EP3641805A1 - Vakzine zur behandlung eines malignoms - Google Patents

Vakzine zur behandlung eines malignoms

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Publication number
EP3641805A1
EP3641805A1 EP18732746.5A EP18732746A EP3641805A1 EP 3641805 A1 EP3641805 A1 EP 3641805A1 EP 18732746 A EP18732746 A EP 18732746A EP 3641805 A1 EP3641805 A1 EP 3641805A1
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EP
European Patent Office
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cells
expression pattern
hla
malignancy
cell membranes
Prior art date
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Pending
Application number
EP18732746.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Würfel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intellexon GmbH
Original Assignee
Intellexon GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intellexon GmbH filed Critical Intellexon GmbH
Publication of EP3641805A1 publication Critical patent/EP3641805A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00—Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K39/0005—Vertebrate antigens
    • A61K39/0011—Cancer antigens
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00—Drugs for immunological or allergic disorders
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61P37/00—Drugs for immunological or allergic disorders
    • A61P37/02—Immunomodulators
    • A61P37/04—Immunostimulants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B40/00—Libraries per se, e.g. arrays, mixtures
    • C40B40/04—Libraries containing only organic compounds
    • C40B40/14—Libraries containing macromolecular compounds and not covered by groups C40B40/06 - C40B40/12
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/569—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
    • G01N33/56966—Animal cells
    • G01N33/56977—HLA or MHC typing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00—Detection or diagnosis of diseases
    • G01N2800/70—Mechanisms involved in disease identification
    • G01N2800/7023—(Hyper)proliferation
    • G01N2800/7028—Cancer

Definitions

  • the present invention relates to the field of providing vaccines for the treatment of malignancies.
  • neoantigens can be used as a target for immunological therapy.
  • proteins or protein-like molecules that have an antigenic character (and thus cause a reaction of immunocompetent cells) and are based on new mutations in the genome in the context of malignant degeneration.
  • neoantigens which cause a reaction of T cells, in particular CD8 + T cells in the case of MHC-I (Major Histocompatibility Complex, class I) presented neoantigens or of CD4 + T cells in the case of the MHC II (Major Histocompatibility Complex, class II) presented neoantigens.
  • RNA analysis for example by RNA analysis, mass spectrometry or
  • an individual vaccine can be developed and, e.g. by in vitro culture with dendritic cells.
  • this detection can be cumbersome and error-prone, in particular due to the uncertainty of which new mutations are expressed to neoantigens, and due to neoantigens produced by
  • Oncogenic or Splicingtinen be evoked without the new mutations are based.
  • the high individuality and partially chaotic cell organization leads even within a tumor disease to differences, such as neoantigens of metastases compared to neoantigens of the primary tumor.
  • Histocompatibility antigen human leucocyte antigen, HLA
  • HLA human leucocyte antigen
  • HLA groups which serves the cellular dialogue in humans.
  • HLA designates genes coding in the literature or proteins expressed by them.
  • HLA groups used below is intended to denote the surface proteins expressed by the genes on the cell surface.
  • HLA groups can be divided into the following four classes:
  • HLA groups A. B and C (MHC I), which identify essentially all adult and somatic cells;
  • HLA groups D (DRB, DQB, etc., MHC-II), which play an important role in antigen presentation for immunocompetent cells;
  • HLA groups E, F and G the embryonic cells, in particular at the
  • Malignant cells can express typical "embryonic" HLA groups (i.e., HLA-E, HLA-F and / or HLA-G) on their surface.
  • "Embryonic" HLA groups can help to prevent malignant cells from attacking the nonspecific and / or specific immune system of their own organism.
  • these typical HLA groups By expressing these typical HLA groups on the surface of the cells, they are able to activate corresponding receptors on immunocompetent cells.
  • they are receptors that, upon activation, inhibit the function of these immunocompetent cells, such as the killer immunoglobulin-like receptors (KIR) on the natural killer cells, or the leukocyte immunoglobulin-like receptors (LILR) on the lymphocytes.
  • KIR killer immunoglobulin-like receptors
  • LILR leukocyte immunoglobulin-like receptors
  • the antigens HLA-E, -F and -G on the embryonic (mainly on placental or trophoblastic) cells prevent the immune system of the Mother attacks the cells. In this way, embryos can escape the immune response.
  • This escape mechanism provides the backbone of the immunological
  • a method of the invention for providing a medicament for treating a malignancy comprises determining the individual communication structure between the malignancy and the immune system, and providing an individual vaccine to elicit a specific immune response.
  • HLA histocompatibility antigens
  • Chemotherapeutics or hormone antagonists may further influence expression patterns. A determination of the individual expression patterns addresses these differences.
  • malignant cell also includes metastatic cells of the primary malignancy.
  • the method according to the invention is carried out individually for preferably several, particularly preferably for all metastases, in order to check for any individual differences in the metastases, in particular their individual expression patterns
  • Tissue sample masked or removed existing expression pattern, which is able to exert an inhibitory effect on immunocompetent cells.
  • those cells are lysed on which a part of the expression pattern has been masked or removed to obtain cell membranes or fragments of cell membranes for injection. At the same time, this lysis leads to the danger that the destroyed malignant cell can no longer pose a danger.
  • the histocompatibility antigens whose expression pattern is determined comprise "embryonic" HLA groups, in particular HLA-E, -F and / or -G.
  • the part of the expression pattern to be masked or removed comprises the embryonic HLA groups, in particular HLA-E, -F and / or -G.
  • the at least part of the embryonic HLA groups in particular HLA-E, -F and / or -G.
  • Antibody masking may inhibit binding of the masked histocompatibility antigens
  • antibodies Prevent receptors of immunocompetent cells and thus break the escape mechanism of the malignancy.
  • examples of such antibodies include anti-HLA-E antibodies, anti-HLA-F antibodies or anti-HLA-G antibodies.
  • combined or multi-valent antibodies can be used.
  • Removal by genetic manipulation may remove the binding of the removed
  • the cells are lysed by means of mechanical or biochemical cell disruption methods, in particular by means of hypotonic lysis.
  • the cells may be burst in hypo-osmolar solution.
  • the cell assemblage of the tissue sample is dissolved to obtain a single cell suspension.
  • the dissolution can, for example, be carried out enzymatically by means of trypsin or collagenase.
  • the invention provides cell membranes which have been provided by a method according to the invention.
  • the cell membrane may have an expression pattern of
  • the provided cell membranes are suitable to be used as a vaccine in the treatment of a malignancy for specific activation of the immune system.
  • the invention provides the use of cell membranes of the invention as a medicament in the treatment of a malignancy.
  • the cell membranes can serve as a vaccine for specific activation of the immune system in vivo.
  • the cell membranes may be used to "train" immunocompetent cells, particularly T cells, in vitro, i. to activate at the neoantigens, and to re-inject the trained or activated immunocompetent cells into the organism.
  • immunocompetent cells may be withdrawn, exposed to cell membranes or the vaccine, and backfused after activation.
