBMC, werden als Effektorzellen (E) verwendet.
Die Ergebnisse sind als Prozent Lyse ausgedrückt, die nach 4 h in einem
Test auf Freisetzung von Chrom 51 (51Cr)
beobachtet wird;
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5 die
inhibierende Aktivität
der HLA-G-Isoformen auf eine auf HLA-A2 beschränkte CD8+-T-Lymphozytenlinie
veranschaulicht, die ein virales Peptid präsentiert, das von der Matrix
des Influenzavirus, Positionen 58 bis 66, stammt; diese Figur gibt
auf der Abszisse die untersuchte Isoform und auf der Ordinate die
spezifische prozentuale Lyse an; das Verhältnis Effektorzellen/Targetzellen
beträgt 15:1.
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Es versteht sich jedoch, daß diese
Beispiele lediglich der Veranschaulichung des Gegenstands der Erfindung
dienen und diese in keiner Weise beschränken.
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BEISPIEL 1: Herstellung
einer löslichen
Form einer HLA-G-Isoform
mit einem Baculovirus.
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Die lösliche Isoform HLA-G5, deren
Struktur sich aus 3 extrazellulären α1-, α2- und α3-Domänen zusammensetzt
und die mit dem β2-Mikroglobulin (β2M) assoziiert
ist, stammt von einem alternativen Transkript, das ein Stopcodon
in Intron 4 des HLA-G-Gens besitzt. Die Produktion eines rekombinanten
löslichen
HLA-G-Proteins setzt eine Co-Infektion
von Insektenzellen mit einem Baculovirus, das die komplementäre DNA für β2M enthält, und
einem weiteren Baculovirus, das die cDNA für die α-Kette von HLA-G5 enthält, voraus.
Dies erlaubt es tatsächlich,
die physiologische Form HLA-G5/β2M
zu erhalten.
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1. Konstruktion von Transfervektoren
für die
Rekombination mit dem BacTen-Virus.
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- a) Insertion des β2M-Gens in einen Transfervektor:
Die
für β2M codierende
DNA-Sequenz wird in die BglII-KpnI-Stellen
des Transfervektors pTen12 (Quantum) inseriert. Der rekombinante
Klon wird durch Enzymverdau überprüft und dann
zur Co-Transfektion mit der linearisierten DNA des BacTen-Baculovirus
amplifiziert und sterilisiert.
- b) Insertion des für
HLA-G5 codierenden Gens in einen Transfervektor:
Die für das HLA-GS-Molekül codierende
Sequenz wird in die BglII-KpnI-Stellen des Transfervektors pTen12
inseriert. Der rekombinante Klon wird durch Enzymverdau überprüft und dann
zur Co-Transfektion mit der linearisierten DNA des BacTen-Baculovirus
(Quantum) amplifiziert und sterilisiert.
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2. Konstruktion von rekombinanten
Baculoviren.
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Der erste Schritt besteht in der
Herstellung von rekombinanten Baculoviren mit HLA-G5A einerseits
und β2M
andererseits. Die beiden Transfervektoren, die die β2M- und HLA-G5A-Gene
tragen, werden zur Co-Transfektion von Sf9-Insektenzellen in Kultur mit linearem
BacTen zusammengegeben. Die Überstände der
Co-Transfektion werden geerntet und es wird eine Klonierung mit
Plaques durchgeführt,
um die rekombinanten Baculovirusklone zu isolieren. Um die Beschaffenheit
der Konstruktion sicherzustellen, wird die DNA der viralen Klone
extrahiert und die Insertion des Gens in den richtigen viralen Locus
wird durch PCR überprüft. Für jede der Konstruktionen
wurden sechs Klone erhalten und jeder diente dazu, erneut Sf9-Zellen
zu infizieren. Dann wurden die Kulturüberstände sowie die Zellen nach Zentrifugation
zurückgewonnen.
