DE69916022T2 - Methode zur Verwendung von IL-11 zur Verstärkung der zellvermittelten Immunität zur Behandlung verschiedener viraler und parasitärer Infektionen und Krebs - Google Patents

Methode zur Verwendung von IL-11 zur Verstärkung der zellvermittelten Immunität zur Behandlung verschiedener viraler und parasitärer Infektionen und Krebs Download PDF

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Behandlung von verschiedenen viralen und parasitären Infektionen und von Krebs, insbesondere durch eine Verstärkung der Erzeugung von zytotoxischen T-Zellen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Interleukin-11 (IL-11) ist ein multifunktionelles Zytokin, welches Aktivitäten auf eine Reihe von Typen von hämopoetischen Zellen und Immunzellen hat. Zusätzlich zu seinen Wirkungen auf die Vorläufer von Megakaryozyten, Myelozyten und Erythrozyten reguliert IL-11 auch die entzündungsförderende Zytokinproduktion von aktivierten Makrophagen sehr stark herunter. Demzufolge wurde gezeigt, dass IL-11 in einer Reihe von Tiermodellen akuter und chronischer Entzündung die Entzündung vermindert und ein Heilen fördert.
  • Zytotoxische T-Zellen [CTL] sind CD8+-Effektorzellen, deren primärer Zweck darin besteht, Zielzellen in einer MHC Klasse I-restringierten Weise zu erkennen und abzutöten. Der Mechanismus der Zytotoxizität ist die Freisetzung von elektrondichten zytoplasmatischen Granulen sowie die Wechselwirkung von CD95L (Fast) mit CD95 (Fas) auf Zielzellen. Die Immunüberwachungseigenschaften von CTL führen zu einem Schutz des Wirts von einer Vielzahl intrazellulärer Pathogene wie etwa Viren und Parasiten. Zusätzlich kann die Erkennung von Tumorantigenen durch CD8+-T-Zellen zur Induktion einer zellspezifischen Immunreaktion gegen Tumoren führen (Zinkernagel, R. M. and Hengartner, N., Antiviral Immunity Immunology Today, 18: 258–260 (1997)).
  • Diese Erkrankungen und ihre Symptome werden nachstehend kurz zusammengefasst. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist IL-11 in vivo oder ex vivo zu verabreichen um die CTL-Reaktion des Wirts für eine Erhöhung der Immunüberwachung zu verstärken, wodurch die nachfolgenden Erkrankungen behandelt werden.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Überraschenderweise haben die jetzigen Erfinder festgestellt, dass IL-11 die Fähigkeit aufweist, die Erzeugung von zytotoxischen T-Zellen [CTL] zu steigern. Zellen, die in der Gegenwart von IL-2 und IL-11 restimuliert wurden, zeigen gegenüber Zellen, die nur mit IL-2 restimuliert wurden, eine signifikante Zunahme der Antigen-spezifischen zytolytischen Aktivität. Weiterhin konnte bei der Erzeugung von CTL-Aktivität IL-2 gegen IL-11 ausgetauscht werden. Die Zugabe von IL-11 während in vitro Restimulation führte auch zu einem höheren Gehalt an der Sezernierung von Interferon γ [IFN γ] und der Anzahl von Zellen, die in Reaktion auf eine Antigen-Stimulation IFN γ produzieren. In anderen Systemen zeigte IL-11 eine synergistische Wirkung mit anderen Faktoren, wie etwa IL-12, wobei die Anzahl und lytische Aktivität von CTL erhöht wurde. Diese Untersuchungen deuten darauf hin, dass IL-11 die Erzeugung von CTL unterstützen kann und eine Rolle in der Abwehr gegen intrazelluläre Pathogene haben kann. Daher kann IL-11 somit als ein Hilfsfaktor bei der Induktion von CTL wirken.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung einer Reihe von Erkrankungen, bei denen gezeigt worden ist, dass die Verstärkung der Aktivität von zytotoxischen T-Zeilen günstig ist, umfassend akute virale Erkrankungen wie etwa Grippe (Influenza), chronische virale Erkrankungen, wie etwa Epstein-Barr-Virus [EBV], Humanimmundefizienzvirus [HIV], Herpes, Hepatitis und Varizella zoster, parasitäre Infektionen, wie etwa Malaria und Tuberkulose, und Krebs. Zusätzlich offenbart die vorliegende Erfindung die ex vivo Verstärkung der T-Zellaktivität aus Zellen, welche von Patienten mit den vorstehenden Erkrankungen stammen, gefolgt von dem nachfolgenden erneuten Einbringen der modifizierten Zellen in die Patienten.