  • Embodiments according to claim 10 include the use of the cell membranes as a vaccine containing the cell membranes or at least fragments of the
  • the use may include injection of the vaccine.
  • the use of cell membranes may be local or systemic. Local use includes, for example, injection into or near the malignancy.
  • systemic use includes administration in one of the following ways: oral, nasal, sublingual, rectal, subcutaneous, intravenous, percutaneous, etc.
  • the use may also include the use of checkpoint inhibitors and / or classical adjuvants to enhance the
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for providing a medicament according to an embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic view of a performance of a method according to an embodiment
  • Fig. 3 is a schematic view of an implementation of a method according to another embodiment
  • FIG. 4 is a schematic view of a cell membrane according to an embodiment
  • FIG. 5 shows a use of a cell membrane according to an embodiment
  • FIG. 1 shows a flowchart of a method 10 for providing a
  • the method 10 is preceded by a removal 12 of a tissue sample.
  • the method 10 includes determining 14 a
  • Expression pattern masking or removing 16 an immune-inhibiting part of the expression pattern, and providing 18 cell membranes by lysing the cells.
  • Upon removal 12 of a tissue sample at least cells of the malignant to be treated are removed.
  • the removal of the tissue sample may include, for example, surgery or biopsy.
  • a malignoma-specific expression pattern a malignoma-specific
  • Expression pattern of histocompatibility antigens determined on the tissue sample.
  • the determination of the expression pattern can be based on the known
  • Histocompatibility antigens may be restricted, i. comprise only a limited number of predetermined proteins.
  • the determination of the expression pattern can be made more specific and less expensive than the determination of neoantigens whose number and composition are not limited or known a priori.
  • the determination of the expression pattern comprises the quantitative
  • expression patterns or expression levels can be determined by known methods such as R A sequencing, DNA microarrays, quantitative PCR (PCR), expression profiling, SAGE (serial analysis of gene expression, etc.).
  • Expression pattern is masked or removed at least such a part of the existing on the cells of the tissue sample expression pattern, which is able to exert an inhibitory effect on immunocompetent cells.
  • Expression pattern also other parts of the expression pattern can be masked or removed. If they are not masked or removed, histocompatibility antigens with an inhibitory effect can be found, for example, on KIR receptors (Killer immunoglobulin-like receptors), NKG2 receptors, LIL-R receptors
  • ⁇ immunoglobulin-like receptors from immunocompetent cells.
  • histocompatibility antigens with an inhibitory effect are, in particular, the embryonic groups HLA-E, HLA-F and HLA-G.
  • the inhibitory effect is mediated by receptor-ligand binding between the histocompatibility antigens (ligand) and receptors on the immunocompetent cells.
  • ligand histocompatibility antigens
  • receptors on the immunocompetent cells By masking or removing the inhibitory part of the expressed histocompatibility antigens is prevented or at least reduced its inhibitory effect on immunocompetent cells.
  • HLA-A to -C histocompatibility antigens
  • HLA-D histocompatibility antigens
  • MHC-I HLA groups -A, -B and -C
  • MHC-II HLA groups DQB, DRB etc.
  • Histocompatibility antigens should be removed or masked.
  • the steps of the tissue sampling 12 and the expression pattern determination 14 serve to determine the individual communication structure between the malignant and the immune system. In particular, this may identify any escape mechanisms that the malignancy uses to target one
  • the steps of masking or removal 16 and lysis 18 serve to provide an individual vaccine for eliciting a specific immune response.
  • the delivery of the vaccine occurs in vitro, i. before injection of the cell membranes. Based on the previous determination of the individual
  • Neoantigens respond to the immune system - due to the masking without inhibitory effect of the inhibitory histocompatibility antigens - especially on these neoantigens and initiates an immune response.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a performance of a method. Clockwise, beginning at the top left corner, a sequence of schematic views at different times of carrying out the method are shown.
  • An individual 20 has a malignancy 22.
  • it is a primary tumor, although other embodiments of metastases can be performed.
  • the malignant tumor 22 may be a malignant melanoma.
  • Malignant melanomas typically have a large number of neoantigens.
  • a tissue sample 24 was taken comprising cells 26 of the malignant 22.
  • an expression pattern 28 of histocompatibility antigens is determined. This determination indicates that a cell 26 of the tissue sample 24 expresses the expression pattern 28 with, for example, three different groups of histocompatibility antigens in the illustrated case.
  • the three histocompatibility antigens in this case are proteins of the groups HLA-E, HLA-A and HLA-F.
  • the proteins of the HLA-E and HLA-F groups are capable of exerting an inhibitory effect on immunocompetent cells.
  • HLA-F is able to bind to LIL receptors of the lymphocytes and to attenuate the activity of the lymphocytes.
  • HLA-E is also able to bind to NKG2 receptors, for example, and to attenuate the activity of natural killer cells.
  • the groups HLA-E and HLA-F thus form a part 29 of the expression pattern 28, which can weaken or prevent the immune response.
  • Inhibitory action is intended here to denote the immunomodulatory effect which reduces or prevents the cytotoxic activity of immunocompetent cells.
  • This signaling pathway may be, for example, via the immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif (ITIM), i. cytoplasmic phosphorylation.
  • ITIM immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif
  • the proteins of the HLA-A group are essentially unable to
  • the malignant cells 26 on their surfaces also include typical neoantigens 33 that are based on new mutations in the course of malignant degeneration.
  • the neoantigens 33 are shown schematically here, although a determination of these neoantigens is not necessary.
  • the inhibiting part 29 is thus the histocompatibility antigens of the groups HLA-E and HLA-F, but not HLA-A.
  • HLA groups of classes I or II such as HLA-A, for example
  • HLA-A HLA-A
  • MHC-I MHC-I
  • HLA groups -A, -B and -C MHC-I
  • HLA-E groups can be masked by anti-HLA-E antibodies.
  • HLA-F groups can be masked by anti-HLA-F antibody.
  • bivalent antibodies (anti-HLA-E / F) may be used. After masking by the antibodies 36, the HLA-E and HLA-F groups can no longer be linked to the corresponding LIL or NKG2 receptors of bind immunocompetent cells and thus exert no inhibitory effect on the immunocompetent cells.
  • the antibodies Prevents or reduces histocompatibility antigens on receptors present on immunocompetent cells.
  • the antibodies Preferably, have a high affinity for the histocompatibility antigens, in particular comparable to, greater than or substantially greater than the affinity of the immune receptors.
  • the affinity is high enough to prevent diffusion and / or competitive displacement of the antibodies.
  • the cells 26 After masking the immuno-inhibitory portion 29 of the expression pattern 28, the cells 26 (at which a portion of the expression pattern has been masked) are lysed to obtain cell membranes 32 for injection.
  • the cell membranes 32 In addition to the expression pattern 28 of histocompatibility antigens, the cell membranes 32 also have the malignant-typical neoantigens 33, as well as the antibodies 36 which mask the inhibitory part 29 of the expression pattern 28. Injection (not shown) of the cell membranes 32 may be made to the individual 20 from which the tissue sample 24 has been taken with malignant cells 26.