Dieses Protein wird durch Immunaffinität mit Hilfe von PAG5-6-Antikörpern gereinigt
(siehe Beispiel 4). Die Struktur des Proteins wird durch Western
Blot zusammen mit PAG5-6-Antikörpern (anti-HLA-G5)
und BlG6-Antikörpern
(Immunotech) (anti-β2M),
die für
die lösliche Form
HLA-G5 bzw. das β2M
spezifisch sind, überprüft. Von
den 6 HLA-G5-produzierenden und den 4 β2M-produzierenden Klonen wurde
jeweils einer ausgewählt.
Ein HLA-G5α-Klon
und ein β2M-Klon wurden
für die
Co-Infektion der Sf9-Zellen eingesetzt. Durch Western Blot-Analyse
und Immunpräzipitation
mit einem W6/32-Konformationsantikörper (IgG2a,
anti-α-Ketten
von HLA- Klasse I,
die mit β2-M assoziiert
sind (Sigma)) kann man zeigen, daß der Überstand dieser Co-Infektion
das HLA-GS-Protein assoziiert
mit β2M
enthält;
es stellt also eine der physiologischen Form verwandte Form dar.
Diese Sf9-Zellen erlauben es also, große Mengen von löslichem
HLA-G5-Protein zu erhalten.
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BEISPIEL 2: Nachweis der
Regulatorrolle von HLA-G bei den mit Psoriasis verbundenen T-abhängigen Phänomenen.
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1. Herkunft
der Hautbiopsien
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Hautbiopsien mit typischen Plaques
von Läsionen
chronischer Psoriasis, die von Patienten stammten, die innerhalb
der letzten 15 Tage vor dem Tag der Biopsie weder lokal noch generell
behandelt worden waren, wurden analysiert.
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Gesunde Hautbiopsien, die von Patienten stammten,
die einer operativen Brustreduktion unterzogen worden waren, wurden
als negative Kontrollen verwendet.
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Die Proben werden in zwei Partien
aufgeteilt, ein Teil wird zur Analyse mit RT-PCR sofort in flüssigem Stickstoff
eingefroren und der verbleibende Teil wird zur immunhistochemischen
Analyse in OCT (Miles Inc Diagnostics Division) eingelagert.
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2. Nachweis der HLA-G-Transkripte
insgesamt und des für
die lösliche
HLA-G5-Isoform spezifischen Transkripts in Hautbiopsien mit Psoriasisläsionen
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a) Material und Methoden
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Die Messenger-RNAs werden aus eingefrorenen
Biopsien von 6 Proben psoriasisgeschädigter Haut (Psol-Pso6, 1 und 3) und von 4 normalen Hautproben (gesunde
Haut 1 bis gesunde Haut 4, Figuren 2 und 3) unter
den folgenden Bedingungen extrahiert; die Proben werden mit dem
Reagens RNA Now (Biogentex, Inc.) zusammengegeben und mit einem
Ultraturrax-Homogenisator (IKA Labortechnik) gemäß den Angaben des Herstellers
homogenisiert. Die Qualität
des RNA-Extrakts wird durch Gelelektrophorese auf 1,5%iger Agarose
unter denaturierenden Bedingungen überprüft. 5 μg RNA werden mit einem Oligo
dT-Primer mit 12 bis 18 Oligonukleotiden (Gibco BRL) und reverser
Transkriptase von Moloney-Virus (M-MLV) 1 h bei 42°C revers
in cDNA transkribiert. Dann wird die erhaltene cDNA durch PCR einerseits
mit Primern, die die gesamten HLA-G-Transkripte erkennen [Sonde
G.257 (Exon 2) und 3G.U (untranslatiertes 3'-Ende)], die zur PCR-Amplifikation der
HLA-G-Transkripte verwendet werden, die den verschiedenen bekannten
Isoformen von HLA-G entsprechen (1 und 2), und andererseits mit
Primern, die für
die Sequenz von löslichem HLA-G5
spezifisch sind, nämlich
den Primern G.526 und G.i4b ( 3),
amplifiziert.
