Kartierung des HLA-Ligandoms der akuten myeloischen Leukämie zur Entwicklung einer therapeutischen Multipeptidvakzine

Abstract

Zusammenfassung: Bahnbrechende Entwicklungen im Bereich der Immuntherapie (u.a. Checkpoint- Inhibitoren, CAR-T-Zellen) haben das (klinische) Potential einer T-Zell-basierten Therapie für eine effektive Malignombehandlung deutlich herausgestellt. Vor dem Hintergrund mäßiger 5-Jahresüberlebensraten im Rahmen der aktuellen Therapieoptionen, der erwiesenen Immunogenität dieser Erkrankung (u.a. im Rahmen der HSCT in Form des Graft-vs-Leukemia-Effekts), sowie des quantitativ günstigen Verhältnisses von Immuneffektor- zu Zielzellen nach Erreichen einer klinischen Remission erscheint eine Peptidvakzinierung ein attraktiver alternativer Behandlungsansatz für dieses Krankheitsbild. Auf der Grundlage genomischer Analysen und reverser Immunologie wurden bisher einige wenige AML-assoziierte Peptide beschrieben, deren klinische Effektivität jedoch bis dato nicht eindeutig gezeigt werden konnte. Für die Identifikation physiologisch relevanter Vakzinkandidaten wurde im Rahmen dieser Arbeit erstmals ein direkter Massenspektrometrie-basierter Analyseansatz des natürlich präsentierten HLA-Ligandoms gewählt. Die Kartierung des HLA-Klasse-I- Ligandomes von 15 AML Patienten und 35 gesunden Spendern ergab mehr als 25 000 verschiedene, natürlich präsentierte HLA-Peptide. Die Priorisierung der potentiellen Kandidaten erfolgte v.a. auf der Basis der AML-Exklusivität und einer hohen Präsentationsfrequenz in der AML-Kohorte. Eine Präsentation dieser Peptide konnte Subgruppen-übergreifend in mehr als 20 % der einzelnen AML-Patientenligandome nachgewiesen werden. Darüberhinaus konnten auch einige natürlich präsentierte HLA-Liganden bereits etablierter AML-assoziierter Antigene identifiziert werden. 80 % dieser Antigene wurden jedoch auch im HLA-Ligandom gesunder Spender detektiert. Im Zuge der HLA-Klasse-II-Ligandom-Kartierung von 12 AML-Patienten und 13 PBMC-Spendern wurden über 1000 verschiedene Quellproteine identifiziert. Ein Vergleich des HLA-exklusiven Quellproteoms beider Klassen ergab 43 gemeinsame Proteine, sowie drei HLA-Klasse-I-Liganden, deren Sequenz vollständig in ihren Klasse-II-Pendants enthalten war. Eine grob-orientierend durchgeführte, funktionelle Charakterisierung ausgewählter Peptidkandikaten beider HLA-Klassen lieferte erste Hinweise auf eine AML- spezifische Immunogenität einiger im Rahmen dieser Arbeit definierter Antigene.