  • FIG. 3 shows a schematic view of an implementation of a further method.
  • a sequence of schematic views at various times in the implementation of the method are shown in the clockwise direction, starting at the top left.
  • tissue sample 24 containing cells 26 of a malignant 22 is taken from an individual 20 and the expression pattern 28 of FIG.
  • Histocompatibility antigens determined at least one cell 26.
  • the cells 26 have malignoma-typical neoantigens 33.
  • the part 29 of the expression pattern capable of exerting an inhibitory effect on immunocompetent cells is removed by means of gene manipulation methods.
  • HLA-A was not removed in the case shown here, since some neoantigens require the MHC-I. Thus, in the illustrated embodiment, not all cells are all
  • Histocompatibility antigens removed to ensure specific activation of the immune system by the presented neoantigens.
  • this removal can be achieved by means of a Crispr / CAS method in which the DNA segments coding for the histocompatibility antigens of groups HLA-E and HLA-F are excised from the genome of cells 26 and the cells thus modified are cultured ,
  • This provides cells 26 which are substantially identical to the sampled malignant cells without, however, expressing the immuno-inhibiting portion 29 of the histocompatibility antigens (shown schematically by dashed outlines of part 29).
  • the cells in any case express the malignoma-typical neoantigens 33.
  • Those cells 26 whose inhibitory part 29 has been removed are lysed to obtain cell membranes for injection.
  • the cell membranes 29 exert no or at least a reduced inhibitory effect on the immune system due to the removal of the part 29. However, they still include neoantigens 33 to be able to trigger an immune response after injection.
  • FIG. 4 shows a schematic view of a vaccine 34 from a cell membrane 32 provided by a method according to the invention, starting from a malignancy (not shown).
  • a malignancy not shown
  • it may be a cell membrane provided according to the embodiment of FIG. 2.
  • the cell membrane 32 has an expression pattern 28 of histocompatibility antigens. A portion 29 of the expression pattern 28 capable of inhibiting Immune system response was masked by antibodies 36. In this way, the inhibitory effect of the part 29 of the expression pattern 28 on the immune system can be avoided or at least reduced.
  • the cell membrane 32 further comprises neoantigens 33.
  • the neoantigens are proteins based on new mutations of the genome of malignant cells in the course of malignant degeneration. The neoantigens are characteristic of the malignancy and are capable of eliciting an immune system response (if the immune response is not inhibited).
  • the illustrated cell membrane 32 is capable of being used as a vaccine 34 in the treatment of a malignancy for specific activation of the immune system.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a use of a cell membrane 32 according to FIG. 4 as a vaccine 34 for the treatment of a malignancy.
  • the cell membrane 32 was provided from a tissue sample with cells of the malignant tumor to be treated.
  • the cell membrane 32 is injected with bound antibodies 36 which mask an inhibitory part 29 of the expression pattern of histocompatibility antigens and with neoantigens 33 in the organism affected by the malignancy.
  • the immunocompetent cells of the organism recognize some of the
  • Cell membranes neoantigens 33 are expressed and presented, which the organism does not know, it comes to the development of a corresponding immune response, e.g. Formation of antibodies and / or activation of T cells. Since no immuno-inhibitory histocompatibility antigens are "visible", this immune response is not blocked.
  • the cell membranes 32 provided according to the invention have, in particular, two interactions with the immune system 30.
  • the neoantigens 33 which are typical of the malignancy, evoke an adaptive immune response against these malignoma-typical neoantigens.
  • the part 29 of the histocompatibility antigens can not inhibit the immune response due to its masking by antibodies 36 or at least reduced. In the unmasked state, the part 29 would be able to inhibit a response of the immune system 30, in particular to the neo-antigens 33.
  • the immune system 30 of the organism triggers an immune reaction.
  • the immune system 30 comprises, in the schematic representation, immunocompetent cells 30a, 30b, namely, antigen presenting cells (APC) 30a and CD8 + T cells 30b.
  • APC antigen presenting cells
  • the immune system 30 can recognize any cells 38 with the underlying neoantigens 33. These include in particular the cells of the malignancy, from the tissue sample of the vaccine in the form of
  • Neuterutationen or neoantigens for example by means of complex sequencing.
  • the immune response can be carried out, for example, by means of CD8 + T cells 30b with T cell receptors.
  • the cytotoxic T cells 30b may be replaced by antigen presenting cells 30a containing the neoantigen 33 or a partial peptide of the
  • Neoantigens 33 present have been activated.
  • the activated T-cells 30b recognize a malignant cell 38 from the neo-antigen 33, they initiate apoptosis (represented by dashed outlines of the malignant cell 38) of the malignant cells.

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Abstract

Es sind Verfahren zur Bereitstellung eines Medikaments zur Behandlung eines Malignoms sowie dadurch bereitgestellte Zellmembranen und deren Verwendung offenbart, bei welchem die individuelle Kommunikationsstruktur zwischen dem Malignom und dem Immunsystem anhand einer Zellen des Malignoms enthaltenden Gewebeprobe durch Bestimmen eines malignom-spezifischen Expressionsmusters von Histokompatibilitätsantigenen (Human Leucocyte Antigen, HLA) an dieser Gewebeprobe ermittelt wird, wenigstens ein solcher Teil des an den Zellen der Gewebeprobe vorhandenen Expressionsmusters maskiert oder entfernt wird, der in der Lage ist, eine inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben, und ein individuelles Vakzin zum Hervorrufen einer spezifischen Immunreaktion durch Lysieren derjenigen Zellen, an denen ein Teil des Expressionsmuster maskiert oder entfernt wurde, bereitgestellt wird.

Description

Vakzine zur Behandlung eines Malignoms
Gebiet der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Bereitstellung von Vakzinen zur Behandlung von Malignomen.
Hintergrund der Erfindung Neben den klassischen Therapien zur Behandlung von malignen Tumorerkrankungen, z.B. Resektion, Chemotherapie und Strahlentherapie, werden zunehmend aktive oder passive Immuntherapien angewandt, basierend auf der Verabreichung von Impfstoffen zur Auslösung einer Immunantwort beziehungsweise von Antikörper(fragmente)n zur Bindung an das Malignom. Medikamente zur Behandlung von Malignomen sollen hochselektiv sein und keine Resistenzen entstehen lassen.
Als Ziel für eine immunologische Therapie können beispielsweise Neoantigene genutzt werden. Hierbei handelt es sich um Proteine oder protein-ähnliche Moleküle, die einen antigenen Charakter haben (und damit eine Reaktion von immunkompetenten Zellen hervorrufen) und auf Neumutationen im Genom im Rahmen der malignen Entartung beruhen. Als Beispiel seien Neoantigene genannt, die eine Reaktion von T-Zellen hervorrufen, insbesondere von CD8+ T-Zellen im Falle von über den MHC-I (Major Histocompatibility Complex, Klasse I) präsentierten Neoantigenen oder von CD4+ T- Zellen im Falle von über den MHC-II (Major Histocompatibility Complex, Klasse II) präsentierten Neoantigenen.