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Im einzelnen sind die verschiedenen
eingesetzten Primer und Sonden also die folgenden:
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- – G.526
(Exon 3) und G3.U (3' UT)
für die
Isoformen G1, G4 und G5;
- – G.526
(Exon 3) und G.i4b (Intron 4) für
die G5-Isoform;
- – G.-3
(der teilweise die Exons 2 und 4 abdeckt) und G3.U (3' UT) für die Isoformen
G2 und G6;
- – G.3-4
(der teilweise die Exons 2 und 5 abdeckt) und G3.U (3' UT) für die G3-Isoform.
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Die PCR-Bedingungen sind wie folgt:
1 min bei 90°C,
90 s bei 65°C
(61°C für das Primerpaar G.526
und G.i4b) und 2 min bei 72°C,
für 35
Zyklen. Die PCR-Produkte werden durch Gelelektrophorese auf 1,5%iger
Agarose aufgetrennt.
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Die Transkripte des β-Actins werden
für 16 Zyklen
mit Hilfe spezifischer Primer (Clontech) co-amplifiziert, um die
RNA-Menge zwischen den verschiedenen Proben zu normieren.
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Dann werden die PCR-Produkte auf
ein Nylonmembran transferiert (Hybond N+,
Amersham), mit einer radiomarkierten Sonde hybridisiert und die Intensität des Hybridisierungssignals
wird densitometrisch quantifiziert.
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Die spezifischen HLA-G-Sonden sind
die folgenden:
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- – GR,
spezifisch für
Exon 2, die alle HLA-G-Transkripte erkennt, und
- – G.I4
F, spezifisch für
Intron 4, die nur das HLA-G5-Transkript
erkennt.
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Die obigen Primer und Sonden werden
bei P. MOREAU et al., C.R. Acad. Sci. Paris, Sciences de la vie/Life
Sciences, 1995; 318; 837-42) beschrieben.
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Die cDNA der Choriokarzinomzellen
JEG-3 (ATCC), die ein erhöhtes
Transkriptionsniveau für HLA-G
besitzen, werden als positive Kontrolle verwendet. Bei den obigen
Tests wird die Linie JEG-3 in einem DMEM-Medium (Sigma) kultiviert,
das mit 10% hitzeinaktiviertem fötalem
Kälberserum,
Antibiotika und 2 mM L-Glutamin supplementiert ist. Die Zellinien
enthalten keine Mykoplasmen.
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Die spezifischen HLA-G-Banden werden durch
Hybridisierung mit der spezifischen Sonde GR nachgewiesen, die in
Exon 2 lokalisiert ist. Die PCR-Produkte, die bei derselben Reaktion
mit den Primern für
das β-Actin
coamplifiziert wurden, werden mit Hilfe einer β-Actin-Sonde auf derselben Membran
nachgewiesen.
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b) Ergebnisse
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Die Ergebnisse sind in den 1 bis 3 gezeigt.
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Die HLA-G-Transkripte werden in allen
Proben geschädigter
Haut mit Psoriasisläsionen
und nur in 2 von 4 Proben gesunder Haut nachgewiesen. Mit Ausnahme
einer Probe (Probe 3) werden in den Proben geschädigter Haut nur die Transkripte
nachgewiesen, die den Isoformen HLA-Gl und HLA-G5 entsprechen. In den Biopsien geschädigter Haut
von 6 Kranken mit Psoriasis liegt ein höheres Transkriptionsniveau
für HLA-G
vor, insbesondere was die Isoform Gl/G5 betrifft (p<0,05; 1 und 3).
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In diesen Proben fehlt das Signal
für die
lösliche
Isoform HLA-G5 bei 4 Testproben normaler Haut (3), findet sich aber bei 3 der 6 Patienten mit
Psoriasis ( 3).
