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Hintergrund der Offenbarung
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Der
Mangel an aktivierten T-Zellen, die in immunokompetenten Wirten
ausgebildete Tumore infiltrieren, erklärt die Unfähigkeit der Wirt die Tumore
zu entfernen. Experimente in Tiermodellen ebenso wie klinische Studien,
zeigen an, dass das Immunsystem individuelle Tumorzellen erkennen
und töten
kann, aber dass ein Wirt ausgebildete feste Tumore im Allgemeinen
nicht entfernen kann. Es kann zahlreiche Erklärungen für das Unvermögen des
Wirtes geben, effektiv auf etablierte Tumore zu reagieren: 1) Mangel
an frühem
T-Zell Priming wegen schwacher direkter oder indirekter Präsentation
in lymphoiden Geweben, da eine unzureichende Menge von Tumorzellen
(insbesondere solchen von nicht hämatopoetischem Ursprung) in
das Gewebe wandert; 2) unzureichende Mengen von Immunzellen wandern
wegen biologischer Barrieren um die Tumorgewebe zu den Tumorstellen;
3) erschöpfte
oder kurzlebige aktivierte Antigen-spezifische T-Zellen, die beim
Bekämpfen
des Tumorwachstums wegen ihres begrenzten Repertoires versagen;
4) keine Reaktion oder Ignorieren von T-Zellen gegenüber Tumoren;
5) eine hemmende Mikroumgebung oder ein Mangel an Stimulation innerhalb
der Tumore, um das Immunsystem zu aktivieren.
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Klinisch
ist der Anstieg der Infiltration der T-Zellen in die Tumorstelle
eng mit einer besseren Prognose assoziiert. Frühere Studien haben gezeigt,
dass präventive
Vakzinierungen wirksam waren, das Abstoßen der inokulierten Tumorzellen
zu induzieren. Nachdem es jedoch zu Tumorwachstum gekommen war,
waren die therapeutischen Vakzinierungen gewöhnlich nicht in der Lage den
Tumor abzustoßen.
Chirurgisches Verkleinern des Tumors verstärkt nicht die Immunantwort
auf Tumoren. Weiterhin wurde berichtet, dass sogar die Expression
eines starken Antigens auf Tumorzellen nicht ausreichend war, um
die Abstoßung
eines ausgebildeten Tumors zu fördern,
trotz der Präsens
einer überschüssigen Mengen
von Antigen spezifischen T-Zellen in den lymphoiden Geweben. Mangel
an T-Zell Priming und/oder Infiltrierung eines ausgebildeten Tumors
ist eines der Haupthindernisse für
entweder natürliche
oder therapeutische Ansätze
gegen antigene Krebsarten. Zusätzlich
ist ungenügende
Expression von kostimulatorischen Molekülen innerhalb der Tumorgewebe
nicht in der Lage infiltrierende T-Zellen zu aktivieren und resultiert
in der Anergie von Tumor reaktiven T-Zellen.
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Der
Mangel an frühem
T-Zell Priming ist möglicherweise
auf wenige Tumorzellen zurückzuführen, die aus
dem festen Gewebe in lymphoide Gewebe zur direkten Präsentation
gewandert sind. Genetische Analyse mit Knochenmarkschimeren enthüllte zwei
Modi der Antigenpräsentation,
um MHC-I restringierte CD8+ T-Zellen zu
Primen. Direktes Priming wird durch die Beteiligung von T-Zellen
mit den Zellen vermittelt, die das Protein mit antigenen Epitopen
synthetisieren, während über Kreuz
Priming durch die Antigen präsentierenden Wirtszellen
vermittelt wird, die die Antigene aufnehmen, die durch andere Zellen
synthetisiert werden. Die Mechanismen zum Primen von Tumor spezifischen
T-Zellen wurden heftig debattiert und bleiben bisher unklar. Zu
verstehen, wie und wo Tumorantigen gegenüber T-Zellen präsentiert werden, würde helfen
ein therapeutisches Mittel gegen Tumore zu finden.
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Die
Signalvermittlung über
LTβR wird
benötigt
um organisierte lymphoide Geweben zu bilden. Lymphotoxin β Rezeptor
(LTβR) spielt
eine wichtige Rolle bei der Ausbildung lymphoider Strukturen. LTβR wird durch
zwei Mitglieder der TNF Familie aktiviert, Membran-Lymphotoxin αβ und LIGHT
(1). LTβR
spielt herausragende Rollen bei der Bildung von LNs und der genauen
Organization von T, B Zonen in sekundären lymphoiden Organen. Die
Signalvermittlung über
LTβR reguliert
die Expression von Chemokinen und Adhäsionsmolekülen innerhalb der sekundären lymphoiden
Organe. Chemokine und Adhäsionsmoleküle kontrollieren die
Wanderung und Positionierung von DCs und Lymphozyten in der Milz. Überexpression
von löslichem
LT oder TNF in nicht lymphoiden Geweben war ausreichend, um funktionale
lymphoide Neogenese auszulösen.
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LIGHT
spielt eine einzigartige Rolle bei der T-Zellaktivierung und der
Ausbildung von lymphoiden Geweben. LIGHT ist ein Ligand für LTβR und "herpes virus entry
mediator (HVEM)".
LIGHT wird überwiegend
in lymphoiden Geweben expremiert. Wechselwirkungen zwischen LIGHT
und LTβR
stellen lymphoide Strukturen in der Milz von LTα–/– Mäusen wieder
her. Zusätzlich
verursacht das Heraufregulieren von LIGHT T-Zellaktivierung und
Migration in nicht lymphoide Gewebe und bildet lymphoidartige Strukturen.
Umgekehrt zeigten LIGHT–/– Mäuse beeinträchtigte T-Zell Aktivierung
und verzögertet
kardiale Abstoßung.
Daher ist LIGHT ein potententielles kostimularatorisches Molekül, das auch
die Bildung von lymphoiden Geweben fördert, um die lokalen Immunantworten
zu verstärken.
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Mangel
an effizientem Priming von naiven T-Zellen in ableitenden lymphoiden
Geweben und Unvermögen
Tumor-spezifische T-Zellen innerhalb von Tumoren zu expandieren
verhindert das Auslöschen
des Krebs.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Mutiertes
LIGHT erschafft eine lymphoidartige Mikroumgebung, die Chemokine,
Adhäsionsmoleküle und kostimulatorische
Moleküle
zum Priming von T-Zellen expremiert, um Tumorzellen zu töten.
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Mutiertes
LIGHT (LIGHTm) wird erzeugt, um Proteaseabbau
zu verhindern, so dass LIGHT in Tumorzellen exprimiert werden kann.
Nicht mutiertes LIGHT wird nicht auf der Oberfläche von Tumoren expremiert und
induziert nicht eine wirksame Anti-Tumoraktivität.
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Die
Einführung
von mutiertem LIGHTm, einem Liganden für im Stroma
expremierten Lymphotoxin-Rezeptor und T-Zell expremiertes HVEM,
in die Tumorumgebung induzierte hohe Niveaus von Chemokinen und Adhäsionsmolekülen, begleitet
von massiver Infiltrierung durch naive T-Lymphozyten. In mutiertem
LIGHT (bezeichnet als LIGHTm) wurde die
proteolytische Stelle EKLI an den Positionen 79–82 aus der Aminosäuresequenz
von normalem LIGHT (3A) entfernt (Tamada
et al., 2000). LIGHT verstärkt
die Abstoßung
eines ausgebildeten hoch progressiven parentalen Tumors an lokalen
und distalen Stellen. LIGHTm expremierende Tumorzellen
sind die Basis für
ein klinisch relevantes therapeutische und prophylaktische Vakzine
um weit ausgebildete parentale Tumore auszulöschen und neue Tumore zu verhindern,
die sich durch Metastase bilden.
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LIGHTm expremierende Tumoren als ein therapeutische
Vakzin zieht mehr naive T-Zellen an und aktivieren sie dann, so
dass mehr Antitumor-spezifische T-Zellen erzeugt werden, um lokale
und distale Tumore zu bekämpfen.
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LIGHTm und Tumore (oder Tumorantigene) Primen
T-Zellen und führen
als ein vorbeugendes Vakzin zu langfristigem Schutz.
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Ein
neues Verfahren zum Behandeln von Tumoren (insbesondere festen Tumoren)
ist es, lymphoidartige Mikroumgebungen zu erschaffen, die Chemokine,
Adhäsionsmoleküle und kostimulatorische
Moleküle
expremieren, die benötigt
werden, um naive T-Zellen zu Primen und aktivierte T-Zellen zu expandieren,
indem mutierte LIGHT Moleküle
verwendet werden. Breitere T-Zellen werden gegen Tumore erzeugt.
Adenovirale Vektoren, die mutierte LIGHT kodierende Sequenzen einschließen, sind
gegen Tumore und Metastasen wirksam. Das Tumorvolumen wurde in vivo
in Vergleich zu Tumoren reduziert, die mit Kontrollvektoren injiziert
wurden, wenn Vektoren mutiertes LIGHT an Tumoren verabreichten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 veranschaulicht
ein gegenwärtiges
Modell für
die Interaktionen zwischen den TNF/LT/LIGHT Familienmitgliedern.
LTβR bindet
sowohl Membran-LT als auch LIGHT, während HVEM an LIGHT bindet.
Lösliches
TNF3 und LTa3 binden an TNFRI und TNFRII.
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2 zeigt,
dass sowohl LIGHTm als auch Antigen spezifische
T-Zellen für
optimale Tumorabstoßung benötigt werden.
Tumorzellen (5 × 105) wurden in CB6F1 inokuliert: Tumor transfiziert
mit LIGHTm auf der linken Seite und Kontrolltumor
auf der rechten Seite. Vierzehn Tage später wurden 2C T-Zellen (10 × 105) in die Mäuse transferiert und das Tumorwachstum
wurde beobachtet. Tumorwachstumskurven werden gezeigt.
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3 zeigt
die Wachstumskinetiken von LIGHT expremierendem Ag104Ld und
parentalem Tumor in C3B6F1 und B6/RAG-1–/– Mäusen. A.
Vier Aminosäuren,
die zu einer proteolytischen Stellen korrespondieren, wurden aus
der extrazellulären
Domäne
von LIGHT deletiert, um stabile Expression auf der Oberfläche der Tumorzellen
sicher zu stellen. B. Ag104Ld parentale
Tumorzellen, Ag104Ld Tumorzellen, die mit
LIGHTm transfiziert wurden, als Menge oder
kloniert, wurden mit humanem LTβR
Ig, murinem HVEM Ig, gefolgt von einem FITC konjugiertem Eselsantikörper gegen
humanes IgG bzw. Ziegenantikörper
gegen murines IgG (durchgezogene Linien) gefärbt. Tumorzellen, die nur mit
dem Antikörper
des zweiten Schrittes gefärbt
sind, werden als gepunktete Linen gezeigt. C. C3B6F1 Mäuse wurden
subkutan mit 5 × 106 Ag104Ld parentalen
Tumorzellen (ausgefüllte
Diamanten) oder LIGHTm expremierenden Ag104Ld Tumorzellen (hohle Diamanten) inokuliert. Ag104Ld wuchs progressiv, während Ag104Ld-LIGHTm in C3B6F1 Mäusen abgetoßen wurden. D. B6/RAG-1–/– Mäuse wurden
mit subkutaner Injektion von 106 Ag104Ld Tumorzellen (ausgefüllte Diamanten) oder LIGHTm expremierenden 104Ld Tumorzellen
(hohle Diamanten) gechallenged. Beide Tumoren wuchsen in den B6/RAG-1–/– Mäusen progressiv.
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4 zeigt,
dass eine modifizierte extrazelluläre Domäne von LIGHTm ausreichend
ist, um Antworten von gereinigten T-Zellen kozustimulieren. A. Rekombinantes
Protein enthaltend die extrazelluläre Domäne von LIGHTm (85–239 Aminosäuren) und
eine Flagsequenz, um die Aufreinigung von rekombinantem Protein
zu ermöglichen.