Basierend auf einem Nachweis von derartigen Neumutationen in einem individuellen Malignom, beispielsweise mittels RNA- Analyse, Massenspektrometrie oder
Sequenzierung, kann ein individuelles Vakzin entwickelt und , z.B. mittels in vitro Kultur mit Dendritischen Zellen, hergestellt werden. Dieser Nachweis kann j edoch aufwendig und fehlerbehaftet sein, insbesondere aufgrund der Unsicherheit, welche Neumutationen zu Neoantigenen exprimiert werden, und aufgrund von Neoantigenen, die durch
Onkogene oder Splicingvarianten hervorgerufen werden ohne dass dem Neumutationen zugrunde liegen. Die hohe Individualität und teilweise chaotische Zellorganisation führt selbst innerhalb einer Tumorerkrankung zu Unterschieden, z.B. von Neoantigenen von Metastasen im Vergleich zu Neoantigenen des Primärtumors.
Nichtsdestotrotz stehen den Tumorerkrankungen Mechanismen zur Verfügung, einer Immunantwort zu entgehen. Ein solcher sogenannter Escape-Mechanismus basiert z.B. auf dem MHC (Major Histocompatibility Complex), insbesondere mit seinen
Histokompatibilitätsantigen (Human Leucocyte Antigen, HLA)-Gruppen , der dem zellulären Dialog beim Menschen dient. Die Abkürzung HLA bezeichnet in der Literatur kodierende Gene oder von diesen exprimierte Proteine. Der im Folgenden verwendete Begriff HLA-Gruppen soll die von den Genen auf der Zelloberfläche exprimierten Oberflächenproteine bezeichnen.
Im Allgemeinen können HLA-Gruppen in folgende vier Klassen eingeteilt werden:
(i) HLA-Gruppen A. B und C (MHC I), die im Wesentlichen alle adulten und somatischen Zellen identifizieren;
(ii) HLA-Gruppen D (DRB, DQB usw.; MHC-II), die eine wichtige Rolle bei der Antigenpräsentierung für immunkompetente Zellen spielen;
(iii) HLA-Gruppen E, F und G, die embryonale Zellen, insbesondere an der
sogenannten Invasionsfront, identifizieren;
(iv) HLA-Gruppen H und folgende, die sogenannten Pseudo-Gene.
Malignomzellen können typische "embryonale" HLA-Gruppen (d.h. HLA-E, HLA-F und/oder HLA-G) auf ihrer Oberfläche exprimieren. "Embryonale" HLA-Gruppen können dazu beitragen, dass Malignomzellen dem Angriff der unspezifischen und/oder spezifischen Immunabwehr des eigenen Organismus entgehen. Durch die Expression dieser typischen HLA-Gruppen auf der Oberfläche der Zellen werden diese in die Lage versetzt, entsprechende Rezeptoren auf immunkompetenten Zellen zu aktivieren. In der Regel handelt es sich um Rezeptoren, die nach Aktivierung die Funktion dieser immunkompetenten Zellen hemmen, beispielsweise die Killer-Immunglobulinähnlichen Rezeptoren (KIR) auf den natürlichen Killerzellen oder die Leukozyten- Immunglobulinähnlichen Rezeptoren (LILR) auf den Lymphozyten.
So verhindern insbesondere die Antigene HLA-E, -F und -G auf den embryonalen (vornehmlich auf plazentaren bzw. trophoblastären) Zellen, dass das Immunsystem der Mutter die Zellen angreift. Auf diese Weise können Embryonen der Immunantwort entgehen. Dieser Escape-Mechanismus stellt das Rückgrat der immunologischen
Steuerung der Schwangerschaft dar. Eine Abstoßungsreaktion unterbleibt und der genetisch halbfremde (väterlicher Fremdanteil 50 %), bzw. fremde (bei Eizell- oder Embryonenspenden oder Leihmutterschaften 100%) Embryo kann ausgetragen werden.
Maligne Tumoren der verschiedensten Gewebe sind in der Lage, sich diesen
embryonalen Escape-Mechanismus nutzbar zu machen, womit sie die Immunabwehr unterbinden oder vermindern. Hierdurch sind sie auch in der Lage, manche
therapeutische Strategien zu konterkarieren, also die auf einem Angriff fußende Strategie zu hemmen. Aus diesem Grund kann es vorteilhaft sein, den Escape-Mechanismus zu berücksichtigen und das Immunsystem einzubeziehen um das Malignom zu behandeln.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung Verfahren zur Bereitstellung von Medikamenten, Zellmembranen zur Behandlung von Malignomen und die
Verwendung solcher Zellmembranen zur Verfügung zu stellen.
Kurzbeschreibung der Erfindung Diese Aufgabe wird gelöst durch Verfahren, Zellmembranen und deren Verwendung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Die abhängigen Ansprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bereitstellung eines Medikaments zur Behandlung eines Malignoms umfasst das Ermitteln der individuellen Kommunikationsstruktur zwischen dem Malignom und dem Immunsystem sowie das Bereitstellen eines individuellen Vakzins zum Hervorrufen einer spezifischen Immunreaktion.
Zum Ermitteln der individuellen Kommunikationsstruktur zwischen dem Malignom und dem Immunsystem wird an einer Gewebeprobe mit Zellen des Malignoms ein malignom- spezifisches Expressionsmusters von Histokompatibilitätsantigenen (Human Leucocyte Antigen, HLA) bestimmt. Selbst histopathologisch identisch klassifizierte Tumore oder Metastasen können von einer Lokalisation zu einer anderen Lokalisation interindividuell oder intraindividuell unterschiedliche Expressionsmuster aufweisen. Therapien, z.B. Gabe von
Chemotherapeutika oder Hormonantagonisten, können die Expressionsmuster weiter beeinflussen. Eine Bestimmung der individuellen Expressionsmuster geht auf diese Unterschiede ein.
Der Begriff Malignomzelle umfasst auch Metastasenzellen des Primärmalignoms. Das erfindungsgemäße Verfahren wird für vorzugsweise mehrere, besonders verzugsweise für alle Metastasen individuell durchgeführt, um auf etwaige individuelle Unterschiede der Metastasen, insbesondere deren individuelle Expressionsmuster von
Histokompatibilitätsantigenen, einzugehen.
Zum Bereitstellen eines individuellen Vakzins zum Hervorrufen einer spezifischen Immunreaktion wird zum Einen wenigstens ein solcher Teil des an den Zellen der
Gewebeprobe vorhandenen Expressionsmusters maskiert oder entfernt, der in der Lage ist, eine inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben. Durch
Maskierung, d.h. Blockade, oder Entfernen von Histokompatibilitätsantigenen und somit Hinderung der Bindung von immunsystem-seitigen Rezeptoren an diese HLA-Gruppen kann deren inhibitorische Wirkung auf das Immunsystem vermieden werden.