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind IL-11, Analoga und Derivate davon an Patienten zu verabreichen, entweder prophylaktisch oder beim Einsetzen von mit den vorstehenden Erkrankungen assoziierten Symptomen. IL-11 kann in geeigneten pharmazeutisch akzeptablen Trägern entweder alleine oder in Kombination mit anderen konventionellen Mitteln, welche die mit den vorstehenden Erkrankungen assoziierten Symptome lindern können, verabreicht werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann IL-11 zusammen mit einem Impfstoff gegen virale oder bakterielle Pathogene, wie etwa einem Grippeimpfstoff, verabreicht werden. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann IL-11 zusammen mit einem Antitumormittel verabreicht werden, und an Patienten verabreicht werden, die an Krebs oder einer anderen Tumorbildung leiden.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung einer Reihe von Erkrankungen, bei denen gezeigt worden ist, dass die Verstärkung der Aktivität von zytotoxischen T-Zellen günstig ist, umfassend akute virale Erkrankungen wie etwa Grippe, chronische virale Erkrankungen, wie etwa EBV, HIV, Herpes, Hepatitis und Varizella zoster, intrazelluläre Pathogene, wie etwa Malaria und Tuberkulose, und Krebs. Zusätzlich offenbart die vorliegende Erfindung die ex vivo Verstärkung der T-Zellaktivität aus Zellen, welche von Patienten mit den vorstehenden Erkrankungen stammen, gefolgt von dem nachfolgenden erneuten Einbringen der modifizierten Zellen in die Patienten.
  • Ruhende B-Zellen, Makrophagen, CD4+-T-Zellen und CD8+-T-Zellen exprimieren die IL-11-Rezeptor-alpha-Kette, was auf eine mögliche Wechselwirkung von IL-11 mit diesen Zellpopulationen hinweist. Um die Rolle von IL-11 als ein immunmodulierendes Protein zu verstehen, wurde dessen Fähigkeit, direkt mit verschiedenen Lymphozytpopulationen zu wechselwirken, untersucht. IL-11 hat eine direkte Wechselwirkung mit einer Anigen-präsentierenden Zelle [APC], dem Makrophagen, wobei die LPS-induzierte Produktion von entzündungsfördernden Zytokinen wie etwa TNF-α, IL-1b und IL-12 inhibiert wird. IL-11 hat auch eine direkte Wechselwirkung mit gereinigten Populationen von aktivierten CD4+-T-Zellen aus Maus, wobei die Produktion von Zytokinen wie etwa IL-4, IL-5, IL-10, IL-13 und IFN-g verstärkt oder inhibiert wird. Diese Ergebnisse weisen auf eine Fähigkeit von IL-11 hin, T-Zell-Helferaktivität entweder direkt oder indirekt durch die APC zu verstärken.
  • Angesichts der Fähigkeit von IL-11, die Effektoraktivität von Makrophagen und CD4+-T-Zellen zu modulieren, wurde dessen Fähigkeit, die zytotoxische CD8+-T-Zell-Effektorfunktion entweder direkt oder indirekt durch die APC oder T-Helferzellen zu beeinflussen, untersucht. Milzzellen aus Balb/c Mäusen, die mit Grippevirus immunisiert worden waren, wurden isoliert und sieben Tage in vitro mit einem von Grippevirus stammenden, MHC Klasse 1-restringiertem Peptid restimuliert. Zellen, die in der Gegenwart von sowohl IL-2 als auch rhIL-11 restimuliert worden waren, zeigten eine signifikante Erhöhung der Antigen-spezifischen zytolytischen Aktivität gegenüber Zellen, die in der Gegenwart von IL-2 alleine restimuliert worden waren. Zellen, die in der Gegenwart von rhIL-11 alleine restimuliert worden waren, zeigten ebenfalls eine signifikante Erhöhung der Antigen-spezifischen zytolytischen Aktivität. Dies weist darauf hin, dass rhIL-11 das Erfordernis von exogenem IL-2 in diesem System ersetzen kann. Die Zugabe von rhIL-11 während der in vitro Restimulation führte auch zu einem erhöhten Gehalt sowohl der durch Antigen angetriebenen IFNγ Produktion als auch der Anzahl von IFNγ-sezernierenden Zellen.