B. Aufgereinigte T-Zellen wurden mit immobilisierter extrazellulärer Domäne von LIGHTm in der Gegenwart von Antikörper gegen
CD3 (Anti-CD3) stimuliert.
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5 sind
photographische Veranschaulichungen, die erhöhte Infiltration von CD8+ T-Zellen in LIGHTm expremierende
Ag104Ld Tumorgeweben zeigen. 5 × 106 Ag104Ld, Ag104Ld-B7.1 oder Ag104Ld-LIGHTm Tumorzellen wurden subkutan in C3B6F1 Mäuse injiziert.
Tumorgewebe wurde 10–14
Tage nach Tumorinokulierung entnommen. Gefrorene Schnitte von Tumorgeweben
wurden mit HE (oberes Panel) oder anti-Th1.2-PE (mittleres Panel),
anti-CD8-PE, wie
angegeben (unteres Panel) gefärbt.
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6A.
veranschaulicht erhöhte
LTβR assoziierte
Chemokine und Adhäsionsmoleküle in Ag104Ld-LIGHTm Tumoren.
(1) 5 × 106 Ag104Ld, (2) Ag104Ld-B7.1 oder (3) Ag104Ld-LIGHTm Tumorzellen wurden subkutan in C3B6F1 oder
B6/RAG-1–/– Mäuse inokuliert.
Tumorgewebe wurden 10–14
Tage nach Tumor-Challange gesammelt. B. Die gleiche Menge von Tumorgewebe
wurde sorgfältig
in PBS enthaltend Proteaseinhibitoren zermahlen. SLC in dem Überstand
wurde durch ELISA nach dem Zentrifugierem gemessen. Ag104Ld-LIGHTm Tumore,
die sowohl von C3B6F1 als auch B6/RAG-1–/– Mäusen, wie
angegeben, gesammelt wurden, enthielten höhere Niveaus an SLC als die
parentalen Tumore. C. Tumorgewebe von Ag104Ld, Ag104Ld-B7.1 oder Ag104Ld-LIGHTm wurden in 10% neutralem Formalin fixiert,
geschnitten und mit Anti-Maus SLC gefärbt gefolgt von einem sekundären Antikörper, Farbentwicklung
(rot) wird durch Pfeile angezeigt; der Hintergrund war mit Hemotoxilyn
gegengefärbt
(blau.) D. Gesamt-RNA wurde aus dem Tumorgewebe isoliert und quantitative
Echtzeit-RT-PCR wurde durchgeführt,
um die Expression von Adhäsionsmolekül MAdCAM-1 und
Chemokin SLC zu analysieren. E. Ein Gen-Array wurde durchgeführt, um die Expression anderer
Chemokine, wie angegeben, in dem LIGHTm expremierendem
Ag104Ld und parentalem Tumor zu analysieren,
indem Gesamt-RNA aus dem Tumorgewebe aufgereinigt wurde. Der Anstieg
der LTβR
assoziierten Chemokine und Adhäsionsmoleküle wurde
in den LIGHTm expremierenden Tumorgeweben
gefunden. Die relativen Expressionsnivaus werden in dem linken Panel
angezeigt. Der Faktor des Anstiegs der Expression von Ag104Ld-LIGHTm wird in
dem rechten Panel gezeigt. Die Gesamt-RNA wurde aus dem Tumorgewebe
isoliert und eine Gen-Array wurde durchgeführt, um die Expression von
Chemokinen, wie angegeben, in dem LIGHTm expremierendem
Ag104Ld und parentalem Tumor zu analysieren.
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7 zeigt, dass LIGHTm vermittelte
Ag104Ld Tumorumgebung naive 2C T-Zellen
rekrutiert, sie aktiviert und Tumorabstoßung verursacht. A. Ag104Ld und Ag104Ld-LIGHTm expremierten das gleiche Niveau an Antigen
Ld. Ag104Ld (schwarze
durchgezogene Line) oder Ag104Ld-LIGHTm (graue
durchgezogene Linie). Tumorzellen wurden mit Anti-Ld gefärbt gefolgt
von einem zweiten Schritt zur Färbung
mit FITC konjugiertem Ziegen-Antikörper gegen murines IgG. Tumorzellen,
die nur mit dem Antikörper
des zweiten Schrittes gefärbt
wurden, werden als gepunktete Linie gezeigt. B. In OT-1/RAG-1–/– Mäuse wurden
106 Ag104Ld oder Ag104Ld-LIGHTm Tumorzellen subkutan injiziert. 3 × 106 CFSE markierte 2C TCR transgene T-Zellen
wurden in diese Mäuse
10–14
Tage nach Tumor-Challenge transferiert. Tumor abführende Lymphknoten,
nicht abführende
Lymphknoten, Milz und Tumorgewebe wurden 48, 132, 168 und 336 Stunden,
wie angegeben, nach 2C T-Zelltransfer gesammelt. T-Zellen, die Tumore
infiltrierten, wurden durch eine positiv selektionierende magnetische
Säule isoliert.
Zellen aus Lymphknoten, Milz und Tumor wurden der FACS Analyse unterzogen,
nachdem sie mit Anti-CD8
und 2C TCR clonotypischem Antikörper
1B2 gefärbt
wurden. Proliferation von CD8 und 1B2 doppelpositiven 2C T-Zellen
wurde gezeigt. C. OT-1/RAG-1-Mäuse
wurden mit 106 Ag104Ld oder Ag104Ld-LIGHTm Tumorzellen
subkutan injiziert. 3 × 106 CFSE markierte 2C TCR transgene T-Zellen
wurden in diese Mäsue
10–14
Tage nach Tumorchallange transferiert. Tumor abführende Lymphknoten, nicht abführende Lymphknoten,
Milz und Tumorgewebe wurden 48, 132, 168 und 336 Stunden, wie angegeben,
nach 2C T-Zelltransfer gesammelt. T-Zellen, die Tumore infiltrierten, wurde
durch eine positiv selektionierende magnetische Säule isoliert.
Zellen aus Lymphknoten, Milz und Tumor wurden der FACS Analyse unterzogen,
nachdem sie mit Antikörper
1B2 und Antikörper
gegen die Aktivierungsmarker CD62L oder CD44 gefärbt wurden. CD62L oder CD44
Expression durch 1B2 positive 2C T-Zellen wurde gezeigt. D. In OT-1/RAG-1–/– Mäuse wurden
106 Ag104Ld oder
Ag104Ld-LIGHTm Tumorzellen
subkutan injiziert. 3 × 106 CFSE markierte 2C TCR transgene T-Zellen
wurden in diese Mäuse
10–14
Tage nach Tumor-Challenge transferiert. Adoptiv transferierte 2C T-Zellen
waren in der Lage, das Wachstum von LIGHTm expremierenden
Ag104Ld in den OT-1/RAG-1–/– Wirten zu
unterdrücken,
aber nicht in den parentalen Tumoren.
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8 zeigt,
dass die intra-tumor Injektion von LIGHT expremierendem Ag104Ld ausgebildete parentale Tumore auslöscht. 105 Ag104Ld Tumorzellen
wurden in C3B6F1 Mäuse
inokuliert gefolgt von Intratumor Injektion von 106 LIGHTm expremierenden Tumorzellen oder PBS als
Kontrolle, wie angegeben, 14 Tage nach Challenge von parentalem
Tumor. Ag104Ld Tumore, die mit Ag104Ld-LIGHTm behandelt
wurden, wurden abgestoßen,
während
die, die mit PBS behandelt wurden, progressiv wuchsen.
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9 zeigt
die Nukleinsäuresequenz,
die ein LIGHT Protein kodiert. Das Start-Codon ATG ist in Fettdruck
markiert und die Region, die für
eine proteolytische Stelle kodiert, die in LIGHTm deletiert
wurde, ist unterstrichen.
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10 zeigt,
dass die Verabreichung von mutiertem LIGHT durch Adenovirus in Tumorgewebe
eine wirksame Immunantwort und Tumorabstoßung ermöglicht. C3B6F1 Mäuse wurden
mit 2 × 105 Ag104Ld Tumorzellen
inokuliert, gefolgt von einer intratumoralen Injektion von 5 × 1010 LIGHT expremierendem Adenovirus (links)
oder LacZ expremierendem Adenovirus, wie angegeben, (rechts) 14
Tage nach parentalem Tumor-Challenge. Das Tumorvolumen wurde berechnet
durch die Formel (Länge × Weite × Höhe)/2.
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11 zeigt
Hemmung von 4T1 Tumor und Abnahme von spontan metastatierenden Tumoren.
An Tag 0 wurden 4T1 Mäuse
mit Kontrolle, mutiertem LIGHT oder LIGHTm und
Anti-4.1 BB inokuliert. An Tag 7 zeigte Ad-LIGHTm (oder
D10 2A) eine gewisse Abnahme, an Tagen 14 und 17 war diese Volumenabnahme ausgeprägter. An
Tag 19 werden die Tumoren entfernt. An Tag 34 wurden die Gewebe
auf Lungenmetastasen geprüft.
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12 zeigt
die Ergebnisse eines clonogenen Assays der Behandlungsgruppen aus 11.
Metastasen in Mäusen
mit Ad-mutiertem LIGHTm mit und ohne 41
BB wurden verhindert.
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Eingehende Beschreibung der
Erfindung
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Expression
von LIGHTm auf Tumorzellen fördert die
Tumorabstoßung.
Der Tumor Ag104A und seine Derivate wurden als eines der Tumormodelle
verwendet. Ag104A wurde ursprünglich
aus spontanen Osteosarcoma in C3H (H-2k)
Mäusen
abgeleitet und sogar sehr geringe Mengen von Ag104A (104)
können
aggressiv in C3H oder B6C3F1 Mäusen
bei sehr geringen Infiltraten wachsen. Wenn das starke Antigen,
Ld, in einen Tumor eingeführt wurde,
blieb er gegenüber
der Immunerkennung resistent, was eine mögliche starke Tumorsperre nahe
legt. Ag104Ld Tumor, der retroviral mit
mutiertem LIGHTm transfiziert war, expremierte
LIGHTm stabil auf seiner Oberfläche.
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LIGHTm-Ag104Ld Tumor wurde
zuerst in B6C3F1 Mäuse
für 2 Wochen
inokuliert, dann wurden 1 × 106 2C T-Zellen in die Mäuse, die ausgebildete Tumore
besaßen,
transferiert. Beindruckenderweise wurde alle ausgebildeten LIGHTm-Ag104Ld Tumore
(10/10) eine Woche nach dem Transfer der 2C T-Zellen abgestoßen, während Ag104Ld Tumore (0/10) nicht abgestoßen wurden.
Obwohl B7-1 ein starkes kostimulatorische Molekül zum Induzieren von T-Zellaktivierung und
Expansion ist, war im Gegensatz zu LIGHTm die
Expression von B7-1 auf Ag104Ld nicht ausreichend
für die
Abstoßung
eines Tumors. Diese Daten legen nahe, dass LIGHTm potenter
als B7-1 ist, die Tumortoleranz zu brechen. In Anbetracht der zweifachen Wirkung
von LIGHTm, kann die lokale Expression von
LIGHTm an der Tumorstelle dendritische Zellen
und T-Zellen über
die Tumor-„Barriere” anziehen,
indem es die Expression von Chemokinen und Adhäsionsmoleküle des lymphoiden Gewebes reguliert.
Weiterhin wird die lokale Expression von LIGHTm zu
einem starken kostimulatorischen Molekül, das die direkte Präsentation
von Tumorantigenen gegenüber
Antigen spezifischen T-Zellen verstärkt und die Anergie von infiltrierenden
T-Zellen innerhalb der Tumor-Mikroumgebung verhindern kann. Tumore
mit H-2B Hintergrund, MC57 Tumore (Fibrosarcoma),
MC57-Ld und MC57-SIY mit oder ohne LIGHTm Expression wurden erzeugt und in B6 Mausmodellen
verwendet, was LTβR,
LIGHTm und HVEM KO Mäuse einschließt, um die Rolle
von LIGHTm und seinen Rezeptoren bei der
Tumorimmunität
weiter zu kennzeichnen. LIGHTm scheint bei
der Vermittlung von Tumorimmunität
multiple Funktionen zu besitzen. LIGHTm kann
auch die Tumorapoptose in vivo verstärken. Interessanterweise induzierte
die intratumorale Injektion von cDNA, die für LIGHTm kodiert,
eine Antigen spezifische zytolytische T-Zellantwort und therapeutische
Immunität
gegen den ausgebildeten murinen Tumor P815.