Weiterhin werden diejenigen Zellen lysiert, an denen ein Teil des Expressionsmuster maskiert oder entfernt wurde, um Zellmembranen oder Fragmente von Zellmembranen für eine Injektion zu erhalten. Gleichzeitig führt diese Lyse dazu, dass von der zerstörten Malignomzelle keine Gefahr mehr ausgehen kann.
In Ausführungsformen gemäß Anspruch 2 umfassen die Histokompatibilitätsantigene, deren Expressionsmuster bestimmt wird, "embryonale" HLA-Gruppen, insbesondere HLA-E, -F und/oder -G.
In Ausführungsformen gemäß Anspruch 3 umfasst der zu maskierende oder entfernende Teil des Expressionsmusters die embryonalen HLA-Gruppen, insbesondere HLA-E, -F und/oder -G. In Ausführangsformen gemäß Anspruch 4 wird der wenigstens eine Teil des
Expressionsmusters mittels Antikörpern maskiert. Eine Maskierung mittels Antikörpern kann die Bindung der maskierten Histokompatibilitätsantigene an inhibitorische
Rezeptoren von immunkompetenten Zellen verhindern und somit den Escape- Mechanismus des Malignoms durchbrechen. Beispiele solcher Antikörper umfassen anti- HLA-E-Antikörper, anti-HLA-F-Antikörper oder anti-HLA-G-Antikörper. Alternativ können kombinierte oder multi-valente Antikörper verwendet werden.
In Ausführungsformen gemäß Anspruch 5 wird der wenigstens eine Teil des
Expressionsmuster mittels genmanipulativer Verfahren entfernt. Eine Entfernung mittels genmanipulativer Verfahren kann die Bindung der entfernten
Histokompatibilitätsantigene an inhibitorische Rezeptoren von immunkompetenten Zellen verhindern und somit den Escape-Mechanismus des Malignoms unterbrechen. Ein Beispiel solcher genmanipulativer Verfahren ist Crispr/CAS, wobei die Gene oder DNA- Abschnitte, die für Histokompatibilitätsantigene mit immun-inhibitorischer Wirkung kodieren, herausgeschnitten werden, sodass die Zellen der Gewebeprobe diese HLA-Gruppen nicht mehr exprimieren können. Weitere Beispiele umfassen Verfahren, die auf Zinkfinger-Nukleasen, auf transkriptionsaktivatorartigen Effektornukleasen (TALEN) oder auf modifizierten Homing-Endonukleasen beruhen.
In Ausführungsformen gemäß Anspruch 6 werden die Zellen mittels mechanischen oder biochemischen Zellaufschlussverfahren, insbesondere mittels hypotoner Lyse, lysiert. Beispielsweise können die Zellen in hypoosmolarer Lösung zum Platzen gebracht werden. Hierdurch können Zellmembranen oder Zellmembranfragmente mit hohem antigenen Reiz gewonnen werden, insbesondere für die Injektion als Vakzin.
In Ausführungsformen gemäß Anspruch 7 wird der Zellverband der Gewebeprobe aufgelöst, um eine Einzelzellsuspension zu erhalten. Das Auflösen kann beispielsweise enzymatisch mittels Trypsin oder Collagenase geschehen.
Des Weiteren stellt die Erfindung Zellmembranen zur Verfügung, welche durch ein erfindungsgemäßes Verfahren bereitgestellt wurden. Insbesondere können die Zellmembran ein Expressionsmuster von
Histokompatibilitätsantigenen aufweisen, von dem ein Teil, der in der Lage ist, eine inhibitorische Antwort des Immunsystems zu hemmen, maskiert oder entfernt wurde. Die bereitgestellten Zellmembranen sind geeignet, als Vakzin bei der Behandlung eines Malignoms zur spezifischen Aktivierung des Immunsystems verwendet zu werden.
Außerdem stellt die Erfindung die Verwendung von erfindungsgemäßen Zellmembranen als Medikament bei der Behandlung eines Malignoms zur Verfügung. Insbesondere können die Zellmembranen als Vakzin zur spezifischen Aktivierung des Immunsystems in vivo dienen.
In manchen Ausführungsformen können die Zellmembranen dazu verwendet werden, immunkompetente Zellen, insbesondere T-Zellen in vitro zu "schulen", d.h. an den Neoantigenen zu aktivieren, und die geschulten oder aktivierten immunkompetenten Zellen in den Organismus zu re-injizieren. Für eine Aktivierung in vitro können immunkompetente Zellen entnommen, den Zellmembranen oder dem Vakzin ausgesetzt und nach erfolgter Aktivierung zurücktransfundiert werden.
Ausführungsformen gemäß Anspruch 10 umfassen die Verwendung der Zellmembranen als Impfstoff enthaltend die Zellmembranen oder zumindest Fragmente der
Zellmembranen für den Organismus, aus dem die Gewebeprobe entnommen wurde, um eine spezifische Aktivierung oder Reaktion des Immunsystems hervorzurufen.
Insbesondere kann die Verwendung eine Injektion des Impfstoffs umfassen. In manchen Ausführungsformen kann die Verwendung der Zellmembranen lokal oder systemisch erfolgen. Lokale Verwendung umfasst beispielsweise die Injektion in den oder in die Nähe des Malignoms. Systemische Verwendung umfasst beispielsweise die Darreichung auf einem der folgenden Wege: oral, nasal, sublingual, rektal, subkutan, intravenös, perkutan etc.
In manchen Ausführungsformen kann die Verwendung zudem die Verwendung von Checkpoint-Inhibitoren und/oder klassischen Adjuvantien zur Steigerung der
Immunreaktion, wie beispielsweise Bacillus Calmette Guerin (BCG), das Freud- Adjuvans oder Aluminiumhydroxid, umfassen. Kurzbeschreibung der Zeichnungen In der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die zeigen:
Fig. 1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bereitstellung eines Medikaments gemäß einer Ausfuhrungsform
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Durchführung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Durchführung eines Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Zellmembran gemäß einer Ausführungsform
Fig. 5 eine Verwendung einer Zellmembran gemäß einer Ausführungsform
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
Fig. 1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 10 zur Bereitstellung eines
Medikaments zur Behandlung eines Malignoms. Dem Verfahren 10 geht ein Entnehmen 12 einer Gewebeprobe voraus. Das Verfahren 10 umfasst ein Bestimmen 14 eines
Expressionsmusters, ein Maskieren oder Entfernen 16 eines immun-inhibierenden Teils des Expressionsmusters und ein Bereitstellen 18 von Zellmembranen durch Lysieren der Zellen. Beim Entnehmen 12 einer Gewebeprobe werden zumindest Zellen des zu behandelnden Malignoms entnommen. Die Entnahme der Gewebeprobe kann beispielsweise eine Operation oder Biopsie umfassen. Beim Bestimmen 14 eines Expressionsmusters wird ein malignom-spezifisches
Expressionsmuster von Histokompatibilitätsantigenen an der Gewebeprobe bestimmt. Die Bestimmung des Expressionsmuster kann auf die bekannten
Histokompatibilitätsantigene (oder manche davon) beschränkt sein, d.h. lediglich eine begrenzte Anzahl von vorbestimmten Proteinen umfassen. Insofern kann die Bestimmung des Expressionsmusters spezifischer und weniger aufwendig als die Bestimmung von Neoantigenen erfolgen, deren Anzahl und Zusammensetzung a priori nicht beschränkt oder bekannt sind. Vorzugsweise umfasst das Bestimmen des Expressionsmusters die quantitative
Bestimmung eines Expressionslevels. Beispielsweise können Expressionsmuster oder Expressionslevel durch bekannte Verfahren, wie R A-Sequenzierung, DNA- Mikroarrays, quantitative PCR (quantitative Polymerase Chain Reaction), expression profiling, SAGE (serial analysis of gene expression, serielle Genexpressionsanalyse), etc. bestimmt werden.