  • Interleukin 11 [IL-11] ist ein pleiotropes Zytokin, das primitive lymphohämopoetische Vorläuferzellen stimuliert und eine synergistische Wirkung mit anderen hämopoetischen Wachstumsfaktoren aufweist, wobei die Proliferation und Reifung von Megakanozyten stimuliert wird. IL-11 ist ausführlich in WO 91/07495, sowie in US Patent Nr. 5,215,895, erteilt am 1. Juni 1993, beschrieben. Ein kloniertes humanes IL-11 wurde früher, am 30. März 1990, bei der ATCC, 12301 Parklaven Drive, Rockville, Maryland, unter der ATCC Nr. 68284 hinterlegt. Darüber hinaus kann IL-11 auch rekombinant als ein Fusionsprotein mit einem anderen Protein produziert werden, wie in US Patent Nr. 5,270,181, erteilt am 14. Dezember 1993, und in US Patent Nr. 5,292,646, erteilt am 8. März 1994, beschrieben. IL-11 kann in einer Reihe von Wirtszellen produziert werden, mittels heutzutage konventioneller gentechnischer Methoden. Zusätzlich kann IL-11 aus verschiedenen Zelllinien erhalten werden, beispielsweise der humanen Lungenfibroblastenzelllinie MRC-5 (ATCC Zugangsnr. CCL 171) und Paul et al., der humanen Trophoblastenzelllinie TPA30-1 (ATCC Zugangsnr. CRL 1583). In Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 7512 (1990) ist eine für humanes IL-11 kodierende cDNA beschrieben, sowie die abgeleitete Aminosäuresequenz (Aminosäuren 1 bis 199). Das US Patent Nr. 5,292,646, vorstehend, beschreibt eine des-Proform von IL-11, bei der das N- terminale Prolin der reifen Form von IL-11 (Aminosäuren 22 bis 199) entfernt worden ist (Aminosäuren 23 bis 199). Wie für den Fachmann ersichtlich, ist jede Form von IL-11, welche IL-11-Aktivität aufweist, gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet.
  • Zusätzlich zu rekombinanten Techniken kann IL-11 auch durch bekannte, herkömmliche chemische Synthese produziert werden. Methoden, um die in der vorliegenden Erfindung geeigneten Peptide mittels synthetischer Mittel zu konstruieren, sind dem Fachmann bekannt. Es wird davon ausgegangen, dass die synthetisch konstruierten Zytokinpolypeptidsequenzen aufgrund gemeinsamer primärer, sekundärer und tertiärer Struktur- und Konformationscharakteristika mit den natürlichen Zytokinpolypeptiden mit diesen gemeinsame biologische Aktivitäten aufweisen. Derartige synthetisch konstruierte Zytokinpolypeptidsequenzen oder Fragmente davon, welche die Funktionalität davon duplizieren oder teilweise duplizieren, können im erfindungsgemäßen Verfahren auch verwendet werden. Somit können sie als biologisch aktive oder immunologische Ersatzsubstanzen für die in der vorliegenden Erfindung geeigneten natürlichen, gereinigten Zytokine verwendet werden.
  • Modifikationen in den Protein-, Peptid- oder DNA-Sequenzen dieser Zytokone oder aktiven Fragmente davon können auch Proteine produzieren, welche in den Verfahren dieser Erfindung verwendet werden können. Derartige modifizierte Zytokine können vom Fachmann unter Verwendung bekannter Techniken hergestellt werden. Interessante Modifikationen in den Zytokinsequenzen, z. B. der IL-11-Sequenz, können den Austausch, die Insertion oder Deletion eines oder mehrerer ausgewählter Aminosäurereste in den kodierenden Sequenzen umfassen. Mutationstechniken für einen derartigen Austausch, eine derartige Insertion oder Deletion sind dem Fachmann gut bekannt (siehe z. B. US Patent Nr. 4,518,584).
  • Andere spezifische Mutatioen der Sequenzen der Zytokinpolypeptide, welche wie hierin beschrieben therapeutisch nützlich sein können, können z. B. das Einführen einer oder mehrerer Glykosilierungsstellen umfassen. Eine Asparagin-verknüpfte Glykosilierungserkennungsstelle kann in die Sequenz eingeführt werden durch die Deletion, Substitution oder Addition von Aminosäuren in der Peptidsequenz oder von Nukleotiden in der DNA-Sequenz. Derartige Veränderungen können an jeder Stelle des Moleküls eingeführt werden, welche durch das Hinzufügen von O-verknüpftem Kohlehydrat modifiziert wird. Die Expression derart veränderter Nukleotid- oder Peptidsequenzen produziert Varianten, die an diesen Stellen glykosiliert werden können.
  • Zusätzliche Analoga und Derivate der Sequenz des ausgewählten Zytokins, von denen erwartet werden würde, dass sie dessen Aktivität teilweise oder vollständig beibehalten oder verlängern, und von denen erwartet wird, dass sie im vorliegenden Verfahren geeignet sind, können vom Fachmann leicht hergestellt werden. Eine derartige Modifikation kann die Bindung von Polyethylenglykol (PEG) an existierende Lysinreste in der Zytokinsequenz sein, oder das Einführen von einem oder mehreren Lysinresten oder von anderen Aminosäuren, die mit PEG oder PEG-Derivaten reagieren in können, in die Sequenz, um die Bindung von PEG-Resten zu ermöglichen.