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LIGHTm, das innerhalb des Tumors expremiert wurde,
verstärkte
die Wirtsresistenz um mehr als 500 Mal. Fibrosarcoma Ag104Ld war hoch tumorgen und wuchs zu 100% aus,
wenn 104 Zellen in Empfängermäsue C3B6F1 subkutan injiziert
wurden (Tabelle 1). Es wurde berichtet, dass 2C T-Zellrezeptor (TCR)
transgene Mäuse,
die mit T-Zellen gegen das Antigen Ld, das
auf dem Tumor expremiert wird, gefüllt wurden, nicht in der Lage
waren, ihn auszulöschen,
nachdem sie sogar ein Hauttransplant, das das gleichen Antigen enthielt,
abgestoßen
haben (Hans, 1997). Das Verfahren, die Tumor spezifischen T-Zellen
in die Tumore zu lenken und sie an den Tumorstellen zu aktivieren
scheint eine kritische Hürde
für die
Abstoßung
zu sein, wie auch die klinischen Immuntherapie des Krebs. LIGHT,
das in der Tumorumgebung expremiert wurde, kann die Toleranz brechen,
indem es T-Zellen anzieht und sie innerhalb des Tumors über LTβR bzw. HVEM
aktiviert, was zur Tumorabstoßung
führt (2).
Um dies zu demonstrieren, wurde LIGHT auf dieser Tumorzelllinie
durch retrovirale Transduktion unter Verwendung des retroviralen
Vectors MFG expremiert. Anfänglich
wurde keine LIGHT Expression auf der Tumorzelloberfläche nach
Transduktion detektiert. Da LIGHT proteolytische Stellen in seiner
Sequenz besitzt, die seine stabile Präsens auf der Oberfläche einer
Tumorzelllinie verhindern können, wurden
eine mutierte Version von LIGHT (LIGHTm)
verwendet, die die Proteolyse von LIGHT auf der Membran reduziert.
(3A). Nach retroviraler Transduktion
von mutiertem LIGHTm/MFG in AG104Ld, wurde LIGHTm Expression
auf der Oberfläche
von transduzierten Tumorzellen durch LTβR-Ig detektiert. (3B). Diese Zellen wurden als Ag104Ld-LIGHTm Pulk definiert.
LIGHTm expremierende Ag104Ld Tumorzellen
wurden weiter durch limitierende Verdünnungen kloniert. Einer der
Klone, H10 wurden in den meisten der Experimente verwendet, falls
es nicht anders spezifiziert wurde. Mutiertes LIGHTm war
in der Lage seine beiden Rezeptoren, LTβR und HVEM, zu binden. Ag104Ld-LIGHTm Pulk und
alle getesteten Klone banden Rezeptoren von LIGHTm,
LTβR und
HVEM, was durch ihre Fähigkeit
gezeigt wurde, durch lösliches
LTβR und
HVEM angefärbt zu
werden. Das typische Färbeprofil
von Ag104Ld-LIGHTm Pulk
und Klone H10 durch LTβR-Ig
und HVEM-Ig wird gezeigt (3B). Das
Wachstum der parentalen Tumorzellen und LIGHT-Transfektanden war
sowohl bei der Gewebekultur als auch den RAG-1–/– Mäusen das
Gleiche (3D). Verschiedene Zahlen
von LIGHTm expremierenden injizierten Tumorzellen,
Pulk oder Klon H10 wurden subkutan in C3B6F1 Mäuse inokuliert. Die Rezipienten
stießen
die höchste
Dosis von LIGHTm expremierendem Tumorzellen
ab, 5 × 106, die das 500 Fache der Dosis war, zu der
die parentale Tumore 100% progressiv wuchsen (Tabelle 1). Die typischen
Wachstumskinetiken des LIGHTm expremierenden
Tumors, Pulks oder Klon H10 und des parentalen Tumors, wenn 5 × 106 Zellen inokuliert wurden, wurde in 3C gezeigt. Ag104Ld-LIGHTm wuchs in den ersten zwei Wochen nach Inokulierung
gefolgt von nachfolgender Regression, während parentaler Tumor weiter
voranschritt und den Wirt in 3–4
Wochen tötete
(3C). Die Tumorabstoßung ist
wahrscheinlich LIGHTm abhängig, da
die LIGHTm expremierenden Tumore wuchsen,
wenn die LIGHTm Funktion mit löslichem
LTβR geblockt
wurde (Tabelle 1). Die Tumorabstoßung ist abhängig von
den Lymphozyten. LIGHTm expremierende AG104Ld, wuchsen ebenso progressiv wie der parentale
Tumor in RAG-1–/– Mäusen, denen Lymphozyten fehlten
(3D). CD8+ T-Zellen, aber nicht
CD4+ T-Zellen waren essentiell dabei, die
Abstoßung
des LIGHT expremierendem AG104Ld zu vermitteln,
da C3B6F1 Mäuse,
die mit Anti-CD8 Antikörper
depletiert wurden, nicht in der Lage waren diese Tumore abzustoßen (Tabelle
1). Jedoch sind CD4+ T-Zellen für die Tumorabstoßung nicht
notwendig.
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Eine
LIGHTm vermittelte Tumorumgebung besitzt
mehr infiltrierende CD8+ T-Zellen. Um die
möglichen Mechanismen
zu untersuchen, die der LIGHTm vermittelten
Tumorabstoßung
zu Grunde lagen, wurden 5 × 106 LIGHTm expremierende
AG104Ld, oder die gleiche Anzahl an parentalen
Tumorzellen subkutan in die C3B6F1 Mäuse injiziert. Zehn bis vierzehn
Tage nach Tumorinokulation, bevor die LIGHTm expremierenden
Tumore abgestoßen
wurden, wurden Tumorgewebe gesammelt. HE-Färbung der Tumorgewebe zeigte
eine große
Menge von infiltrierenden Lymphozyten (5), während die
parentalen Tumore sehr wenig Infiltration zeigten (5).
Immunfluoreszenzfärbung
bestätigte,
dass unter den infiltrierenden Lymphozyten große Mengen von Thy1.2+ T-Zellen (5), insbesondere
CD8+ T-Zellen innerhalb der LIGHTm expremierenden Tumore präsent waren
(5).
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Eine
modifizierte extrazelluläre
Domäne
von LIGHT ist ausreichend, um T-Zellen kozustimulieren. Es wurde
berichtet, das LIGHT eine potente kostimulatorische Aktivität besitzt,
die zu T-zellproliferation führt.
In der mutierten Form von LIGHT wurden vier Aminosäuren, die
einer proteolytischen Stelle in der extrazellulären Domäne entsprachen, die sehr nahe
der Transmembrandomäne
waren, deletiert (3A). Die Mutation
in dem LIGHTm Molekül beinflusst seine kostimulatorische
Wirkung. Rekombinantes LIGHTm Protein wurde
hergestellt, das nur die Aminosäuren
85 bis 239, eine verkürzte
Form der extrazellulären
Domäne
mit einem Flag-Peptid enthält,
um die Aufreinigung zu vereinfachen (rekombinantes LIGHTm) (4A). Die
modifizierte extrazelluläre
Domäne
von LIGHTm war ausreichend, um T-Zellen
kozustimulieren. Für
diesen Test wurde ein in vitro Kostimulationsassay mit Platten gebundenem
rekombinantem LIGHTm verwendet, um gereinigte
Maus T-Zellen in der Gegenwart eines immobilisierten monoklonalen
Antikörpers
gegen CD3 bei einer suboptimalen Dosis zu stimulieren. Immobilisiertes
rekombinantes LIGHTm stimulierte stark eine
Proliferation der gereinigten Mäuse
T-Zellen in einer Dosis abhängigen
Weise in der Gegenwart von suboptimalen Mengen von Antikörper gegen
CD3 (4B). Die modifizierte extrazelluläre Domäne von LIGHTm, die die Aminosäuren 85 bis 239 umfasst und
die proteolytische Stelle nicht enthält, die von dem LIGHTm Molekül
deletiert wurde, ist ausreichend, um das T-Zellwachstum kozustimulieren,
wenn die Beteiligung des T-Zellrezeptors eintritt.
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Tumore,
die B7.1 Moleküle
expremieren, enthalten infiltrierende T-Zellen in vergleichbarer
Weise wie parentale Tumore. Infiltrierende CD8+ T-Zellen
korrelierten mit Tumorabstoßung
durch LIGHTm vermittelte Tumorumgebung.
Da LIGHTm einen starken kostimulatorischen
Effekt auf T-Zellen besitzt, war es eine Frage, ob B7.1, ein anderes
stark kostiumlierende Molekül,
ausreichend ist, um Tumorabstoßung
zu vermitteln, die mit einer großen Anzahl von infiltrierenden
T-Zellen assoziiert ist. 5 × 106 Ag104Ld-B7.1 Tumorzellen,
die in der gleichen Weise wie Ag104Ld-LIGHTm transduziert wurden, wurden subkutan in
C3B6F1 Mäuse
inokuliert. Diese Tumore wuchsen in den Empfängern progressiv. HE Färbung der
Tumorgewebe zeigte geringe Lymphozyteninfiltration (5).
Immunofluoreszenzfärbung
mit Anti-Thy1.2 und Anti-CD8 offenbarte, dass Ag104Ld-B7.1
Tumorgewebe Mengen an T-Zellen, einschließlich von CD-8 T-Zellen enthielten,
die mit denen von parentalem Tumor Ag104Ld vergleichbar
waren (5), die im Vergleich mit LIGHTm expremierendem Ag104Ld wesentlich geringer war (5).
Diese Daten waren konsistent mit früheren Befunden, dass Ag104Ld, das zwei kostimulatorische Moleküle B7.1
und CD48 expremierte, nicht in der Lage war, durch 2C TCR transgene
Mäuse abgestoßen zu werden
(Hans, 1997 JEM). Diese Beweislinie legte nahe, dass starke Kostimulation
alleine nicht ausreichend ist, um Tumorabstoßung in diesen Tumormodellen
zu vermitteln.
-
Eine
LIGHTm vermittelte Tumorumgebung enthält große Menge
des Chemokins SLC und das hochregulierte Adhäsionsmolekül MAdCAM-1. Eine Frage war,
was einzigartig an einer LIGHTm vermittelte
Tumorumgebung ist? Obgleich LIGHTm an HVEM
bindet, ist der Rezeptor, der auf T-Zellen expremierte wird, über den
LIGHTm wahrscheinlich seine Kostimulation
von T-Zellen vermittelt, LTβR,
ein anderer Rezeptor als der, der mit LIGHTm interagiert.
LTβR Signalübertragung
ist eine wichtiger Regulator für
das Chemokin SLC und Adhäsionsmolekül MAdCAM-1,
der das Homing der naiven T-Zellen in die sekundären lymphoiden Gewebe kontrolliert.
LIGHTm in der Tumorumgebung könnte mit
LTβR auf
die Tumor-Stromazellen so interagieren, dass SLC und MAdCAM-1 in
der Tumorumgebung hoch reguliert werden. Tumorgewebe wurde entweder
von parentalem Ag104Ld oder LIGHTm expremierendem Ag104Ld 10–14 Tage
nach Inokulierung entnommen. Echtzeit RT-PCR zeigte, das LIGHTm positive Tumormasse höhere Mengen an SLC expremierte
als parentaler Tumor (6A). Dieses Ergebnis wurde unabhängig durch
ELISA bestätigt,
der SLC in Ag104Ld-LIGHTm überall detektierte.
