Von FLT3 über ENG bis OX40: Optimierung von anti-Tumor-Antikörpern durch verbesserte Rekrutierung immunologischer Effektorzellen

Abstract

Chimärisierte und humanisierte monoklonale Antikörper der zweiten Generation haben die Therapie und Prognose einiger malignen Erkrankungen bereits stark verbessert. In vielen Fällen (insbesondere bei soliden Tumoren) ist ihre therapeutische Aktivität aber begrenzt. Erste präklinische und klinische Studien mit Molekülen der dritten Generation zeigen eine verbesserte therapeutische Wirksamkeit. Diese dritte Generation therapeutischer Antikörper definiert sich durch gentechnisch verbesserte Effektormechanismen, welche durch Modifikationen des Fc-Teils eines Antikörpers, oder durch die Generierung bispezifischer Moleküle erreicht wird. Als Tumorzell-lysierende Effektorpopulationen kommen dabei neben den klassischen Fcgamma-Rezeptortragenden Zellen des angeborenen Immunsystems auch T-Zellen in Betracht. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Charakterisierung, Generierung und Optimierung therapeutischer Antikörpermoleküle der dritten Generation zur verbesserten Rekrutierung immunologischer Effektoren, wobei drei unterschiedliche Strategien verfolgt wurden: Die Fc-Optimierung des anti-FLT3-Antikörpers 4G8SDIEM resultiert in einer erhöhten Potenz der Rekrutierung und Aktivierung Fcgamma-Rezeptor-tragender Effektorzellen. Mit der abgeschlossenen präklinischen Charakterisierung dieses Antikörpers, welcher gegen die Rezeptortyrosinkinase FLT3 gerichtet ist, konnte die Basis für eine klinische Applikation bei Patienten mit akuter myeloischer Leukämie im Stadium der minimalen Resterkrankung geschaffen werden. Dabei fand sich, zusätzlich zu der bereits bekannten Expression von FLT3 auf hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen, das FLT3-Antigen auf blastären Zellen aller untersuchter AMLPatienten, wobei durch Quantifizierung der Antigendichte eine Überexpression von FLT3 auf AML-Blasten gegenüber normalen Zellen gezeigt werden konnte. In umfangreichen in vitro-Versuchen konnten weiterhin, neben einer potenten 4G8SDIEMvermittelten zellulären Zytotoxizität gegenüber malignen Zellen, keine Hinweise auf ausgeprägte Toxizität gegenüber normalen Zellen gefunden werden. ... (vorläufig nur in Teilen öffentlich zugänglich)... Neben den Fcgamma-Rezeptor-exprimierenden Immunzellen stellen T-Zellen die potentesten Effektoren immuntherapeutischer Ansätze dar. In diesem Kontext stellt OX40, das aktivierende Signale auf Effektor-T-Zellen und potentielle inhibitorische Signale gegenüber regulatorischen T-Zellen vermitteln kann, ein wichtiges Ziel immunstimulatorischer Antikörper oder deren Derivate dar. Im Zuge von Strategien zur optimierten Rekrutierung und Aktivierung von T-Zellen wurden agonistische OX40-Antikörper generiert, welche die Proliferation dieser Zellen deutlich verstärken. Damit sind Moleküle generiert, die nach weiterer Charakterisierung potentiell zur Immunstimulation eingesetzt werden können.

Chimeric and humanized monoclonal second generation antibodies have already significantly improved the therapy and prognosis of some malignant diseases. In many cases, however, therapeutic activity is limited. Early preclinical and clinical studies using third generation antibodies are yielding promising results. The third generation of therapeutic antibodies is defined by improved effector function, which is achieved by modifications of the Fc-part of an antibody or alternatively by the generation of bispecific molecules. In addition to the classical Fcgamma-receptor-bearing cells of the innate immune system T cells can be utilized as potent effector cells. This work describes the characterization, generation and optimization of therapeutic antibody molecules of the third generation for improved recruitment and activation of immunological effectors. To this end three different strategies have been employed: The Fc-optimization of the antibody 4G8SDIEM resulted in an enhanced capability to recruit and activate Fcgamma-receptor bearing effector cells. The completed preclinical characterization of this antibody, directed against the receptor tyrosine kinase FLT3, provide a basis for the clinical application in patients with acute myeloid leukemia at the stage of minimal residual disease. In addition to the well-known expression of FLT3 on hematopoietic stem and progenitor cells, the FLT3 antigen was detectable on blasts of all investigated AML patients. In most cases expression of FLT3 by AML blasts was higher than that by normal cells as measured by the quantification of antigen density. No evidence of significant toxicity against normal cells could be demonstrated, whereas a potent 4G8SDIEM-mediated cellular cytotoxicity against malignant cells was detected in extensive in vitro experiments. ... (only in part publicly available)... In addition to the Fcgamma-receptor-expressing immune cells T cells are potent effectors for immunotherapeutic approaches. In this context, OX40, which delievers activating signals to effector T cells and potential inhibitory signals to regulatory T cells, represents an important target of immunostimulatory antibodies or derivatives thereof. Thus, agonistic OX40 antibodies were generated, which significantly enhance the proliferation of these cells. After further characterization these molecules may be used as immune stimulators.