  • Zusätzliche Analoga dieser ausgewählten Zytokine können auch durch allelische Variationen in den für sie kodierenden DNA-Sequenzen, oder durch induzierte Variationen in den für sie kodierenden DNA-Sequenzen charakterisiert werden. Es wird davon ausgegangen, dass alle in den vorstehend erwähnten Publikationen erwähnten Analoga, einschließlich diejenigen, welche durch DNA-Sequenzen charakterisiert sind, die unter stringenten Hybridisierungsbedingungen oder nichtstringenten Bedingungen (Sambrook et al., Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 2. Auflage, Cold Spring Harbor Laboratory, New York (1989)) an die offenbarten Zytokinsequenzen hybridisieren können, in dieser Erfindung ähnlich geeignet sind.
  • Zusätzlich ist von der Technik umfasst, Peptidliganden oder kleine Molekülanaloga von IL-11 zu erzeugen, welche mit dem IL-11-Rezeptor wechselwirken können und somit die Wirkungen blockieren [Antagonisten] oder die gleichen oder ähnliche Wirkungen wie diejenigen von IL-11 produzieren [Agonisten]. Methoden zur Erzeugung und zum Testen derartiger Liganden und kleiner Moleküle sind in der PCT Patentveröffentlichung WO 96/19574 offenbart. Derartige Liganden und kleine Molekülanaloga sind in der vorliegenden Erfindung auch geeignet.
  • In diesen Verfahren werden auch Fusionsmoleküle als geeignet erachtet, hergestellt durch Fusionieren der Sequenz oder eines biologisch aktiven Fragments der Sequenz eines Zytokins an ein anderes Zytokin oder ein proteinhaltiges therapeutisches Mittel, z. B. IL-11 an IL-6 fusioniert (siehe z. B. Fusionsmethoden, beschrieben in PCT/US91/06186 (WO 92/04455), veröffentlicht am 19. März 1992). Alternativ können gemäß dem Verfahren Kombinationen der Zytokine zusammen verabreicht werden.
  • Die vorliegende Erfindung beinhaltet somit die Behandlung von Patienten mit akuten viralen Erkrankungen wie etwa Grippe, chronischen viralen Erkrankungen, wie etwa EBV, HIV, Herpes, Hepatitis und Varizella zoster, parasitären Infektionen, wie etwa Malaria und Tuberkulose, und Krebs, und sie beinhaltet das Verabreichen einer wirksamen Menge von IL-11 in einem pharmazeutischen Träger. Die Behandlung kann therapeutisch oder prophylaktisch sein, oder sie kann beim Einsetzen von mit den vorstehenden Erkrankungen assoziierten Symptomen erfolgen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist IL-11 zusammen mit einem Impfstoff gegen virale oder bakterielle Pathogene, wie etwa denjenigen, welche die vorstehenden Erkrankungen hervorrufen, zu verabreichen. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist IL-11 zusammen mit einem Antitumormittel zu verabreichen, und kann an Patienten verabreicht werden, die an Krebs oder einer anderen Tumorbildung leiden.
  • Geeignete pharmazeutisch akzeptable Träger erleichtern die Verabreichung von IL-11 und sind in der Technik gut bekannt. Beispiele für Träger umfassen sterile Salzlösung, Lactose, Sucrose, Calciumphosphat, Gelatine, Dextrin, Agar, Pektin, Erdnussöl, Olivenöl, Sesamöl und Wasser. Zusätzlich enthält der Träger oder das Verdünnungsmittel ein Verzögerungsmaterial, wie etwa Glycerylmonostearat oder Glyceryldistearat alleine oder mit einem Wachs. Zusätzlich können Polymerformulierungen mit langsamer Freisetzung verwendet werden. Geeignete Matrices mit lang anhaltender Freisetzung enthalten den Wirkstoff in einem Gemisch aus einem oder mehreren der nachfolgenden Substanzen: Natriumbentonit, Ethylcellulose, Stearinsäure, Calciumstearat, Adipinsäure, Fumarsäure, Polyethylenglykol, desacetyliertes Chitin und Celluloseacetat. Geeignete Konservierungsmittel und/oder Stabilisierungsmittel können aufgenommen sein.