Beim Maskieren oder Entfernen 16 eines immun-inhibierenden Teils des
Expressionsmusters wird wenigstens ein solcher Teil des an den Zellen der Gewebeprobe vorhandenen Expressionsmusters maskiert oder entfernt, der in der Lage ist, eine inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben. In manchen
Ausführungsformen können neben dem immun-inhibierenden Teil des
Expressionsmusters auch weitere Teile des Expressionsmusters maskiert oder entfernt werden. Histokompatibilitätsantigene mit inhibitorischer Wirkung können - falls sie nicht maskiert oder entfernt werden - beispielsweise an KIR-Rezeptoren (Killer- Immunglobulinähnlichen Rezeptoren), NKG2 -Rezeptoren, LIL-R-Rezeptoren
(Leukozyten-immunglobulinähnliche Rezeptoren) von immunkompetenten Zellen binden. Beispiele für Histokompatibilitätsantigene mit inhibitorischer Wirkung sind insbesondere die embryonalen Gruppen HLA-E, HLA-F und HLA-G.
Die inhibitorische Wirkung wird mittels Rezeptor-Ligand-Bindungen zwischen den Histokompatibilitätsantigenen (Ligand) und Rezeptoren auf den immunkompetenten Zellen vermittelt. Durch Maskierung oder Entfernung des inhibitorischen Teils der exprimierten Histokompatibilitätsantigene wird dessen inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen verhindert oder zumindest verringert.
Zusätzlich können auch weitere Histokompatibilitätsantigene, insbesondere die klassischen HLA-Gruppen der Klassen I und II (d.h. HLA-A bis -C, bzw. HLA-D) maskiert oder entfernt werden und somit die Immunreaktion auf das bereitzustellende Vakzin verstärkt werden. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass manche der Neoantigene den MHC-I (HLA-Gruppen -A, -B und -C) benötigt und manche Neoantigene den MHC- II (HLA-Gruppen DQB, DRB etc.) und somit nicht bei allen Zellen alle
Histokompatibilitätsantigene entfernt oder maskiert werden sollten.
Beim Bereitstellen 18 von Zellmembranen durch Lysieren der Zellen werden
diejenigen Zellen lysiert, an denen ein Teil des Expressionsmuster maskiert oder entfernt wurde. Hierdurch werden Zellmembranen (oder Fragmente von Zellmembranen) für eine Injektion erhalten. Die Lyse der Zellen ermöglicht, dass die Zellen nach Injektion sich nicht weiter teilen und proliferieren können und dass eine wesentliche Immunreaktion ausgelöst werden kann.
Die Schritte der Gewebeprobeentnahme 12 und der Expressionsmuster-Bestimmung 14 dienen dazu, die individuelle Kommunikationsstruktur zwischen dem Malignom und dem Immunsystem zu ermitteln. Insbesondere können hierdurch etwaige Escape- Mechanismen identifiziert werden, die das Malignom verwendet, um einer
Immunreaktion zu entgehen. Die Schritte der Maskierung oder Entfernung 16 und des Lysieren 18 dienen dazu, ein individuelles Vakzin zum Hervorrufen einer spezifischen Immunreaktion bereitzustellen. Insbesondere geschieht das Bereitstellen des Vakzins in vitro, d.h. vor Injektion der Zellmembranen. Basierend auf der vorangehenden Ermittlung der individuellen
Kommunikationsstruktur zwischen dem Malignom und dem Immunsystem kann auch das Vakzin individuell hergestellt werden.
Etwaige Neoantigene, die von den entnommenen Malignomzellen als
Oberflächenproteine exprimiert werden und typisch für das Malignom sind, werden durch die Maskierung oder Entfernung der inhibitorischen Histokompatibilitätsantigene nicht oder zumindest nicht wesentlich beeinflusst, sodass sie auch an den bereitgestellten Zellmembranen vorhanden sind. Bei einer Injektion der Zellmembranen mit
Neoantigenen reagiert das Immunsystem - aufgrund der Maskierung ohne hemmende Wirkung der inhibitorischen Histokompatibilitätsantigene - insbesondere auf diese Neoantigene und leitet eine Immunantwort ein.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Durchführung eines Verfahrens. Im Uhrzeigersinn, beginnend links oben, sind eine Abfolge von schematischen Ansichten zu verschiedenen Zeitpunkten der Durchführung des Verfahrens dargestellt.
Ein Individuum 20 weist ein Malignom 22 auf. Im dargestellten Fall handelt es sich um einen Primärtumor, wenngleich andere Ausführungsbeispiele an Metastasen durchgeführt werden können. Beispielsweise kann es sich bei dem Malignom 22 um ein malignes Melanom handeln. Maligne Melanome weisen typischerweise eine große Anzahl von Neoantigenen auf.
Aus dem Individuum 20 wurde eine Gewebeprobe 24 entnommen, die Zellen 26 des Malignoms 22 umfasst. An der Gewebeprobe 24, insbesondere den entnommenen Zellen 26 des Malignoms 22, wird ein Expressionsmuster 28 von Histokompatibilitätsantigenen bestimmt. Dieses Bestimmen zeigt an, dass eine Zelle 26 der Gewebeprobe 24 das Expressionsmuster 28 mit im dargestellten Fall beispielsweise drei verschiedenen Gruppen von Histokompatibilitätsantigenen exprimiert. Bei den drei Histokompatibilitätsantigenen handelt es sich im dargestellten Fall um Proteine der Gruppen HLA-E, HLA-A und HLA-F. Die Proteine der Gruppen HLA-E und HLA-F sind in der Lage, eine inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben. So ist beispielsweise HLA-F in der Lage, an LIL-Rezeptoren der Lymphozyten zu binden und die Aktivität der Lymphozyten abzuschwächen. In vergleichbarer Weise ist auch HLA-E in der Lage, beispielsweise an NKG2-Rezeptoren zu binden und die Aktivität von natürlichen Killerzellen abzuschwächen. Die Gruppen HLA-E und HLA-F bilden also einen Teil 29 des Expressionsmusters 28, der die Immunantwort schwächen oder unterbinden kann.