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Die Ergebnisse zeigen insgesamt,
daß die Transkriptmenge
für HLA-Gl
und G-5 bei den Hauptbiopsien mit Psoriasisläsionen höher ist als bei den Proben
gesunder Haut und daß das
HLA-G5-Transkript nur in den Hautbiopsien mit Psoriasisläsionen exprimiert
wird.
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3. Nachweis des HLA-G-Proteins
in Hauptbiopsien mit Psoriasisläsionen
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a) Material und Methoden
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a1)
Immunhistochemie
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Aus eingefrorenen Proben wurden Kryostatschnitte
hergestellt und dann wurden die Schnitte in Aceton bei –20°C 20 min
lang entwässert
und an der offenen Luft getrocknet.
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Die Immunmarkierung erfolgt mit Hilfe
des Dako EnVision+System Peroxidase (AEC)-Kits (Dako) gemäß den Instruktionen
des Herstellers.
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Die verwendeten Antikörper sind
die folgenden:
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- – 87G
und 01G, spezifisch für
HLA-G (HLA-G1 bis -G5) und 16G1, spezifisch für HLA-G5 (D. Geraghty, Fred
Hutchinson Cancer Research Center, Seattle, USA),
- – 4H84,
spezifisch für
die HLA-G-Isoformen in denaturierter Form (M. McMaster, San Francisco, USA) – anti-ILT2,
der einen an der Bindung an HLA-G beteiligten KIR erkennt (Navarro
et al., Eur. J. Imunol., 1999, 29, 277-283),
- – W6/32:
anti-Klasse I Antigen des MHC (Sigma)
- – anti-CD3
(Sigma)
- – anti
CD14 (Sigma)
- – Maus-IgG2a.
Kontrollantikörper
(Sigma).
-
a2)
Doppelmarkierung
-
Die Doppelmarkierungen erfolgen mit
den folgenden Antikörperpaaren:
-
- – 87G
und anti-CD68
- – 87G
und anti-CDllc (Dako)
- – anti-ILT2
und anti-CD3
-
Die angewandten Bedingungen sind
die folgenden; nach Inkubation mit normalem Ziegenserum werden die
Schnitte mit dem ersten Antikörper
(87G oder anti-ILT2) 60 min lang inkubiert, gespült und dann
mit einem Ziege-anti-Maus-IgG-Antikörper, der an
Texasrot gekoppelt ist, inkubiert. Anschließend werden die Schnitte gespült und 30
min lang mit dem zweiten, an Fluoreszeinisothiocyanat (FITC) gekoppelten
Antikörper:
anti-CD68- oder anti-CDllc-Antikörper, wenn
der erste Antikörper 87G ist,
oder anti-CD3-Antikörper, wenn
der erste Antikörper
anti-ILT2 ist, inkubiert.
-
Bei den Kontrollschnitten wird der
erste Antikörper
(87G oder anti-ILT2) durch den Kontrollantikörper (Maus-IgG2a) ersetzt.
-
Die Schnitte werden dann mittels
Konfokal-Lasermikroskopie
analysiert.
-
b) Ergebnisse
-
b1)
Nachweis der Gesamtheit der HLA-G-Proteine und des löslichen
HLA-G5-Proteins in Hautbiopsien
-
Bei Verwendung des 87G-Antikörpers oder des
01G-Antikörpers, die
alle HLA-G-Isoformen erkennen, wird keine Expression des HLA-G-Proteins in
den Proben gesunder Haut nachgewiesen.
-
Umgekehrt wird in den 9 Hautproben
mit Psoriasisläsionen
die Expression von HLA-G in Papillenzellen der Dermis nachgewiesen.
Das Expressionsniveau von HLA-G variiert abhängig von den Proben; es ist
in manchen Proben erhöht.
Außerdem wird
nur bei zwei Proben auch die Expression von HLA-G in der Epidermis,
in den dem Infiltrat entzündlicher
Zellen der Dermis nahen Zonen entweder in isolierten Herden entzündlicher
Zellen oder in ein paar Keratinozyten nachgewiesen. Die Lokalisation von
HLA-G in diesen wenigen Keratinozyten hängt wahrscheinlich mit der
Diffusion der HLA-G5-Isoform aus Dermiszellen zusammen, die diese
Isoform exprimieren.