  • Alternativ kann IL-11 mit anderen biologischen Faktoren und/oder herkömmlichen Mitteln, welche die mit den vorstehend genannten Erkrankungen assoziierten Symptome lindern können, kombiniert werden, wie für den Fachmann offensichtlich ist. Beispielsweise kann IL-11 zusammen mit CSF, wie etwa GCSF, GMCSF oder MCSF, mit Erythropoetin, Hepatopoetin, oder Interleukinen, wie etwa IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-12, IL-13, IL-14 oder IL-15, oder mit Rezeptoren für jedes der vorstehenden Moleküle verabreicht werden. Bevorzugte Ausführungsformen umfassen die gemeinsame Verabreichung mit IL-12, IL-6 oder IL-2. Eine geeignete IL-11-Formulierung umfasst beispielsweise 5 mg IL-11, 3,10 mg Histidin und 22,5 mg Glycin, beispielsweise als ein lyophilisiertes Pulver, das mit 1 ml sterilem Wasser zur Injektion rekonstituiert werden kann. Wie für den Fachmann ersichtlich, sind andere geeignete Formulierungen gemäß den Verfahren der vorliegenden Erfindung ebenso wirksam.
  • Bei der Behandlung der vorstehend genannten Erkrankungen kann IL-11 mittels jedes geeigneten Verabreichungswegs verabreicht werden, aber für bestimmte Erkrankungen sind bestimmte Verabreichungswege bevorzugt, z. B. systemische Verabreichung, d. h. parenteral. Von den parenteralen Verabreichungswegen sind subkutan und intravenös bevorzugt. IL-11 kann intravenös bereitgestellt werden oder topisch in Formulierungen auf die Nasenschleimhaut oder die Bindehaut oder die Mundschleimhaut aufgebracht werden, als wässrige Tropfenformulierung bzw. eine Mundspülung. In lokalisierten Oberflächenreaktionen ist eine topische Formulierung bevorzugt, während in schwerwiegenderen Erkrankungen im Allgemeinen über den ganzen Körper parenterale Verabreichungswege, wie etwa subkutane oder intravenöse Injektion bevorzugt sind. Geeignete Dosismengen von IL-11 liegen im Bereich von 1–50 μg/kg subkutan für mehrere Dosierungen täglich, und für kürzere Behandlungszeiträume bei schwerwiegenden T-Zell-Zuständen werden die Dosismengen auf 50 bis 100 μg/kg subkutan oder intravenös erhöht. Im Allgemeinen variiert eine geeignete Zytokindosis, z. B. von IL-11, über einen breiten Bereich, bevorzugt zwischen 1 und 100 μg/kg Körpergewicht. Eine andere geeignete Dosis kann im Bereich von etwa 10 bis 50 μg/kg liegen und etwa 50 μg/kg betragen, mit einer bevorzugten Menge von etwa 25 μg IL-11 pro Kilogramm Körpergewicht. Falls erwünscht, können die Dosismengen auf Einheiten abgestellt werden. Eine Einheit wird herkömmlich beschrieben als diejenige Konzentration an Polypeptid, welche zu einer halbmaximalen Stimulierung in einem geeigneten Assay führt, z. B. für IL-11 dem in WO 91/07495 beschriebenen Assay T1165. Dosierungen können während zwischen einem Tag und sechs Monaten verabreicht werden, oder so lange, wie es erforderlich und sicher erscheint, wie durch den behandelnden Arzt mittels Standardtests leicht ermittelt wird, in Abhängigkeit von der Natur der zu behandelnden Erkrankung. Wenn angemessen können die Dosismengen nach oben oder nach unten geregelt werden, beispielsweise ein Dosierungsplan, welcher je nach Indikation die Verabreichung von IL-11 in einer Dosis von 25 μg/kg täglich während einer Woche oder weniger Tage oder mehrerer Wochen erfordert. Der Behandlungsfortschritt wird durch Messung von Markern, die mit der zu behandelnden Erkrankung assoziiert sind, entsprechend überwacht, um zu bestimmen, ob eine derartige Dosis zu einem Anstieg von beispielsweise Perforin (oder einem entsprechenden Marker) führt, und wenn nicht, wird die Dosis während eines zusätzlichen Behandlungszeitraums auf das Zweifache erhöht und die Gehalte an Markern gemessen, bis ein wirksamer Dosierungsplan erreicht wird.
  • Ein alternativer Modus einer therapeutischen Behandlung ist die ex vivo Expansion von CTL aus betroffenen Patienten. Beispielsweise können mononukleare Zellen aus peripherem Blut [PBMC] aus dem Blut von Patienten isoliert werden und in vitro mit verschiedenen Dosismengen von rhIL-11 stimuliert werden, um die Erzeugung von CTL zu verstärken. Zweckmäßige in vitro Dosismengen von 10 ng/ml bis 500 ng/ml sind wünschenswert. Zytotoxische T-Zell-Assays können durchgeführt werden um die maximal wirksame Dosis zu bestimmen. Danach können Zellen in den Patienten zurückgeführt werden.
  • Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung und insbesondere die Verwendung von IL-11 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von akuten viralen Infektionen wie etwa Grippe, chronischen viralen Infektionen, wie etwa EBV, HIV, Herpes, Hepatitis und Varizella zoster, parasitären Infektionen, wie etwa Malaria und Tuberkulose, und Krebs. Zusätzlich werden von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt die ex vivo Verstärkung der T-Zellaktivität aus Zellen, welche von Patienten mit den vorstehenden T-Zell-Erkrankungen stammen, gefolgt von dem nachfolgenden erneuten Einbringen der modifizierten Zellen in die Patienten. Für den Fachmann, der die vorliegende Beschreibung gelesen hat, werden jedoch viele Modifikationen und Alternativen der Erfindung offensichtlich sein. Beispielsweise wird vom Fachmann verstanden werden, dass IL-11 das von den derzeit im Stand der Technik offenbarten Sequenzen produzierte Protein umfasst, sowie Proteine, welche durch die vorstehend beschriebenen Modifikationen charakterisiert sind, welche eine im Wesentlichen ähnliche Aktivität wie IL-11 beibehalten. Zusätzlich wird erkannt werden, dass die vorstehenden Modifikationen, Analoga von IL-11 in den Verfahren der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Somit schränken die Beispiele den Umfang der Erfindung in keiner Weise ein.
  • Beispiel 1 Die IL-11-Rezeptor-alpha-Kette wird auf B- und T-Lymphozyten exprimiert
  • B-Zellen und CD4+- und CD8+-T-Zellen aus Maus wurden aus Balb/c-Milzen unter Verwendung von positiver Selektion mit MACS (magnetische Zellsortierung) Mikrokügelchen, konjugiert an anti-Maus-B220-, anti-Maus-CD4- oder anti-Maus-CD8-Antikörper gereinigt, gemäß dem Herstellerprotokoll (Miltenyi Biotec, Sunnyvale, CA). RNA wurde aus vorstehend beschriebenen gereinigten Zellpopulationen unter Verwendung von RNA Stat-60 (Tel-test, Inc., TX) gemäß dem Herstellerprotokoll extrahiert. RNA wurde 30 min bei 37°C mit DNase (RQ1 DNase, Promega, Madison, WI) behandelt, danach 5 min bei 75°C wärmeinaktiviert. RT-PCR wurde durchgeführt (GeneAmp RNA PCR Kit, Perkin Elmer), unter Verwendung von 40 ng RNA (10 ng für GAPDH) und Oligopaaren, die für GAPDH, IL-11-Rezeptor-alpha-Kette, IL-10-Rezeptor, IL-6-Rezeptor oder gp130 aus Maus spezifisch waren, und auf einem mit Ethidium angefärbten Agarosegel (gezeigt) sichtbar gemacht. PCR-Reaktionen mit RNA-Proben in der Abwesenheit von reverser Transkriptase waren für jedes Oligopaar negativ, und dienten als eine Kontrolle auf DNA-Kontamination. Das Beispiel zeigt, dass die mRNA der IL-11-Rezeptor-alpha-Kette in hoch gereinigten Populationen von CD4+-, CD8+- und B220+-Lymphozyten nachgewiesen wird [siehe 1].
  • Beispiel 2 IL-11 erhöht die Antigen-spezifische zytolytische Aktivität in Massenkulturen aus Milz
  • Sieben Tage alte Massenkulturen aus Milz, von Zellen, die mit IL-2 oder IL-2 und IL-11 behandelt worden waren, wurden in Reihe verdünnt und zu 1 × 104 51Crmarkierten P815.P1HTR-Zellen zugegeben, die eine Stunde in der Gegenwart oder Abwesenheit von NP-Peptid gepulst wurden. Die Zellen wurden 4 Stunden inkubiert. Überstände wurden geerntet, und die 51Cr-Freisetzung wurde bestimmt. Maximale Lyse der Zielzellen wurde mit 2% Triton-X 100 induziert. % Lyse = [(CPM – spontane CPM von NP-Peptid-gepulsten Zielen)/(maximale CPM von NP-gepulsten Zielen – spontane CPM von NP-Peptid-gepulsten Zielen)] × 100% spezifische Lyse = (% Lyse von NP-Peptid-gepulsten Zielzellen) – (% Lyse von Kontrollzielzellen). Das Bespiel zeigt an, dass IL-11 die prozentuale spezifische lytische Aktivität von NP-Peptid-spezifischen zytotoxischen T-Zellen signifikant verstärken kann. Bei einem Verhältnis von Effektorzellen zu Zielzellen von 50 : 1 wird eine 250% Verstärkung der prozentualen spezifischen Lyse in Zellen, die mit IL-2 und IL-11 behandelt worden waren, gegenüber Zellen, die nur mit IL-2 behandelt worden waren, beobachtet [siehe 2].