(6B). SLC war in den parentalen Tumoren kaum detektierbar
(6B). Um die Möglichkeit auszuschließen, dass
die höheren
Mengen an SLC, die in den LIGHTm expremierendem
Tumor detektiert wurden, allein auf länger andauernde Immunantworten
mit mehr T-Zellen in der Tumorumgebung, Tumorgewebe von RAG-1–/– Tumorträgern. Ag104Ld-LIGHTm Tumore, die in den Lymphozyten defizienten
Mäusen
wuchsen, enthielten höhere
Mengen von SLC als parentale Tumore (6B). Weiterhin
legten gleiche Mengen von sowohl LIGHTm positiven
als auch negativen Tumoren in RAG-1–/– Mäusen nahe,
dass das Chemokin SLC alleine nicht ausreicht, um Tumorabstoßung zu
vermitteln. Diese Daten waren konsistent mit der immunhistochemischen
Anfärbung
von Gewebeschnitten von den anderen 5 Paaren von LIGHTm positiven
und negativen Tumorproben, die von C3B6F1 Tumor tragenden Tieren
(TBA) entnommen wurden. Sehr starke Anfärbung von SLC wurde nahe den
stromareichen Regionen in den LIGHT expremierenden Tumoren detektiert,
die von einer hohen Dichte von infiltrierenden Lymphozyten umgeben
sind, wie klar durch SLC und Hemotoxylin doppelt gefärbte Tumorgewebe
gezeigt (6C) ist. Jedoch wurde SLC nicht
in den stromareichen Gebieter der Tumorgewebe detektiert, die für LIGHTm negativ sind (6C). Die
Gewebe aus B7.1 expremierenden Tumoren wiesen auch keine SLC Färbung auf
und zeigten sehr geringe Lymphozyteninfiltration, ähnlich zu
denjenigen der Kontrolltumore (6C).
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Adhäsionsmoleküle sind
kritisch für
die Migration der Lymphozyten in die peripheren Gewebe und LTβR Signalvermittlung
ist wichtig für
die Expression eines der Adhäsionsmoleküle MAdCAM-1
(Kang, 2002). Das Expressionslevel von MAdCAM-1 in der LIGHTm expremierenden Tumormasse oder dem parentalen
Tumor wurde durch Echtzeit RT-PCR geprüft. Erhöhte Expression für das Adhäsionsmolekül MAdCAM-1
in der LIGHTm expremierenden Tumormasse
war vergleichbar mit der in der parentalen Tumormasse (6D).
Diese Experimente legen es sehr nahe, dass LIGHT in der Tumorumgebung
mit LTβR
interagiert, das vom Tumorstroma abgeleitet ist, um das Chemokin
SLC und Adhäsionsmolekül MAdCAM-1
hoch zu regulieren, um Lymphozyten in die Tumorumgebung anzuziehen.
-
Zusätzlich zu
den Chemokinen des lymphoiden Gewebes reguliert LTβR Signalvermittlung
auch einen Satz von INF-γ induzierten
Chemokinen IP-10 und Mig. Ein Genarray, um die Expressionslevels
von anderen Chemokinen zu vergleichen, enthüllte, dass IP-10 und Mig, die
potentiell aktivierte T-Zellen anziehen können, auch in der LIGHTm vermittelten Tumorumgebung hoch reguliert
waren verglichen mit dem parentalen Tumor, während andere getestete Chemokine
zu LIGHTm positiven oder negativen Tumoren
vergleichbar waren. Daher spielt LIGHTm eine
wichtige Rolle bei der Bildung einer lymphoiden Mikroumgebung zum
Rekrutieren naiver und möglicherweise
aktivierter T-Zellen.
-
Naive
T-Zellen können
in eine LIGHTm vermittelte Tumorumgebung
rekrutiert werden, wo sie proliferieren und Tumore abstoßen. Eine
LIGHTm vermittelte Tumorumgebung enthält hohe
Levels an Chemokin SLC und Adhäsionsmolekül MAdCAM-1,
die den Eintritt naiver T-Zellen potentiell ermöglichen. Drei Fragen wurden hier
direkt betrachtet: 1) ob eine solche Umgebung in der Lage ist, den
Eintritt naiver T-Zellen zu ermöglichen; 2)
ob naive T-Zellen innerhalb des Tumors in vivo in der Gegenwart
von LIGHTm aktiviert werden können; und 3)
ob ein Tumor, der das Antigen trägt,
durch diese T-Zellen abgestoßen
werden kann. Das Antigen Ld, das durch AG104
expremiert wird, ist ein allogenes MHC Klasse I Molekül, das Peptide
auf der Oberfläche
der Tumorzellen präsentiert,
die von dem Haushaltsgen α-Ketoglutarat-dehydrogenase
abgeleitet wurden. IN C3B6F1 (H-2kXb) oder
B6 (H-2k) Wirten, erkannten adoptiv transferierte
2C TCR transgene T-Zellen nur Ag104 Tumorzellen, die Ld direkt
präsentierten,
da 2C T-Zellantworten Ld in seiner naiven
Form benötigten,
die verloren geht, wenn das Antigen prozessiert und durch Antigen
präsentierende
Zellen (APCs) von den Wirtszellen kreuz-präsentiert wird. Subkutan wachsende
Tumore Primen T-Zellen über
den direkten Weg in den lymphoiden Geweben sehr ineffizient. Ag104Ld, das 24 Stunden nachdem 3–5 × 105 CFSE markierte 2C T-Zellen subkutan inokuliert
wurden, wurden adoptiv in die C3B6F1 Wirte transferiert. Proliferation
von 2C T- Zellen
wurde durch Fluoreszenzfarbstoff CFSE Verdünnung in den Tumor ableitenden
Lymphknoten, oder anderen nicht ableitenden Lymphknoten oder der
Milz für
bis zu 7 Tage nach Ag104Ld Tumor-Challenge,
weder detektiert oder gemessen. 2C T-Zellen in den sekundären lymphoiden
Organen behielten ihren naiven Phänotyp bei, wie durch geringes
CD25, CD69 oder CD44 auf ihrer Oberflächen während der 7-tägigen Beobachtung
angezeigt wird. Dies wies darauf hin, dass T-Zellen, die spezifisch
für Antigene
waren, die auf den Tumorzellen expremiert wurden, nicht aktiviert
werden konnten, wenn die Antigene aus vielen Gründen nicht effizient kreuz-präsentiert
werden konnten. Konsequenterweise wurden 106 Ag104Ld Tumorzellen nicht durch C3B6F1 Mäuse abgestoßen, selbst
wenn die Menge von 5 × 106 Tumorantigen spezifischen T-Zellen in die
Wirte transferiert wurde.
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Um
zu untersuchen, was passiert, wenn adoptiv transferierte 2C T-Zellen,
wenn LIGHTm innerhalb der Tumorumgebung
vorliegt. LIGHTm expremierende Ag104Ld Tumore wurden durch endogene CD8+ T-Zellen ohne 2C T-Zelltransfer in C3B6F1
abgestoßen.
Um Antigen spezifische T-Zellen zu verfolgen und ihre Migration,
ihr Primen und ihre Fähigkeit
Tumor abzustoßen
zu beobachten wurden H-Y oder OT-1 TCR transgene Mäuse in B6
(H-2b/RAG-1–/–)
Hintergrund als Empfänger
für Tumor-Challenge
verwendet. Diese Mäuse
besitzen monoklonale CD8+ T-Zellen, die
auf Ag104Ld Tumor nicht antworten. Daher
wuchsen Ag104Ld oder LIGHTm expremierender
Ag104Ld beide aggressiv in diesen Mäusen ähnlich wie
in RAG-1–/– Mäusen (7D). Jedoch
durchliefen adoptiv transferierte 2C T-Zellen bis zu 14 Tage unter
konstanter Beobachtung keine starke homeostatische Proliferation
wegen des Vorliegens dieser CD8+ H-Y oder
OT-1 transgenen T-Zellen in diesen Mäusen (7B.).
Daher war die starke Proliferation von 2C T-Zellen in diesen Wirten
innerhalb der 14 Tagen nach dem adoptiven Transfer durch das Antigen
Ld angetrieben. 106 Ld oder Ag104Ld-LIGHTm, die das gleiche Level von Antigen Ld auf ihrer Oberfläche expremierten (7A),
wurden subkutan in diese Mäuse
inokuliert. Dann wurden adoptiv transferierte 3 × 106 CFSE
markierte 2C T-Zellen an die Mäuse
10–14
Tage nach Tumor-Challenge. Die Mäuse
wurden 48, 132, 168 und 336 Stunden nach T-Zell Transfer getötet und Tumor ableitende Lymphknoten
(DLN), andere nicht ableitende Lymphknoten (NDLN), MHz (SPL) und
Tumormasse wurden gesammelt. Einzelzellsuspension der Tumormassen
wurde durch Collagenase-Verdau erhalten. Wenn notwendig wurden T-Zellen,
die Tumore infiltrierten, mit einem positiv selektiven magnetischem
System aus den Tumorzellen gereinigt. 2C T-Zellmigration und Proliferation
wurde evaluiert. Naive 2C T-Zellen mit hoher CFSE Färbung, hohem
CD62L und niedrigem CD44 waren in ähnlicher Weise in den sekundären lymphoiden Organen
sowohl in Ag104Ld als auch Ag104Ld-LIGHTm enthaltenden Mäusen 48
Stunden nach T-Zelltransfer enthalten (7B & C). Eine signifikante
Anzahl an naiven 2C T-Zellen, die CD62hoch und
CD44niedrig sind, wurden innerhalb der LIGHTm expremierenden Tumore aber nicht in den
parentalen Tumoren detektiert (7B & C). Diese Population
von 2C T-Zellen proliferierte innerhalb der LIGHTm expremierenden
Tumore, wie durch die Verdünnung
von CFSE 132 Stunden nach T-Zelltransfer angezeigt wurde (7B).
Zu diesem Zeitpunkt konnten keine 2C T-Zellen, naiv oder proliferiert,
in den parentalen Tumoren detektiert werden (7B). Zu 168
Stunden nach 2C T-Zelltransfer waren großen Mengen von proliferierten
2C T-Zellen nur in den LIGHTm expremierenden
Tumoren vorhanden. Bis zu 7 Tage 168 (Stunden) nach 2C T-Zelltransfer
konnten keine signifikanten CFSE markierte 2C T-Zellproliferation oder proliferierte
2C T-Zellen in den sekundären
lymphoiden Geweben von Mäusen
detektiert werden, die LIGHTm positive oder
negative Tumore enthielten (5B). Aktivierung
von 2C T-Zellen durch Antigen Ld kam nicht
in den Tumor ableitenden Knoten, anderen Lymphknoten oder der Milz
vor, sondern nur innerhalb von LIGHTm positevem
Tumor. 14 Tage nach 2C T-Zelltransfer wurden CFSE geringe, voll
proliferierte 2C T-Zellen in den sekundären lymphoiden Organen der
Mäuse detektiert,
die LIGHTm expremierende Tumoren enthielten.
Die 2C T-Zellen, die in den Lymphknoten vorliegen, expremierten hohe
Levels von CD44 und CD62L. Jedoch waren die 2C T-Zellen, die in
die Milz migrierten, Mischungen aus CD44hochCD62Lniedriegen und CD44hochCD62Lhoch Populationen (5C).
Dieses Ergebnis war konsistent mit den früheren Befunden, dass zentrale
Gedächtnis-T-Zellen
in den Lymphknoten migrieren und sowohl zentrale als auch periphäre Gedächtnis-T-Zellen
in die Milz gehen können
(Ref., Ahmed). In den Mäusen,
die parentale Tumore enthielten, behielten 2C T-Zellen, die in den sekundären lymphoiden
Organen vorlagen, eine naiven Phenotyp bei (Cd62Lhoch und
CD44niedrig) ohne signifikante Proliferation
nach 14 Tagen (7B & C). Weiterhin waren keine detektierbaren
2C T-Zellen, naiv oder aktiviert, innerhalb der parentalen Tumore
(7B & C).
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Noch
wichtiger war, dass 2C T-Zellproliferation mit Tumorabstoßung korrelierte.
Ag104Ld-LIGHTm Tumore, die für 10 Tage in diesen H-Y transgenen
Mäusen
ausgebildet waren, wurden vollständig
unterdrückt, während die
parentalen Tumore vergleichbar den Mäusen ohne 2C T-Zelltransfer wuchsen
(7D).