Inhibitorische Wirkung soll hier den immun-modulatorischen Effekt bezeichnen, welcher die zytotoxische Aktivität der immunkompetenten Zellen vermindert oder verhindert. Dieser Signalweg kann zum Beispiel über das Immunrezeptor-Tyrosin-basierte inhibitorische Motiv (ITIM), d.h. zytoplasmatische Phosphorylierung, ausgelöst werden.
Die Proteine der Gruppe HLA-A sind im Wesentlichen nicht in der Lage, eine
inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben.
Neben dem Expressionsmuster 28 umfassen die Zellen 26 des Malignoms auf ihren Oberflächen auch typische Neoantigene 33, die auf Neumutationen im Laufe der malignen Entartung basieren. Die Neoantigene 33 sind hier schematisch dargestellt, wenngleich eine Bestimmung dieser Neoantigene nicht notwendig ist.
In einem nächsten Schritt wird der Teil 29 des Expressionsmusters 28, der in der Lage ist, eine inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben, mittels
Antikörpern 36 maskiert. Bei dem inhibierenden Teil 29 handelt es sich hier also um die Histokompatibilitätsantigene der Gruppen HLA-E und HLA-F, nicht jedoch HLA-A.
In anderen Ausfuhrungsformen können auch klassische HLA-Gruppen der Klassen I oder II (wie beispielsweise hier HLA-A) maskiert werden und somit die Immunreaktion auf das bereitzustellende Vakzin verstärkt werden. Im dargestellten Fall wurde auf eine Maskierung von HLA-A verzichtet, da manche Neoantigene den MHC-I (HLA-Gruppen -A, -B und -C) benötigen. Somit werden im dargestellten Ausführungsbeispiel nicht bei allen Zellen alle Histokompatibilitätsantigene maskiert um eine spezifische Aktivierung des Immunsystems durch die präsentierten Neoantigene sicherzustellen. Die HLA-E-Gruppen können durch anti-HLA-E- Antikörper maskiert werden. Die HLA- F-Gruppen können durch anti-HLA-F-Antikörper maskiert werden. In anderen
Ausführungsbeispielen können alternativ bivalente Antikörper (anti-HLA-E/F) verwendet werden. Nach Maskierung durch die Antikörper 36 können die Proteine der Gruppen HLA-E und HLA-F nicht mehr an die entsprechenden LIL- bzw. NKG2-Rezeptoren von immunkompetenten Zellen binden und somit keine inhibitorische Wirkung auf die immunkompetenten Zellen ausüben.
Bei einer derartigen Verwendung von Antikörpern zur Maskierung von
Histokompatibilitätsantigenen mit inhibitorischer Wirkung wird die Bindung der
Histokompatibilitätsantigene an auf immunkompetenten Zellen vorhandenen Rezeptoren verhindert oder vermindert. Vorzugsweise weisen die Antikörper eine hohe Affinität zu den Histokompatibilitätsantigenen auf, insbesondere vergleichbar zu, größer als oder wesentlich größer als die Affinität der Immunrezeptoren. Vorzugsweise ist die Affinität groß genug, um ein Abdiffundieren und/oder kompetitives Verdrängen der Antikörper zu verhindern.
Nach Maskieren des immun-inhibitorischen Teils 29 des Expressionsmusters 28 werden die Zellen 26 (an denen ein Teil des Expressionsmusters maskiert wurde) lysiert, um Zellmembranen 32 für eine Injektion zu erhalten. Die Zellmembranen 32 weisen neben dem Expressionsmuster 28 von Histokompatibilitätsantigenen auch die malignom- typischen Neoantigene 33 auf, sowie die Antikörper 36, die den inhibitorischen Teil 29 des Expressionsmusters 28 maskieren. Die Injektion (nicht dargestellt) der Zellmembranen 32 kann in das Individuum 20 erfolgen, aus dem die Gewebeprobe 24 mit Malignomzellen 26 entnommen wurde.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht einer Durchführung eines weiteren Verfahrens. Es sind im Uhrzeigersinn, beginnend links oben, eine Abfolge von schematischen Ansichten zu verschiedenen Zeitpunkten der Durchführung des Verfahrens dargestellt.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Verfahrensablauf wird - ähnlich zu dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren - aus einem Individuum 20 eine Gewebeprobe 24 mit Zellen 26 eines Malignoms 22 entnommen und das Expressionsmuster 28 von
Histokompatibilitätsantigenen zumindest einer Zelle 26 bestimmt. Die Zellen 26 weisen malignom-typische Neoantigene 33 auf. Im Gegensatz zu dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren wird jedoch gemäß Fig. 3 nach Bestimmen des Expressionsmuster der Teil 29 des Expressionsmusters, der in der Lage ist, eine inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben, mittels genmanipulativer Verfahren entfernt.
Analog zu dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wurde auch im hier dargestellten Fall HLA-A nicht entfernt, da manche Neoantigene den MHC-I benötigen. Somit werden im dargestellten Ausführungsbeispiel nicht bei allen Zellen alle
Histokompatibilitätsantigene entfernt um eine spezifische Aktivierung des Immunsystems durch die präsentierten Neoantigene sicherzustellen.
Dieses Entfernen kann im dargestellten Fall mittels eines Crispr/CAS-Verfahrens erreicht werden, in dem die für die Histokompatibilitätsantigene der Gruppen HLA-E und HLA-F kodierenden DNA- Abschnitte aus dem Genom der Zellen 26 herausgeschnitten werden und die derart veränderten Zellen kultiviert werden. Hierdurch werden Zellen 26 bereitgestellt, die im Wesentlichen identisch mit den entnommenen Malignomzellen sind, ohne jedoch den immun-inhibierenden Teil 29 der Histokompatibilitätsantigene zu exprimieren (schematisch dargestellt durch gestrichelte Umrisse des Teils 29).
Insbesondere exprimieren die Zellen jedenfalls die malignom-typischen Neoantigene 33.
Diejenigen Zellen 26, deren inhibitorischer Teil 29 entfernt wurde, werden lysiert, um Zellmembranen für eine Injektion zu erhalten. Die Zellmembranen 29 üben aufgrund der Entfernung des Teils 29 keinen oder einen zumindest verringerten inhibitorischen Effekt auf das Immunsystem aus. Sie umfassen jedoch weiterhin Neoantigene 33 um eine Immunantwort nach Injektion auslösen zu können.
Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Vakzins 34 aus einer Zellmembran 32, die durch ein erfindungsgemäßes Verfahren, ausgehend von einem Malignom (nicht dargestellt), bereitgestellt wurde. Beispielsweise kann es sich um eine Zellmembran handeln, die gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bereitgestellt wurde.