  • Beispiel 3 IL-11 kann das Erfordernis von exogenem IL-2 bei der Erzeugung von Antigen-spezifischer zytolytischer Aktivität in Massenkulturen aus Milz ersetzen
  • Sieben Tage alte Massenkulturen aus Milz, von Zellen, die mit muIL-2, muIL-6 oder rhIL-11 behandelt worden waren, wurden in Reihe verdünnt und zu 1 × 104 51Crmarkierten P815.P1 HTR-Zellen zugegeben, die eine Stunde in der Gegenwart oder Abwesenheit von NP-Peptid gepulst wurden. Die Zellen wurden 4 Stunden inkubiert. Überstände wurden geerntet, und die 51Cr-Freisetzung wurde bestimmt. Die prozentuale spezifische Lyse wurde berechnet wie in 3 beschrieben. Das Beispiel zeigt an, dass eine Behandlung von Zellen mit IL-11 alleine in der Abwesenheit von exogenem IL-2 die prozentuale lytische Aktivität von NP-Peptidspezifischen zytotoxischen T-Zellen signifikant verstärken kann. Bei einem Verhältnis von Effektor zu Ziel von 50 : 1 wird eine siebenfache Erhöhung der prozentualen spezifischen Lyse zwischen Zellen, die mit IL-11 behandelt worden waren, gegenüber Zellen, die mit keinem exogen zugegebenem Zytokin behandelt worden waren, beobachtet [siehe 3].
  • Beispiel 4 IL-11 erhöht die Anzahl von Grippe-spezifischen IFNγ-produzierenden Zellen
  • Sterile Flachbodenplatten mit 96 Vertiefungen (Costar) wurden 2 h bei 37°C mit einem anti-IFNγ-Antikörper (R46A2, 10 μg/ml, 50 μl/Vertiefung) beschichtet und 1 Stunde bei 37°C mit PBS + 1% BSA + 0,05% Tween 20 blockiert und mit PBS gewaschen. Reihenverdünnungen von Milzzellen, verdünnt in RPMI + 10% FCS, wurden zu den Platten zugegeben und 16 h bei 37°C inkubiert, und danach sechsmal gewaschen. Biotinylierter anti-IFNy-Antikörper XGM.1 (1,19 μg/ml) wurde zu jeder Vertiefung zugegeben und 90 min bei Raumtemperatur inkubiert. Nach 4 weiteren Waschschritten wurde Streptavidin-alkalische Phosphatase zugegeben und 1 h bei Raumtemperatur inkubiert. Nach 4 Waschschritten wurden die Platten entwickelt, mit einer Lösung von 0,6% niedrig schmelzender Agarose in 0,1 M 2-Amino-2-methyl-1-propanol, pH 10,5, enthaltend 1 mg/ml BCIP (5-Brom-4-chlor-3-indonylphosphat). Die Platten wurden 16 Stunden bei Raumtemperatur inkubiert und danach wurden die Spots ausgezählt. Das Beispiel zeigt an, dass IL-11 die Anzahl von Grippe-spezifischen IFN-g-produzierenden Zellen verstärkt. Zellen, die mit IL-2 und entweder 10 ng/ml oder 100 ng/ml IL-11 behandelt worden waren, hatten eine 2-3,5-fach erhöhte Anzahl von IFN-g-produzierenden Zellen, im Vergleich zu Zellen, die nur mit IL-2 behandelt worden waren [siehe 4].
  • Beispiel 5 IL-11 erhöht die IFNγ-Produktion von Grippe-spezifischen CTL
  • ELISA-Platten (EIA capture plates, Costar) wurden 16 h bei 4°C mit einem anti-IFNγ-Antikörper (R46A2, 3 μg/ml, 50 μl/Vertiefung) beschichtet und 2 Stunden bei 37°C mit THSG (Tris-Hochsalz-Gelatine) blockiert und 4-mal gewaschen. Reihenverdünnungen von IFNγ-Kontrollüberständen und unbekannten Proben, verdünnt in PBS + 10% FCS, wurden zu den Platten zugegeben und 2 h bei Raumtemperatur inkubiert, und danach 3 mal gewaschen. Biotinylierter Antikörper XGM.1 (1,19 μg/ml) wurde zu jeder Vertiefung zugegeben und 90 min bei Raumtemperatur inkubiert. Nach weiteren 4 Waschschritten wurde Peroxidkonjugiertes Avidin (Vector) zugegeben und 1 h bei Raumtemperatur inkubiert. Nach 4 Waschschritten wurden die Platten 9 min im Dunkeln mit ABTS (Kirkegaard and Perry) entwickelt und mit 1% SDS gestoppt. Die Absorption bei 405 nm wurde mit einer Vmax kinetischen Mikroplattenauslesevorrichtung (Molecular Devices) bestimmt. Das Beispiel zeigt an, dass IL-11 die Menge von IFN-g, das von Grippespezifischen zytotoxischen T-Zellen produziert wird, verstärken kann. In dem konditionierten Medium von Zellen, die mit IL-2 und entweder 10 ng/ml oder 100 ng/ml IL-11 behandelt worden waren, wurden 2-4-fach erhöhte IFN-g-Gehalte nachgewiesen [siehe 5].