-
Bei Verwendung des 16G1-Antikörpers, der spezifisch
die lösliche
HLA-G5-Isoform erkennt, wird auch eine spezifische Markierung der
Papillenzellen der Dermis nachgewiesen.
-
b2)
Lokalisation der Zellen, die HLA-G exprimieren, in den Psoriasisläsionen
-
Die Doppelmarkierungen mit dem 87G-Antikörper und
dem anti-CD3-Antikörper
oder dem anti-CDl4-Antikörper
zeigen, daß HLA-G
mit Zellen co-lokalisiert ist, die CD14 exprimieren, umgekehrt wird
keine Co-Lokalisation von HLA-G mit den T-Lymphozyten (CD3+) beobachtet.
-
b3)
Die Zellen, die HLA-G exprimieren, sind CD68+-, CD11c+-Makrophagen
-
Die Markierung der seriellen Schnitte
von Hautproben mit Psoriasisläsionen
mit den Antikörpern 87G und
anti-CD68 oder anti-CDllc, die spezifisch die Makrophagen erkennen,
zeigt, daß quasi
die Gesamtheit der Zellen, die HLA-G exprimieren, auch CD68 und
CDllc exprimieren und daher Makrophagen sind.
-
b4)
Der KIR-Rezeptor vom ILT2-Typ liegt in den T-Lymphozyten vor, die
Psoriasisläsionen
infiltrieren
-
Die Markierung der Hautbiopsien mit
Psoriasisläsionen
mit dem anti-ILT2-Antikörper
zeigt die Anwesenheit eines dichten Infiltrats in der oberen Dermis.
Umgekehrt wird in der Dermis der Proben gesunder Haut keine Markierung
nachgewiesen. Außerdem
zeigen Doppelmarkierungsversuche mit den anti-CD3- und anti-ILT2-Antikörpern in
den Papillen der Dermis die Anwesenheit einiger doppelt markierter
Zellen.
-
Zusammenfassend zeigen die oben dargestellten
Ergebnisse insgesamt, daß:
-
- – die
Expression der HLA-G-RNAs in gesunder Haut schwach oder nicht nachweisbar
ist und das HLA-G-Protein fehlt,
- – in
den Psoriasisläsionen
eine erhöhte
Expression der RNAs und des Proteins der Isoformen HLA-G1 und -G5
vorliegt,
- – die
HLA-G-Expression in den Psoriasisläsionen in Makrophagen lokalisiert
ist und
- – in
den Psoriasisläsionen
die infiltrierenden T-Lymphozyten einen die zytotoxischen Funktionen
inhibierenden Rezeptor exprimieren, der von HLA-G erkannt wird (ILT2-Rezeptor).
-
Diese Ergebnisse zeigen die Anwesenheit
in Psoriasisläsionen
sowohl von Zellen, die HLA-G exprimieren (Makrophagen der Papillen
der Dermis), als auch von infiltrierenden, für die Psoriasisläsionen verantwortlichen
Zellen (CD3+-T-Lymphozyten), die einen die zytotoxischen Funktionen
inhibierenden Rezeptor exprimieren, der von HLA-G erkannt wird (ILT2-Rezeptor).
-
Folglich zeigen diese Ergebnisse
die direkte Rolle von HLA-G und insbesondere der dominanten membranständigen Isoform
HLA-Gl und der diffundierenden löslichen
Isoform HLA-G5 bei der lokalen Regulation der T-abhängigen Phänomene,
die für Psoriasis
verantwortlich sind.