Die Zellmembran 32 weist ein Expressionsmuster 28 von Histokompatibilitätsantigenen auf. Ein Teil 29 des Expressionsmusters 28, der in der Lage ist, eine inhibitorische Antwort des Immunsystems zu hemmen, wurde mittels Antikörpern 36 maskiert. Auf diese Weise kann der inhibitorische Effekt des Teils 29 des Expressionsmusters 28 auf das Immunsystem vermieden oder zumindest verringert werden. Neben dem Expressionsmuster 28 weist die Zellmembran 32 ferner Neoantigene 33 auf. Die Neoantigene sind Proteine, die auf Neumutationen des Genoms von Malignomzellen im Zuge der malignen Entartung basieren. Die Neoantigene sind charakteristisch für das Malignom und sind in der Lage, eine Antwort des Immunsystems hervorzurufen (falls die Immunantwort nicht gehemmt ist).
Die dargestellte Zellmembran 32 ist geeignet, als Vakzin 34 bei der Behandlung eines Malignoms zur spezifischen Aktivierung des Immunsystems verwendet zu werden.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Verwendung einer Zellmembran 32 gemäß Fig. 4 als Vakzin 34 zur Behandlung eines Malignoms. Die Zellmembran 32 wurde aus einer Gewebeprobe mit Zellen des zu behandelnden Malignoms bereitgestellt.
Zur Verwendung als Vakzin wird die Zellmembran 32 mit gebundenen Antikörpern 36, die einen inhibitorischen Teil 29 des Expressionsmusters von Histokompatibilitäts- antigenen maskieren, und mit Neoantigenen 33 in den von dem Malignom befallenen Organismus injiziert.
Die immunkompetenten Zellen des Organismus erkennen manche der von der
Zellmembran 32 präsentierten Proteine als fremde Antigene. Insofern auf den
Zellmembranen Neoantigene 33 exprimiert und präsentiert sind, die der Organismus nicht kennt, kommt es zur Entwicklung einer entsprechenden Immunantwort, z.B. Ausbildung von Antikörpern und/oder Aktivierung von T-Zellen. Da keine immun-inhibitorischen Histokompatibilitätsantigene "sichtbar" sind, wird diese Immunantwort nicht blockiert.
Im dargestellten Fall weisen die erfindungsgemäß bereitgestellten Zellmembranen 32 insbesondere zwei Wechselwirkungen mit dem Immunsystem 30 auf: Zum Einen rufen die Neoantigene 33, die typisch für das Malignom sind, eine adaptive Immunantwort gegen diese malignom-typischen Neoantigene hervor. Zum Anderen kann der Teil 29 der Histokompatibiltätsantigene aufgrund seiner Maskierung durch Antikörper 36 die Immunantwort nicht oder zumindest vermindert hemmen. Im unmaskierten Zustand wäre der Teil 29 in der Lage, eine Antwort des Immunsystems 30, insbesondere gegen die Neoantigene 33, zu inhibieren.
Das Immunsystem 30 des Organismus löst eine Immunreaktion aus. Das Immunsystem 30 umfasst in der schematischen Darstellungsweise Immunkompetente Zellen 30a, 30b , nämlich Antigen-präsentierende Zellen (APC) 30a und CD8+ T-Zellen 30b.
Basierend auf der adaptiven Immunantwort (hier schematisch dargestellt durch Antigen- präsentierende Zellen 30a und T-Zellen 30b) kann das Immunsystem 30 jegliche Zellen 38 mit den zugrundeliegenden Neoantigenen 33 erkennen. Hierzu zählen insbesondere die Zellen des Malignoms, aus dessen Gewebeprobe das Vakzin in Form der
Zellmembran 32 gewonnen wurde. Durch eine individuelle Bereitstellung des Vakzin kann die Immunantwort auf jene Neoantigene 33 gerichtet werden, die tatsächlich in dem Malignom exprimiert werden - ohne eine vorhergehende Bestimmung der
Neumutationen oder Neoantigene, beispielsweise mittels aufwendiger Sequenzierung. Die Immunantwort kann beispielsweise mittels CD8+ T-Zellen 30b mit T-Zell- Rezeptoren erfolgen. Die zytotoxischen T-Zellen 30b können durch Antigen- präsentierende Zellen 30a, welche das Neoantigen 33 oder ein Teilpeptid des
Neoantigens 33 präsentieren, aktiviert worden sein. Wenn die aktivierten T-Zellen 30b eine Malignomzelle 38 anhand des Neoantigens 33 erkennen, so leiten sie die Apoptose (dargestellt durch gestrichelte Umrisse der Malignomzelle 38) der Malignomzellen ein.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Bereitstellung eines Medikaments zur Behandlung eines
Individuums mit einem Malignom, umfassend:
(a) Ermitteln der individuellen Kommunikationsstruktur zwischen dem Malignom und dem Immunsystem, beinhaltend
- Bestimmen eines malignom-spezifischen Expressionsmusters von
Histokompatibilitätsantigenen (Human Leucocyte Antigen, HLA) an einer Gewebeprobe mit Zellen des Malignoms,
(b) Bereitstellen eines individuellen Vakzins zum Hervorrufen einer spezifischen Immunreaktion, beinhaltend
Maskieren oder Entfernen wenigstens eines solchen Teils des an den Zellen der Gewebeprobe vorhandenen Expressionsmusters, der in der Lage ist, eine inhibitorische Wirkung auf immunkompetente Zellen auszuüben, und
- Lysieren derjenigen Zellen, an denen ein Teil des Expressionsmuster maskiert oder entfernt wurde, um Zellmembranen oder Fragmente von Zellmembranen für eine Injektion zu erhalten.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem die Histokompatibilitätsantigene, deren Expressionsmuster bestimmt wird, embryonale HLA-Gruppen,
insbesondere HLA-E, -F und/oder -G, umfassen.
3. Verfahren gemäß dem Anspruch 2, bei welchem der zu maskierende oder
entfernende Teil des Expressionsmusters die embryonalen HLA-Gruppen, insbesondere HLA-E, -F und/oder -G, umfasst.
4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem der
wenigstens eine Teil des Expressionsmuster mittels Antikörpern maskiert wird.
5. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Teil des Expressionsmuster mittels genmanipulativer Verfahren entfernt wird.
6. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem die Zellen mittels mechanischen oder biochemischen Zellaufschlussverfahren, insbesondere mittels hypotoner Lyse, lysiert werden.
7. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem der
Zellverband der Gewebeprobe aufgelöst wird, um eine Einzelzellsuspension zu erhalten.
8. Zellmembranen, bereitgestellt durch ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
9. Verwendung von Zellmembranen gemäß dem Anspruch 8 als Medikament bei der Behandlung eines Malignoms, insbesondere als Vakzin zur spezifischen
Aktivierung des Immunsystems.
10. Verwendung gemäß dem Anspruch 9 als Impfstoff enthaltend Zellmembranen oder den zumindest Fragmente der Zellmembranen für den Organismus, aus dem die Gewebeprobe entnommen wurde, um eine spezifische Aktivierung oder Reaktion des Immunsystems hervorzurufen.
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