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C3B6F1
Mäuse wurden
als Tumorempfänger
verwendet. 5 × 106 Ag104Ld oder Ag104Ld-LIGHT wurden adoptiv in die Wirte transferiert
und Migration und Proliferation der T-Zellen in die Tumor abführenden Lymphknoten,
anderen nicht ableitenden Lymphknoten, MHz oder Tumormasse wurden
nach 48 Stunden und 168 Stunden geprüft. Es ergaben sich ähnliche
Ergebnisse wie in H-Y oder OT-1 TCR transgenen Mäusen.
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Naive
Tumor Antigen spezifische T-Zellen können zu der Tumorstelle rekrutiert
werden und sie proliferierten effektiv und töteten die Tumorzellen in der
LIGHTm vermittelten Umgebung, sogar wenn
die Antigene nicht gut kreuz-präsentiert
werden. Signifikanter war, dass diese T-Zellen in der Lage waren, Tumorwachstum in
situ zu unterdrücken.
Interessanterweise erzeugte die LIGHTm vermittelte
Tumorumgebung eine große
Menge von Tumorantigen spezifischen T-Zellen, die in der Lage waren, die Tumorstelle
zu verlassen, zu rezirkulieren und potentielle andere Tumore in
den distalen Stellen abzustoßen,
die das gleiche Antigen ohne LIGHTm trugen
(Tabelle 3).
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Therapeutische
Vakzinierung mit LIGHTm expremierendem Ag104Ld löscht
ausgebildete parentale Tumore aus. LIGHTm vermittelte
Tumorumgebung ist in der Lage naive T-Zellen zu rekrutieren und
aktiviert sie innerhalb des Tumors und verursacht Tumorabstoßung. Der
potentielle therapeutische Effekt des Befundes wurde durch Injektion
von LIGHTm expremierenden Tumorzellen in
den etablierten parentalen Tumor gezeigt. Eine solche Behandlung
konnte eine lymphoide Umgebung erzeugen, um naive T-Zellen anzuziehen
und dann Tumor-spezifische über
Kostimulation in der Gegenwart von Antigen zu aktivieren, was zu
der Abstoßung
dieses ausgebildeten Tumors führt.
105 Ag104Ld wurden
subkutan in C3B6F1 Empfänger
inokuliert und den Tumoren wurde ermöglicht, sich für 14 Tage
auszubilden. Dann wurden 106 LIGHTm expremierenden Ag104Ld Tumorzellen
in die ausgebildeten parentalen Tumore injiziert. Als Kontrolle
wurde das gleiche Volumen PBS in den Tumor in der gleichen Weise
injiziert. Die ausgebildeten parentalen Tumore, die mit LIGHTm expremierenden Tumorzellen behandelt wurden,
fuhren fort für
10–15
Tage zu wachsen, bevor sie anfingen zurückzugehen und verschwanden
(8). Ag104Ld Tumore, die
mit PBS behandelt wurden, wuchsen aggressiv.
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Die
LIGHTm vermittelte Tumorumgebung erzeugte
viele Tumorantigen spezifische zentrale und Effektorgedächtnis T-Zellen,
die zurück
in die Zirkulation gingen. Die Erzeugung eines solchen Pools von
Lymphozyten kann wichtig beim Auslöschen von Metastasen nach der
chirurgischen Entfernung von primären Tumoren sein. Tumorantigen
spezifische Gedächtnis-T-Zellen
in großer
Menge aus einer LIGHTm vermittelten Umgebung
können
in der Lage sein, ausgebildete parentale Tumoren an distaler Steller
abzustoßen.
Um ein klinisch relevantes Model zu etablieren, wurden 104 Ag104Ld Tumorzellen
in die linke Seite von C3B6F1 Wirten injiziert und die Tumore konnten
sich für
20 Tage ausbilden. 106 Ag104Ld LIGHTm Tumorzellen wurden 20 Tage in die rechte
Seite der Mäuse
injiziert. Alternative wurde das gleiche Volumen von PBS in die
Ag104Ld Tumor tragenden Mäuse in der
Kontrollgruppe injiziert. 100% der Mäuse, die mit LIGHTm tragenden
Tumorzellen behandelt wurden, stießen die ausgebildeten parentalen
Tumore ab. Ag104Ld Tumore wuchsen progressiv
in den Mäusen
der Kontrollgruppe 100% (Tabelle 2).
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Die
therapeutische Wirkung von LIGHTm expremierenden
Tumorzellen wurde in einem anderen Modell demonstriert, das klinische
metastasierte Tumore besser simulierte. 106 (primärer Tumor)
und 5 × 104 (distaler Tumor) Ag104Ld Tumorzellen
wurden in die linke bzw. rechte Seite der Empfängermaus inokuliert. Der primäre Tumor
wurde chirurgisch 14 Tage nach Tumorinokulierung entfernt und 106 LIGHTm expremierende
Ag104Ld Tumorzellen wurden in den oberen
Rücken
der Maus injiziert. Das Wachstum der ausgebildeten distalen Tumore
wurde beobachtet. Alle Mäuse
in der behandelten Gruppe stießen
die distalen Tumore ab. Jedoch ohne Behandlung mit LIGHTm expremierendem Tumor, tötete der distale Tumor all
Wirte in der Kontrollgruppe (Tabelle 2).
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Eine
LIGHTm vermittelte Tumorumgebung ist in
der Lage naive T-Zellen zu rekrutieren, und aktivierte und expandierte
Tumorantigen spezifische T-Zellen und stieß Tumorzelle ab, die das Anigen
in situ trugen. Darüber
hinaus wurden großen
Mengen von Tumorantigen spezifischen zentralen Effektorgedächtnistyp T-Zellen
in der Umgebung erzeugt und sind in der Lage an distale Stelle zu
migrieren, um Tumore abzustoßen, die
das gleiche Antigen trugen (Tabelle 3).
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Übertragung
von mutiertem LIGHT (LIGHTm) durch Adenovirus
in Tumorgewebe ermöglicht
einen effektive Tumorantwort und Tumorabstoßung.
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10 veranschaulicht
die Reduktionen des Tumorvolumens, die mit der Präsens in
vivo der Expression von mutierter LIGHT in Tumorzellen korrelierten.
-
11 veranschaulicht
die Reduktion von spontanen Metastasen in Mäusen an Tagen 14, 17 und bis Tag
34 nach Inokulation. Es gibt einen synergistischen Effekt von Anti-41BB,
einem Antikörper,
der T-Zellen stimuliert, auf Tumorreduktionen.
-
12 zeigt,
dass der clonogene Assay keinen Nachweis von Metastasen nach Behandlung
mit mutiertem LIGHT' erbringt. Tabelle 1. LIGHT unterstützt die
Wirtsresistenz gegenüber
Ag104L
d Tumor-Challenges
Injizierte
Tumorzellena | Inzidenz
von Tumorwachstumb | (Prozent) |
Ag104Ld | 5 × 106 | 10/10 | (100) |
| 1 × 106 | 11/11 | (100) |
| 5 × 105 | 10/10 | (100) |
| 1 × 105 | 5/5 | (100) |
| 5 × 104 | 4/4 | (100) |
| 1 × 104 | 4/4 | (100) |
Ag104Ld-LIGHT | 5 × 105 Klon H10 | 0/10 | (0) |
| 1 × 106 Klon H10 | 0/11 | (0) |
| 5 × 105 Klon e H10 | 0/10 | (0) |
| 5 × 106 Pulk | 0/10 | (0) |
a Die angegebene Zahl von Tumorzellen wurde
subkutan in C3B6F1 Mäuse
injiziert.
b Die Ergebnisse wurden
aus 1 bis 3 unabhängigen
Experimenten zusammengestellt. |
Tabelle 2. Inzidenz von Ag104L
d Tumoren in C3B6F1 Mäusen
Injizierte
Tumorzellen/Behandlung | Inzidenz
von Tumorwachstuma | (Prozent) |
106 Ag104Ld/keine Behandlung | 16/16 | (100) |
106 Ag104Ld/CD8-Depletionb | 6/6 | (100) |
106 Ag104Ld-LIGHT/keine
Behandlung | 0/6 | (0) |
106 Ag104Ld-LIGHT/CD8-Depletionb | 6/6 | (100) |
105 Ag104Ld-LIGHT/LTβR-Igc | 6/6 | (100) |
147 Ag104Ld/106 Ag104Ld-LIGHT 40
Tage zuvor | 0/5 | (0) |
107 Ag104Ld/106 Ag104Ld-LIGHT 60
Tage zuvor | 0/5 | (0) |
a Die Ergebnisse wurden aus 1 bis 4 unabhängigen Experimenten
zusammengestellt.
b CD8+ Zellen
wurden durch Anti-CD8 Antikörper
depletiert. Depletion wurde durch Kontrollieren peripherer Blutproben
bestätigt.
c 100 μg
LTβR-Ig
wurde am Tag des Tumor-Challenge jedem Empfänger injiziert. |
Tabelle 3. Behandlung mit Ag104L
d-LIGHT löscht
ausgebildete Tumore an distalen Stellen aus
Injizierte
Ag104Ld Tumorzellen | Tage
der Tumorausbildunga | Behandlung | Inzidenz
von Tumorwachstum (Prozent) |
104 | 20
Tage | keine
Behandlung | 4/4 | (100) |
104 | 20
Tage | 106 Ag104Ld-LIGHTb | 0/4 | (0) |
5 × 104 | 20
Tage | keine
Behandlung | 4/4 | (100) |
5 × 104 | 20
Tage | 106 Ag104Ld-LIGHTb | 2/4 | (50) |
106 (primär)
+ 5 × 106 (distal) | 14
Tage | Chirurgische
Entfernung vom primären
Tumor | 4/4 | (100) |
106 (primär)
+ 5 × 104 (distal) | 14
Tage | Chirurgische
Entfernung vom primären
Tumor & 106 Ag104Ld-LIGHTb | 0/4 | (0) |
5 × 106 (primär)
+ 106 (distal) | 20
Tage | Chirurgische
Entfernung vom primären
Tumor | 4/4 | (100) |
5 × 106 (primär)
+ 106 (distal) | 20
Tage | Chirurgische
Entfernung vom primären
Tumor & 106 Ag104Ld-LIGHTb | 2/4 | (50) |
a Tage von Wachstum von subkutan injiziertem
Ag104Ld in den Wirten bevor die Behandlung
begann
b 106 Ag104Ld-LIGHT Tumorzellen wurden an einer anderen
Stelle injiziert als an der, an der Ag104Ld wuchsen. |
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Material und Methoden
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Mäuse, Zelllinien
Reagenzien. Weibliche C3HXC57BL/6 F1 (C3B6F1) Mäuse, 4–8 Wochen alt wurden von dem "National Cancer Institute,
Frederick Cancer Research Facility, (Frederick, MD)" erworben. C57BL/6-RAG-1
defiziente (RAG-1–/–) Mäuse wurden von dem "Jackson Laboratory
(Bar Harbor, ME)" erworben.
H-Y TCR transgene Mäuse
(H-Y Mäuse)
auf dem RAG-2 defizienten/B6 Hintergrund wurden von "Taconic Farms (Germantown,
NY)" erworben. 2C
TCR transgene Mäuse
auf RAG-1 defizientem Hintergrund, die in B6 für 10 Generationen (2C Mäuse) gezüchtet wurden,
wurden durch J. Chen (Massachusetts Institute of Technology, Boston,
MA) zur Verfügung
gestellt. OT-1 TCR transgene Mäuse
(OT-1 Mäuse)
wurden durch A. Ma (The University of Chicago) zur Verfügung gestellt.
RAG-1–/–,
H-Y, 2C, OT-1 Mäuse wurden
in der geeigneten Pathogen freien Einrichtung an der "University of Chicago" gezüchtet und
gehalten. Tierversorgung und -verwendung folgten den institutionellen
Richtlinien.