-
BEISPIEL 3: Rolle der
extrazellulären α1-Domäne von HLA-G
bei der Inhibierung der Immunfunktionen und Anwendung bei der Behandlung
von Psoriasis
-
1. Rolle der extrazellulären α1-Domäne von HLA-G bei
der Inhibierung der zytotoxischen Aktivität von NK-Zellen und T-Zellen
-
a) NK-Zellen
-
Die Verwendung von Zellen, die mit
jeder der Isoformen HLA-Gl, -G2, -G3 oder -G4 transfiziert sind,
als Targetzellen gegenüber
immunkompetenten natürlichen
Killerzellen, die in peripherem Blut vorhanden sind, erlaubt es
zu zeigen, daß jede
der Isoformen in der Lage ist, die zytotoxische Aktivität der natürlichen
Killerzellen zu inhibieren (4).
Diese Versuche wurden bei mehr als zehn freiwilligen gesunden Spendern
durchgeführt
und die Signifikanz der von jeder der Isoformen ausgeübten Inhibierung wurde
durch statistische Tests validiert (4).
-
b) T-Zellen
-
Ähnliche
Zytotoxizitätstests,
die in vitro mit den gleichen Targetzellen gegenüber CD8+-T-Zellen durchgeführt wurden,
die durch den MHC beschränkt waren
und für
ein antigenes Peptid spezifisch waren, haben ebenfalls gezeigt,
daß jede
der Isoformen HLA-G1, -G2, -G3 und -G4 die zytotoxische Aktivität dieser
T-Zellen signifikant inhibiert (5).
-
Auf Grundlage der Struktur der HLA-G3-Isoform,
die lediglich aus der extrazellulären α1-Domäne besteht, die sämtliche
oben beschriebenen inhibierenden Eigenschaften besitzt, kann man
auf die Funktionalität
dieser Domäne
schließen.
Diese Domäne
enthält
folglich das funktionelle Motiv von HLA-G und kann daher im Hinblick
auf eine Immuntoleranz als pharmakologisches Mittel verwendet werden.
-
2. Anwendung
zur Behandlung von Psoriasis
-
Die direkte Rolle von HLA-G und insbesondere
der dominanten membranständigen
Isoform HLA-G1 und der diffundierenden löslichen Isoform HLA-G5 bei
der lokalen Regulation der T-abhängigen Phänomene,
die für
Psoriasis verantwortlich sind, wurde in Beispiel 2 gezeigt.
-
Die Rolle von HLA-G und insbesondere
der α1-Domäne dieser
Isoformen bei der Inhibierung der T-Funktionen wurde oben gezeigt.
-
Folglich zeigen die Ergebnisse insgesamt, daß eine pharmazeutische
Zusammensetzung, die diese HLA-G-Isoform insbesondere in diffundierender
löslicher
Form enthält,
wie die Isoform HLA-G5, eine schützende
Rolle bei der Behandlung von Psoriasis spielt.
-
BEISPIEL 4: Produktion
eines als PAG5-6 bezeichneten Antikörpers, der spezifisch die löslichen
Formen von HLA-G (HLA-G5 und HLA-G6) erkennt, in Form eines polyklonalen,
aus Kaninchen erhaltenen Serums.
-
Die Immunisierung von Kaninchen mit
einem immunogenen Peptid, das aus einem synthetischen Peptid mit
21 Aminosäuren
besteht, das dem C-terminalen Teil entspricht, der von Intron 4
der löslichen HLA-G-Formen
codiert wird und dessen Sequenz SKEGDGGIMSVRESRSLSEDL (SEQ ID NO:
1) ist, das an das Trägerprotein
KLH gekoppelt ist, erlaubt es ein polyklonales Serum zu erhalten,
das bei den Methoden der Immunpräzipitation,
des Immunblottings (Western Blot), der Immunhistochemie und bei immunenzymatischen
Methoden vom Typ ELISA spezifisch die löslichen Formen von HLA-G (HLA-G5 und
HLA-G6) erkennt. Dieses Serum wurde an einer Affinitätssäule (Protein
G-Sepharose) gereinigt und kann sowohl zum Nachweis asl auch zur
Titration und zur Reinigung der löslichen HLA-G-Formen dienen.