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand spezifischer Verfahren und Zusammensetzungen beschrieben wurde, wird verstanden, dass dem Fachmann in Kenntnis der vorliegenden Erfindung Variationen und Modifikationen einfallen werden. Es wird erwartet, dass dem Fachmann zahlreiche Modifikationen und Variationen der Erfindung, wie in den vorstehenden veranschaulichenden Beispielen beschrieben, einfallen werden, und folglich sollten ihr nur solche Einschränkungen auferlegt werden, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert.

Claims (6)

  1. In vitro Verfahren zur Induktion der Produktion zytotoxischer T-Zellen, wobei zytotoxische T-Zellen (a) mit IL-11 Protein behandelt werden und/oder (b) mit einem für ein IL-11 Protein kodierenden DNA-Molekül transfiziert werden, und die Zellen unter Bedingungen, bei denen IL-11 Protein produziert wird, kultiviert werden.
  2. In vitro Verfahren zur Induktion der Verstärkung der Aktivität von zytotoxischen T-Zellen, umfassend das Verabreichen von IL-11 einer geeigneten T-Zell-Population.
  3. Verwendung von IL-11 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Induktion der Produktion zytotoxischer T-Zellen oder der Induktion der Verstärkung der Aktivität von zytotoxischen T-Zellen in einem Patienten, welcher an mindestens einer chronischen viralen Erkrankung, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Epstein-Barr-Virus [EBV], Humanimmundefizienzvirus [HIV], Herpes, Hepatitis, Varizella zoster, oder einer parasitären Infektion, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Malaria und Tuberkulose, leidet.
  4. Verwendung von IL-11 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Induktion der Produktion zytotoxischer T-Zellen in einem Patienten, wobei zytotoxische T-Zellen ex vivo mit IL-11 Protein behandelt werden, und wobei der Patient an mindestens einer Erkrankung leidet aus: (a) einer akuten viralen Erkrankung, (b) Grippe, (c) einer chronischen viralen Erkrankung, (d) einer chronischen viralen Erkrankung, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Epstein-Barr-Virus [EBV], Humanimmundefizienzvirus [HIV], Herpes, Hepatitis und Varizella zoster, (e) einer parasitären Infektion, (f) einer parasitären Infektion, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Malaria und Tuberkulose, und (g) Krebs.
  5. Verwendung von IL-11 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Induktion der Verstärkung der Aktivität zytotoxischer T-Zellen in einem Patienten, umfassend das Verabreichen von IL-11 einer ex vivo Population zytotoxischer T-Zellen des Patienten, und wobei der Patient an mindestens einer Erkrankung leidet aus: (a) einer akuten viralen Erkrankung, (b) Grippe, (c) einer chronischen viralen Erkrankung, (d) einer chronischen viralen Erkrankung, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Epstein-Barr-Virus [EBV], Humanimmundefizienzvirus [HIV], Herpes, Hepatitis und Varizella zoster, (e) einer parasitären Infektion, (f) einer parasitären Infektion, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Malaria und Tuberkulose, und (g) Krebs.
  6. Verwendung eines für ein IL-11 Protein kodierenden DNA-Moleküls zur Herstellung eines Arzneimittels zur Induktion der Produktion zytotoxischer T-Zellen in einem Patienten, wobei eine zytotoxische T-Zelle mit dem DNA-Molekül transfiziert wird und die Zelle ex vivo unter Bedingungen kultiviert wird, bei denen IL-11 Protein produziert wird, und wobei der Patient an mindestens einer Erkrankung leidet aus: (a) einer akuten viralen Erkrankung, (b) Grippe, (c) einer chronischen viralen Erkrankung, (d) einer chronischen viralen Erkrankung, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Epstein-Barr-Virus [EBV], Humanimmundefizienzvirus [HIV], Herpes, Hepatitis und Varizella zoster, und (e) einer parasitären Infektion, (f) einer parasitären Infektion, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Malaria und Tuberkulose, und (g) Krebs.
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