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Die
AG104A Fibrosarcoma wuchsen spontan in einer alternden C3H Maus
aus und wurden an die Kultur wie beschrieben angepasst (Ward 1989
JEM). Das AG104A, das murines H-2Ld (AG104-Ld) expremierte, das Transfectant der AG104A
Zellen, wurden zuvor beschrieben (Wick M, 1997, JEM). Diese Tumorzelllinien wurden
in DMEM (Mediatech) supplementiert mit 10% FCS (Sigma-Aldrich),
100 U/ml Penicillin und 100 μg/ml Streptomycin
(BioWhittaker) gehalten. Die Hybridomazelllinien, die Anti-Ld (Klon 30-5-7) und Anti-2C TCR (1B2) Antikörper produzierten,
wurden von D. Sachs (National Institutes of Health, Bethesda, MD)
bzw. T. Gajweski (The University of Chicago) erhalten.
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Die
monoklonalen Antikörper,
die durch die Hybridomas produziert wurden, wurden aus dem Kulturüberstand
mit Protein G-Säule
durch Standartverfahren aufgereinigt. Der 1B2 Antikörper wurde
mit FITC oder Biotin durch die „Monoclonal Antibody Facility
of The University of Chicago" konjugiert.
PE gekoppelter Anti-CD8 Antikörper,
Cy-Chrom (CyC) gekoppeltes Streptavidin, CyC gekoppelter Anti-CD44
Antikörper,
PE gekoppelter Anti-CD62L Antikörper
und PE gekoppelter Th1.2 Antikörper
wurden von „BD
Biosciences" erworben.
FITC konjugierter Ziegen-Anti-Maus IgG wurde von Caltag erworben.
PE gekoppeltes Streptavidin wurden von Immunotech erworben. PE gekoppeltes
Esel Anti-human IgG wurde von „Jackson
Immunological Research Lab (West grove, PA)" erworben. Biotinilierter Ziegen Anti-SLC
Antikörper
wurde von R&D
Systems Inc. (Minneapolis, MN) erworben. AP konjugierter Kaninchen
Anti-Ziegen Ig Antikörper
wurde von "Vector
Laboratories Inc. (Burlingame, CA)" erworben. Gereinigter Ziegen Anti-SLC
Antikörper
wurde von PeproTech (Rock hill, NJ) erworben. Collagenase (Typ 4)
wurden von Sigma-Aldrich erworben. CFSE wurde von "Molecular Probes" erworben.
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Die
in dieser Studie verwendeten HVEM-Ig und LTβR-Ig Fusionsproteine wurden
zuvor beschrieben. (Jing's
JCI und Q. Wu JEM 1999).
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Die
Produktion von B7.1 oder mutierten LIGHTm Expressionsvektoren
und Klonen. Um pMFG-S mutiertes LIGHTm herzustellen,
wurde pcDNA3.1 mutiertes LIGHTm mit NcoI
und BamHI verdaut und in einen NcoI und BamHI verdautes pMFG-S-TPA
Plasmid ligiert (Dr. Mulligan RC, Massachusetts Institute of Technology, Boston,
MA). ΦNxEco
Verpackungszellen, die die Viren produzierten, die mutiertes LIGHTm enthielten, wurden durch transiente Transfektion
mit MFG-S mutiertem LIGHTm mittels des Kalziumfällungsverfahrens
hergestellt. Die Expression von mutiertem LIGHTm durch
infizierte AG104Ld Tumorzellen (AG104Ld-LIGHTm Pulk) wurde durch
Färben
der Zellen mit einem Kaninchen Antiserum, das mutiertes LIGHTm erkennt, bestimmt. Danach wurden die infizierten
mutierten LIGHTm expremierenden AG104Ld Tumorzellen durch das Grenzverdünnungsverfahren
kloniert. AG104Ld-LIGHTm Klon
H10 war einer, der in diesen Experimenten verwendeten Klone.
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Tumorwachstum
in vivo. Tumorzellen wurden subkutan in den unteren Rücken injiziert,
das heißt, 0.5–1 cm über der
Schwanzbasis der Mäuse.
Tumorwachstum wurde alle 3 bis 4 Tage mit einer Schieblehre gemessen.
Die Größe in Kubikzentimetern
wurde durch die Formel V = πabc/6,
berechnet, wobei a, b und c die drei orthogonalen Durchmesser sind.
-
Histologie.
Tumorgewebe zur histologischen Untersuchung wurden an den angegebenen
Zeiten gesammelt und in 10% neutral gepuffertem Formalin fixiert,
in Paraffin eingebettet, und mit Hematoxylin und Eosin gefärbt. Zum
immunhistochemischen Färben
von SLC wurden Tumorgewebe entnommen, in OCT Verbindung (Miles-Yeda,
Rehovot, Israel) eingebettet und bei –70°C gefroren. Gefrorene Schnitte
(5–10 μm dick) wurden
in kaltem 2% Formalin in PBS fixiert und mit 0.1% Saponin/PBS permeabilisiert.
Die Sektion wurden mit 5% Ziegenserum in 0.1% Saponin/PBS für eine halbe
Stunde bei Raumtemperatur in einer befeuchteten Kammer vorgeblockt.
Färbung
auf SLC hin wurde durchgeführt,
indem zuerst mit biotiniliertem Ziegen Anti-SLC Antikörper (R&D Systems Inc.
Minneapolis, MN) bei einer 1/25 Verdünnung in Blockingpuffer inkubiert
wurde. Alkalische Phosphatase, die Kaninchen Anti-Ziegen Ig Antikörper konjugiert
wurde (Vector Laboratories Inc. Burlingame, CA), wurde 2 h später zugegeben.
Für die
Immunfluoreszenzfärbung
wurden Schnitte mit 2% normalem Mausserum, Kaninchenserum und Ziegenserum
in PBS für
eine halbe Stunde bei Raumtemperatur in einer befeuchteten Kammer
geblockt. Blockinglösung
wurde mit 50 μl
primären
Antikörpern,
PE konjugiertem Anti-Th1.2 BD (PharMingen) oder PE konjugiertem
Anti-CD8 BD (PharMingen), 1/100 in Blockinglösung verdünnt, und die Schnitte wurden
für eine
1 h bei Raumtemperatur in einer befeuchteten Kammer inkubiert. Einzelne
Proben wurden in Mowiol 4-88 (BD Biosciences, La Jolla, CA) eingelassen,
das 10% 1,4-Diazobicyclo-[2.2.2]-Octan enthielt. Die Proben wurden
innerhalb von 48 h mit einem Zeiss Axioplan Mikroskop (Zeiss, Oberkochen,
Germany) und einer Photometrics PXL CCD Kamera (Photometrics, Tucson,
AZ) analysiert. Keine-Nachbar Dekonvolierung wurde mit einem Openlab
v2.0.6 (Improvision, Lexington, MA) durchgeführt.
-
ELISA
für CCL21.
Tumorhomogenate wurden hergestellt und auf CCL21 getestet. Vergleichbare
Mengen von Tumorgeweben aus Tumor tragenden Mäusen wurden gesammelt und gewogen,
in PBS homogenisiert, das Proteaseinhibitoren enthielt, und die Überstände wurden
durch Zentrifugation gesammelt. Polystyrol 96-Nocken Mikrotiterplatten
(Immulon 4, Dynatech Laboratories, Chantilly, VA) wurden mit Anti-Maus
CCL21 bei 2 μg/ml
in PBS beschichtet und dann mit 0.1% bovinen Serumalbumin (BSA)
in PBS für
30 Min bei Raumtemperatur geblockt. Nach dem Waschen wurden serielle
Verdünnungen
von Standards bekannter Konzentrationen (rekombinantes CCL21, 50
ng/ml, R&D) und
die Proben hinzugegeben und für
2 h bei Raumtemperatur inkubiert. Nach 3 Waschschritten wurde biotiniliertes
Kaninchen Anti-SLC Ab zu den Nocken hinzugegeben. Nach 2 h Inkubation
und Waschen, wurden 50 μl
eines 1/1000 verdünnten
alkalischem Phosphatase konjugiertem Avidin (Dako) für 1 h hinzugegeben
und dann entwickelt. Die Farbentwicklung wurde bei 405 nm auf einem
automatisiertem Plattenlesegerät
gemessen (Spectra-Max 340, Molecular Devices, Sunnyvale, CA) und die
Menge von CCL21 wurde durch ELISA mittels der Standartkurve bestimmt,
und gemäß dem Gewebegewicht
normalisert. Die Daten stellen das Mittel ± Standartabweichung (s. d.)
dar.
-
Quantitativer
Echtzeit RT-PCR Array. Echtzeit PCR wurde durchgeführt. Gesamt-RNA
aus Tumoren wurde mit dem „Absolute
RNA miniprep Kit" (Stratagene,
La Jolla, CA) isoliert und mit DNaseI (Life Technologies, Grand
Island, NY) verdaut, um die chromosomale DNA zu entfernen. Die verbleibenden
DNaseI wurde bei 75°C
für 20
min inaktiviert und die Integrität
der RNA wurde durch Visualisierung in Ethidiumbromid gefärbten Gelen
bestimmt. 5 μg
Gesamt-RNA wurde in cDNA revers mit dem „First Strand cDNA Synthesis
kit" (Amersham Pharmacia,
Piscataway, NJ) transkribiert. Die quantitative Echtzeit PCR Analyse
wurde mit dem ABI Prism 7700-Sequenzdetektionssystem (PE Applied
Biosystems) durchgeführt.
Die Primersequenzen für CCL21
waren 5'-AGACTCAGGAGCCCAAAGCA-3' (Vorwärtsprimer) und
5'-GTTGAAGCAGGGCA
AGGGT-3 (Reversprimer), und die Sonde für CCL21 war 5'-CCACCTCATGCTGGCCTCCGTC-3'. Die Primer für MAdCAM-1
waren 5'-GACACCAGCTTGGGCAGTGT-3' (Vorwärtsprimer)
und 5'-CAGCATGCCCCGTACAGAG-3' (Reversprimer),
und die die Sonde für
MAdCAM-1 war 5'-CAGACCCTCCCAGGCAGCAGTATCC-3'. Die Primer für GAPDH
waren 5'-TTCACCACCATGGAGAAGGC-3' (Vorwärtsprimer)
und 5'-GGCATGGACTGTGGTCATGA-3' (Reversprimer),
und die Sonde für
GAPDH war 5'-TGCATCCTGCACCACCAACTGCTTAG-3'. Die CCL21 und MAdCAM-1
Sonde war mit 6-Carboxy-Fluorescein
markiert (FAM). Die GAPDH Sonde war mit Tetrachloro-6-carboxy-fluorescein
(TET) markiert. Jede cDNA Probe wurde zweifach für CCL21 und GAPDH oder MAdCAM-1
und GAPDH mit der TaqMan Universal PCR Mastermischung, die AmpliTaq
Gold DNA enthielt, Polymerase gemäß den Herstellerangaben (PE
Applied Biosystems) amplifiziert. Die PCR Bedingungen waren 2 min
bei 50°C,
10 min bei 95°C,
15 s bei 95°C
und 1 min bei 60°C
für 40
Zyklen. Die Konzentration des Zielgenes wurde mit der komparativen
CT Methode (Grenzwert Zykluszahl am Kreuzungspunkt
zwischen Amplifikationsplot und Grenzwert) und gegen die interne
GAPDH Kontrolle normalisiert.
-
Tumorgewebe
Chemokin Microarrray. Für
dieses Experiment wurden GEArray Q Serie Maus Chemokin und „Receptors
Gene Array" Membran
(SuperArray, Bethesda, MD) verwendet. Gesamt-RNA aus Tumoren wurden
mit dem „Absolute
RNA miniprep Kit (Stratagene, La Jolla, CA)" isoliert und mit DNaseI (Life Technologies,
Grand Island, NY) verdaut, um chromosomale DNA zu entfernen. Die
verbleibende DNaseI wurde bei 75°C
für 20
min inaktiviert. Die Integrität
der RNA wurde durch Färbung
in Ethidiumbromid-Gelen bestimmt. Die Microarrays wurden gemäß den Herstellerangaben
eingesetzt. Kurz gesagt wurde mit den bereitgestellten Reagenzien
cDNA aus Gesamt-RNA durch reverse Transkription mit MMLV reverser
Transkriptase hergestellt, mit [–32P] dCTP (3,000 Ci/mM) radioaktiv
markiert, dann unter präzisen
spezifizierten Bedingungen auf eine positiv geladene Nylonmembran
hybridisiert, die die DNA aus dem Array enthielt. Nach den Waschschritten, wurden
die Arrays durch Phosphorimager sichtbar gemacht. Die Beladung wurde
basierend auf der Intensität der
Hybridisierungssignale der Haushaltsgene, PUC18, Actin and GAPDH
angepasst, dann wurde die Genexpression quantifiziert, nachdem das
Digitalbild, das vom Phosphorimager aufgenommen wurde, in Digitaldaten mittels
ImageQuant Software umgewandelt war. Die Rohdaten wurden mit der
GEArrayAnalyzer Software gemäß den Herstelleranweisungen
analysiert.
-
T-Zell-Kostimulierungsassay.
T-Zellen wurden durch eine Negativselektionsmethode in einem magnetischen
Feld gemäß den Anweisungen
des Herstellers aufgereinigt (Miltenyi Biotec, Auburn, Kalifornien).
Die Reinheit der isolierten T-Zellen war über 95%, wie durch Flusscytometrie
mittels monoklonalen Antikörpers
gegen CD3 bestimmt wurde. Platten, die mit 0.2 g/ml monoklonalem
Antikörper
gegen CD3 beschichtet waren, wurden bei 37°C für 4 h mit LIGHTm-flag
weiter beschichtet. Nachdem sie gewaschen waren, wurden aufgereinigte
T-Zellen (1 × 106 Zellen/ml) in den Nocken kultiviert. Monoklonaler
Antikörper
gegen CD28 (1 μg/ml) wurde
in löslicher
Form verwendet. In allen Assays wurde die Proliferation der T-Zellen
durch die Zugabe von 1 Ci/Nocke 3H-Thymidin
während
der letzten 15 h der 3-tägigen
Kultur bestimmt. 3H-Thymidin Einbau wurde
in einem TopCount Mikroplatten Szintillationszähler gemessen (Packard instrument,
Meriden, CT).
-
Analyse
der Zellen durch FACS. Um zu bestätigen, das mutiertes LIGHTm an LTbR und HVEM bindet, wurden AG104Ld Tumorzellen, die mit mutiertem LIGHT (AG104Ld-LIGHTm) transfiziert
waren, mit LTbR-Ig oder HVEM-Ig (0.02 mg/mL) inkubiert, gewaschen
und mit PE gekoppeltem Esel Anti-human IgG bzw. FITC gekoppeltem
Ziegen Anti-Maus IgG gefärbt.
Zur Analyse der Ld Expression wurden die
Tumorzellen mit dem Anti-Ld Antikörper inkubiert,
gewaschen und mit FITC gekoppeltem Anti-Mause IgG Antikörper inkubiert.
Zur Detektion der Proliferation von CFSE markierten 2C T-Zellen
wurden isolierte Lymphknoten (LN) Zellen, Splenozyten und Tumor
infilrierende T-Zellen (TIL) mit biotiniliertem 1B2 Antikörper inkubiert,
gewaschen und mit Cyc gekoppeltem Streptavidin und PE gekoppeltem
Anti-CD8 gefärbt.
Zur Analyse der CFSE markierten 2C T-Zellen und der CD44 Expression
wurden isolierte LN Zellen, Splenozyten oder TIL mit biotiniliertem
1B2 Antikörper
inkubiert, gewaschen und mit einer Mischung aus PE gekoppeltem Streptavidin
und CyC gekoppeltem Anti-CD44 gefärbt. Zur Analyse der CFSE markierten
2C T-Zellen und der CD62L Expression wurden isolierte LN Zellen,
Splenozyten oder TIL mit biotiniliertem 1132 Antikörper inkubiert,
gewaschen und mit CyC gekoppeltem Streptavidin und PE gekoppeltem
Anti-CD62L gefärbt.
Proben wurden auf einem FACScan analysiert und Daten wurden mit
den Programmen CELLQuest oder FlowJo analysiert.
-
Adoptiver
Transfer von 2C T-Zellen. LN Zellen und Splenozyten wurde aus 2C
Mäusen
isoliert und CD8+ T-Zellen wurden mit einem
CD8+ T-Zellanreicherungskit negativ selektioniert
(Miltenyi Biotec, Auburn, California). Wenn sie analysiert wurden,
expremierten > 90%
der angereicherten CD8+ T-Zellen den 2C
Rezeptor. Ungefähr
3 × 10
2C T-Zellen wurden in H-Y oder OT-1 Mäuse für Assays auf Tumorwachstum überführt. Die
gleiche Anzahl von 2C T-Zellen wurden in jede Maus in jedem Experiment
transferiert. Um CFSE markierte T-Zellen zu transferieren, wurden
T-Zellen bei einer Konzentration von 2 × 107/ml
mit 10 μM
CFSE in PBS bei 37°C
für 30
min markiert. Die Zellen wurden mit einem gleichen Volumen von FCS
für 1 min
gequencht und drei Mal gewaschen, und 3 × 106 CFSE
markierte T-Zellen wurden intravenös in den retroorbitalen Plexus
in einem 0.2 ml Volumen in die Tumor tragenden Mäuse injiziert. Zellen wurden
aus den inguinalen Lymphknoten (DLNs), den anderen Lymphknoten (nicht
abführenden
Lymphknoten [NDLN]), Milz oder Tumoren zu den angegebenen Zeiten
isoliert.
-
Zelldepletionen
und in vivo Blockierung von LIGHTm Aktivität mit LTbR-Ig.
Mäuse wurden
von Lymphozyten Untergruppen mittels Standartprozeduren (aktuelles
Protokoll für
Immunologie) mittels monoklonalem Antikörper (mAb) GK1.5 (Dialynas
DM JI 1983) für
CD4+ Zellen, und mAb 2,34 für CD8+ Zellen (Sarmiento M 1980 JI) depletiert.
Untersuchung der Splenozyten und Lymphknotenzellen durch FACS enthüllte, das
die depletierte Untergruppe < 0.5%
der Gesamtlymphozyten darstellte, bei normalen Levels der anderen
Untergruppen. Um LIGHTm in Mäusen zu
blockieren, wurde das LTβR-Ig
(100 μg/Injektion)
am gleichen Tag und eine Woche nach Tumor-Challenge intraperitoneal
gegeben.
-
Zellisolierung
aus Tumorgewebe. Die Mäuse
wurden zuerst ausgeblutet, um die Blutkontamination der Tumorgewebes
zu reduzierten. Die Tumorgewebe wurden gesammelt, in PBS gewaschen,
in Teile geschnitten und in DMEM für 40 min in einem 37° Schüttelinkubator
resuspendiert, das mit 2% FCS und 1.25 mg/ml Collagenase D (Collagenase
D Lösung)
supplemiert war. Die Einzelzellsuspension wurde nach 40 min entnommen
und die Zellklumpen wurden für
weitere 40 min in der Collagenase D Lösung verdaut, bis alles Tumorgewebe
in eine Einzelzellsuspension sich gelöst hatte.
-
Verabreichung
von LIGHTm und LIGHTm expremierenden
Zellen. Verabreichung von Nukleinsäuren, die für LIGHTm kodiert,
in einen Patienten kann entweder direkt sein, in welchem Fall der
Patient der Nukleinsäure
oder den Nukleinsäuren
tragenden Vektoren exponiert wird, oder indirekt, in welchem Fall,
die Tumorzellen, die von einer Biopsie erhalten wurden, zuerst mit
den Nukleinsäuren
in vitro transformiert werden, bestrahlt, und dann in den Patienten
transplantiert werden. Diese Ansätze
werden routinemäßig in Gentherapien zum
Unterdrücken
von Tumoren oder Behandeln anderer Krankheiten verfolgt.
-
Verabreichung
von Nukleinsäuren.
Die Nukleinsäuresequenzen
werden direkt in vivo verabreicht, wo sie expremiert werden, um
die kodierten Produkte herzustellen. Dies kann durch jede der zahlreichen
Methoden, die in der Technik bekannt sind, erreicht werden, z. B.
indem man sie als Teil eines geeigneten Nukleinsäurenexpressionsvektors konstruiert
und sie so verabreicht, das sie in die Zelle gelangen, z. B. durch
Infektion mit defekten oder attenuierten retroviralen oder anderen
viralen Vektoren (
U.S. Pat. Nr.
4,980,286 ) oder durch direkte Injektion von nackter DNA,
oder durch Einsatz eines Mikropartikel-Bombardements, oder durch
Beschichten mit Lipiden oder Zelloberflächenrezeptoren oder Transfektionsagenzien,
Einkapselung in Liposomen, Mikropartikeln oder Mikrokapseln oder
indem man sie in kovalenter Bindung mit einem Peptid verabreicht,
von dem bekannt ist, dass es in den Nukleus eintritt, indem sie
in Verbindung mit einem Liganden zur Rezeptor vermittelten Endocytose
verabreicht wird (die verwendet werden kann, um Zelltypen anzuzielen,
die die Rezeptor spezifisch expremieren) etc. Alternativ kann die
Nukleinsäure
intrazellulär
eingeführt
werden und in die Wirtszell-DNA zur Expression mittels homologer
Rekombination eingebaut werden.
-
Biologisch
abbaubare Mikrokügelchen
wurden auch bei der Genverabreichung verwendet, die die Nukleinsäure einkapseln.
Mikrokügelchen
wie Matrizen, Filme, Gele und Hydrogele, die Hyaluronsäure (HA)
einschließen,
das mit einem Dihydrazid derivatisiert wurde und mit einer Nukleinsäure quervernetzt
wurde, so dass langsam freisetzende Mikrokügelchen gebildet wurden, wurden
verwendet, um Nukleinsäuren
zu verabreichen.
U.S. Pat. Nr.
6048551 offenbart ein Verabreichungssystem zur kontrollierten
Genfreisetzung, das Poly(lactid-co-glycolid) (PLGA), Hydroxypropylmethylzellulose-phthalat,
Zellulose-acetat-phthalat und Kopolymermikrokügelchen verwendet, um den Genvektor
einzukapseln.
-
Die
therapeutischen Zusammensetzungen, die bei der Umsetzung der vorstehenden
Verfahren verwendet werden, können
in pharmazeutische Zusammensetzungen formuliert werden, die einen
Träger
umfassen, der für
das gewünschte
Verabreichungsverfahren geeignet ist. Geeignete Träger schließen Materialien ein,
die wenn sie mit der therapeutischen Zusammensetzung kombiniert
werden, die Anti-Tumorfunktion der therapeutischen Zusammensetzung
beibehalten. Beispiele schließen
ein, sind aber nicht beschränkt
auf, jegliche Zahl von pharmazeutischen Standartträgern wie
steriler Phosphat gepufferte Salzlösung, bakteriostatischem Wasser,
und ähnliches.
Therapeutische Formulierungen können
gelöst
werden und über
jeden Weg verabreicht werden, der in der Lage ist, die therapeutische
Zusammensetzung an die Tumorstelle zu verabreichen. Potentiell wirksame
Behandlungswege schließen
ein, sind aber nicht beschränkt
auf intravenöse,
parenterale, intrapertioneale, intramuskuläre, intratumor, intradermale,
intraorgan, orthotopische und ähnliche. Eine
bevorzugte Formulierung für
intravenöse
Injektion umfasst die therapeutische Zusammensetzung in einer Lösung aus
konserviertem bakteriostatischem Wasser, sterilem nicht Konservierungsstoffe
enthaltenem Wasser und/oder sie ist in Polyvinylchlorid- oder Polyethylenbbeuteln
Beuteln, die steriles Natriumchlorid zur Injektion enthalten, verdünnt. Therapeutische
Proteinzubereitungen können
lyophilisiert und als sterile Pulver aufbewahrt werden, vorzugsweise
unter Vakuum, und dann in bakteriostatischem Wasser (das zum Beispiel
Benzylalkohol als Konservierungsmittel enthält) oder in sterilem Wasser
vor der Injektion rekonstituiert werden. Dosierungen und Verabreichungsprotokolle
zur Behandlung von Krebsarten, die die vorstehenden Verfahren verwenden,
werden mit dem Verfahren und dem angezielten Krebs variieren, und
werden im Allgemeinen von einer Anzahl von anderen Faktoren abhängen, die
in der Technik berücksichtigt
werden.
-
Verabreichung
unter der Verwendung von viralen Vektoren. Virale Vektoren, die
Nukleinsäuresequenzen
enthalten, die für
einen Antikörper
der Erfindung kodieren, werden zur Verabreichung spezifischer Nukleinsäuren verwendet.
Zum Beispiel kann ein retroviraler Vektor verwendet werden. Diese
retroviralen Vektoren enthalten die Komponenten, die für die korrekte
Verpackung des viralen Genoms und die Integration in die Wirtszell-DNA
notwendig sind. Die Nukleinsäuresequenzen,
die für
das gewünschte
Protein kodieren, das in der Gentherapie verwendet werden soll,
werden in einen oder mehrere Vektoren kloniert, was die Verabreichung
des Gens in einen Patienten ermöglicht.
Adenoviren sind andere virale Vektoren, die bei der Gentherapie
verwendet werden können.
Adenoviren sind besonders attraktive Vehikel für das Verabreichen von Genen an
respiratorische Epithelien, und andere Ziele für auf Adenovirus basierende
Verabreichungssysteme sind Leber, das zentrale Nervensystem, Endothelzellen
und Muskel. Adenovirus hat den Vorteil in der Lage zu sein, nicht
teilende Zellen infizieren zu können.
Adeno-asszoziierter Virus (AAV) wurde auch zur Verwendung in der Gentherapie
vorgeschlagen (
U.S. Pat. Nr.
5,436,146 ). Lentaviren sind hinsichtlich der Verwendung
in der Gentherapie vielversprechend.
-
Transfizieren
von Zellen in Gewebekultur gefolgt von Verabreichung an Patienten.
Ein anderer Ansatz für
die Gentherapie involviert das Übertragen
eines Gens in Zellen in Zellkultur durch solche Verfahren, wie Elektroporation,
Lipofektion, Kalziumphosphat vermittelte Transfektion oder virale
Infektion. Gewöhnlich schließt das Verfahren
zur Übertragung
die Übertragung
eines selektierbaren Markergens in die Zellen ein. Die Zellen werden
dann Selektionsdruck unterworfen, um diejenigen Zellen zu isolieren,
die das Übertragene
aufgenommen haben und es expremieren. Diese Zellen werden dann an
einen Patienten verabreicht. In diesem Verfahren wird die Nukleinsäure in eine
Zelle vor der in vivo Verabreichung der resultierenden rekombinanten Zelle
eingeführt.
Solches Einführen
kann durch jegliches in der Technik bekanntes Verfahren, was einschließt, aber
nicht beschränkt
ist auf, Transfektion, Elektroporation, Mikroinjektion, Infektion
mit einem vitalem oder Bakteriophagenvektor, die die Nukleinsäuresequenzen
enthalten, Zellfusion, Chromosomen vermittelter Gentransfer, Mikrozell
vermittelter Gentransfer, Spheroplastenfusion etc. durchgeführt werden.
Die Technik sollte für
den stabilen Transfer der Nukleinsäuren in die Zelle sorgen, so
dass die Nukleinsäure
durch die Zelle expremiert wird und ist vorzugsweise vererbbar und
durch ihre Zellnachfahren expremierbar.
-
Die
resultierenden rekombinanten Zellen können bestrahlt werden und können an
einen Patienten durch zahlreiche in der Technik bekannten Verfahren
verabreicht werden. Rekombinante Zellen (z. B. hematopoetische Stamm-
oder Vorläuferzellen)
werden vorzugsweise intravenös
verabreicht. Die Menge der Zellen, die für die Anwendung in Betracht
gezogen wird, hängt
von der gewünschten
Wirkung, dem Patientenstatus, etc. ab und kann durch den Fachmann
bestimmt werden. Zellen, in die eine Nukleinsäure für Zwecke der Gentherapie eingeführt werden
kann, umfassen jeden gewünschten
verfügbaren
Zelltyp, und schließen
ein, sind aber nicht beschränkt
auf, Epithelzellen, Endothelzellen, Keratinocyten, Fibroblasten,
Muskelzellen, Hepatocyten, Blutzellen wie T-Lymphocyten, B-Lymphocyten,
Monocyten, Macrophagen, Neutrophile, Eosinophile, Megakaryocyten,
Granulocyten, zahlreiche Stamm- oder
Vorläuferzellen,
insbesondere hematopoetische Stamm- oder Vorläuferzellen, z. B. wie sie vom
Knochenmark, Nabelschnurblut, peripherem Blut, fötaler Leber etc. erhalten werden.
-
Vakzine.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff "Vakzin" auf eine Zusammensetzung (z. B. ein LIGHT
m Antigen und ein Adjuvanz), das eine Tumor-spezifische
Immunantwort hervorruft. Diese Vakzine schließen prophylaktische (die neue
Tumor verhindern) und therapeutische (die parentale Tumore auslöschen) ein.
Ein Vakzinvektor, wie ein DNA Vakzin, das für mutiertes LIGHT kodiert,
kann verwendet werden, um eine Immunantwort gegen Tumore herzurufen.
Die Antwort wird durch das eigene Immunsystem des Subjektes hervorgerufen,
indem die Vakzinzusammensetzung an einer Stelle verabreicht wird
(z. B. einer Stelle, die von dem Tumor entfernt ist). Die Immunantwort
kann in der Auslöschung
der Tumorzellen in dem Körper
resultierten (z. B. sowohl der primären als auch der metastatischen
Tumorzellen). Verfahren zum Erzeugen von Tumorvakzinen sind in der
Technik wohl bekannt (siehe z. B.
U.S.
Pat. Nr. 5,994,523 und
6,207,147 ,
die beide hier durch Bezugnahme aufgenommen werden).
-
Die
Vakzine können
eines oder mehrere Tumorantigene in einer pharmazeutischen Zusammensetzung
umfassen. In einigen Fällen
wird das Tumorantigen vor der Verabreichung inaktiviert. In einigen
Ausführungsformen
umfasst das Vakzin ferner eines oder mehrere zusätzliche therapeutische Agenzien
(z. B. Cytokine oder Cytokin expremierende Zellen).
-
In
bestimmten Fällen
werden Zellen, die aus einem Patienten ausgewählt wurden, wie Fibroblasten, die
zum Beispiel durch eine routinemäßige Hautbiopsie
erhalten wurden, genetisch modifiziert, um eines oder mehrere der
gewünschten
Proteine zu expremieren. Alternativ können auch Patientenzellen,
die normalerweise als Antigen präsentierende
Zellen in dem Immunsystem dienen, wie Makrophagen, Monocyten und
Lymphocyten auch genetisch modifiziert werden, um eines oder mehrere
der gewünschten
Antigene zu expremieren. Die Antigen expremierenden Zellen werden
mit den Tumorzellen (z. B. einem Tumorantigen) gemischt, zum Beispiel
in der Form von bestrahlten Tumorzellen, oder alternativ in der
Form von aufgereinigtem natürlichem
oder rekombinantem Tumorantigen, und in Immunisierungen verwendet
werden, zum Beispiel subkutan, um systemische Anti-Tumor Immunität zu induzieren.
Die Vakzine können
durch jedes geeignetes Verfahren verabreicht werden, was diejenigen
einschließt,
die oben beschrieben sind, aber nicht auf diese beschränkt ist.
-
Clonogener Assay.
-
Clonogener Assay für die Lunge
-
Materialen:
-
- 1) DMEM 5% FCS (+ P/S, HEPES)
- 2) Collagenase Typ IV (Sigma)
- 3) 60 μM
6-Thioguanin
- 4) 50 ml konische Röhrchen
- 5) 6 Nocken Gewebekulturplatten
- 6) 37°C
Schüttelinkubator/Gewebekulturinkubator
- 7) Sektionierausrüstung:
Scheren, gekrümmte
Scheren und Pinzette
- 8) 70 μm
Nylonzellsieb
- 9) ACK Lyse
- 10) Methanol
- 11) 0.03% (w/v) Methylenblau Lösung
-
Anmerkung:
Alle Lösungen
und Ausrüstungsgegenstände müssen steril
sein und aseptische Techniken sollten entsprechend verwendet werden.
-
Zubereitung des Collagenase Mediums:
-
Zu
ungefähr
25 ml Medium pro Lungenzahl, geben Sie Collagenase so zu, dass die
Mediumkonzentration 1.5 mg/ml beträgt
-
Erstellung der Lungenprobe:
-
- 1. Entfernen Sie die Lunge aus der Mause und überführen sie
Sie in eine 6 Nockenplatte
- 2. Geben Sie ungefähr
200 μl Medium
auf die Lunge
- 3. Mit den gekrümmten
Scheren schneiden sie die Lunge in kleine Stücke
- 4. Verwenden sie den gekrümmten
Bereich der geschlossenen Schere, überführen sie die zerkleinerte Lunge
in 50 ml konisches Röhrchen
mit 5 ml Collagenase Medium
- 5. Geben Sie 5 ml Medium zu den Nocken und pipettieren Sie und überführen Sie
die verbleibenden Lungenstücke
in dir konische Röhre
- 6. Platzieren Sie es in dem Schüttelinkubator für 20 Minuten
bei 37°C
bei 175 rpm.
- 7. Gießen
Sie den Überstand
durch einen Zellsieb in ein sauberes 50 ml konisches Röhrchen – jegliche Lungenstücke auf
dem Zellsieb sollten in das konische Röhrchen für einen zweiten Verdau zurück überführt werden.
- a. Zentrifugieren sie das Röhrchen
mit dem Überstand
aus dem Verdau bei 1500 rpm für
5 min in einer Zentrifuge.
- b. Verwerfen Sie den Überstand
nach dem Zentrifugationsschritt.
- c. Resuspendieren Sie das Pellet in 1 ml frischem Collagenase
freiem Medium.
- 8. ACK Lyse für
5 Minuten
- 9. Zählen
Sie die Zellen
- 10. Plattieren Sie 3 × 105, 3 × 104, 3 × 103 Zellen in 12 Nockenplatten
- 11. Geben Sie 60 μM
6-Thioguanin zu jeder Nocke
- 12. Platzieren Sie die Platte in einen 37°C Gewebekulturinkubator, 5%
CO2 für
5–10 Tage
-
Entnahme der clonogenen metastatischen
Kolonien:
-
- (nicht notwendig, macht das Zählen der Kolonien aber einfacher)
-
- 1. Verwerfen Sie die Kulturmedien der Gewebekulturplatte
- 2. Fixieren Sie die Zellen, indem Sie 5 ml Methanol zu jeder
Platte hinzugeben und schwenken. Inkubieren Sie sie bei Raumtemperatur
für 5 min.
- a. Anmerkung: Kolonien sollten sich weiß färben
- 3. Verwerfen Sie den Methanol und spülen Sie jede Platten vorsichtig
mit 5 ml destilliertem Wasser
- a. wichtige Anmerkung: Lassen Sie die Zellen nicht mit Wasser
in Kontakt kommen, nachdem die Zellen fixiert wurden.
- 4. Geben Sie 5 ml 0.03% (w/v) Methylenblau Lösung zu jeder Platte hinzu.
Schwenke Sie sie, so dass die gesamte Platte bedeckt ist und inkubieren
Sie sie bei Raumtemperatur für
5 min.
- 5. Verwerfen sie den Farbstoff und spülen Sie die Platten vorsichtig
mit 5 ml destilliertem Wasser
- 6. Lassen die Platten lufttrocknen bevor sie die blauen Kolonien
zählen
-
Eine
Kolonie stellt eine klonogene mestastatische Zelle dar.
-
Zitierte Veröffentlichungen
-
Die
zitierten Veröffentlichungen
warden durch Bezugnahme so weit aufgenommen, wie sie sich auf die vorliegende
Erfindung beziehen.
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