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Projekte VLP

Ziel unserer Arbeit ist es, Methoden zu entwickeln, mit denen man Tumorzellen effizient bekämpfen kann. Um das zu erreichen arbeiten wir an zwei verschiedenen Strategien: (1) Konstruktion von rekombinanten Fusionsproteinen, die eine effiziente Immunreaktion gegen Krebszellen auslösen. (2) Entwicklung eines „Drug Delivery Systems“, das eine gezielte Einwirkung von Zytostatika auf Tumorzellen ermöglicht und dadurch Nebenwirkungen minimiert.

1. Konstruktion von rekombinanten Fusionsproteinen mit HbsAg als Träger

1.1 Konstruktion und Charakterisierung von rekombinanten Fusionsproteinen, die eine humorale und zelluläre Immunantwort gegen Tumorzellen auslösen sollen, die mit den humanen Papillomviren (HPV) der Typen -16 oder -18 infiziert sind. HPV-16 und -18 verursachen Läsionen des Gebärmutterhalses, die zu einem Zervixkarzinom führen können. Tumorzellen dieser Vorstufen exprimieren kontinuierlich die transformierenden Proteine E6 und E7 dieser Viren, die spezifische Tumorantigene darstellen. Das Oberflächenantigen des Hepatitis B Virus wird als Trägermolekül relevanter HPV-Epitopen benutzt. In vorangehenden Arbeiten haben wir gezeigt, dass ein HBsAg Molekül, das eine abgekürzte Form des HPV-16 E7D1-35 trägt, starke humorale und zelluläre Immunantworte bei Mäusen auslöst.

Mit HBsAg-E7 transfizierte VERO Zelle
© dkfz.de

Bild links: Färbung eines Proteingels mit Coomassie-Brillant-Blau. Geladen wurden Durchfluss (FT)-, Wasch (W)- und Elutionsfraktionen (E), die aus einer Metallchelatchromatographie (auch immobilized metal ion affinity chromatography oder IMAC genannt) von rekombinanten HPV-16 E7D1-35 stammen.

Bild rechts: Confocalmikroskopaufnahme einer mit HBsAg-E7 transfizierten VERO Zelle (grün). Das Protein ist in ER und Golgi-Apparat zu sehen. Rotfärbung der Zellen durch Propidiumiodid.



Das Projekt umfasst die Entwicklung eines neuen Impfungsmoleküls, das verschiedene Komponenten des Immunsystems stimuliert, und damit eine stärkere Immunantwort auslöst.

1.2 Konstruktion von HBsAg-Fusionsproteinen, die endogene Tumorantigene tragen.
In einigen Tumoren werden endogene Proteine in ungewöhnlich hohen Mengen exprimiert. Beispiele hierfür sind das p53 Protein, das in Melanomzelen überexprimiert wird, und das p16ink4a welches im Zervixkarzinom erhöht ist. Ferner, werden bei vielen Krebsarten die cytostatische Funktionen bestimmter Proteine durch Mutationen inaktiviert. Häufig werden nebenbei Neoantigene generiert. Eine Stimulation des Immunsystems gegen überexprimierte Proteine und/oder Neoantigene könnte den Organismus helfen die Tumorzellen zu bekämpfen.
Zur Zeit versuchen wir in Zusammenarbeit mit Philipp Beckhove und Frank Momburg neuen HbsAg-basierte Fusionsproteine, welche mutierte Epitopen tragen, die in Krebspatienten vorgefunden wurden.

2. Herstellung von Nanopartikeln, die mit onkolytischen Wirkstoffen geladen werden können.

Gemcitabine-haltige Liposome
Transmissionselektronenmikroskopische Aufnahme von Gemcitabine haltigen Liposomen. Bar = 100 nm | © dkfz.de

Es handelt sich um aktivierte Liposomen, welche zusätzlich an deren Oberfläche mit spezifischen Peptiden konjugiert werden, die sich bevorzugt an Tumorzellen binden. Beispiele hierfür sind avb6-integrin-bindende Peptide, oder Peptide aus den L1- und L2-Kapsidproteine der HPV-16 und -18. Eventuell, können die Liposomen auch mit Antikörpern konjugiert werden, die sich spezifisch an Krebszellen binden.

3. Erzeugung virusähnlicher Nanopartikeln, die auf spezifische Tumorzellen ausgerichtet sind und somit als Träger von Cytostatica geeignet sind.

negativ gefärbte hohle Nanopartikel
© dkfz.de

Ein Teil dieses Projektes wird in Kooperation mit der Firma Aura Biosciences durchgeführt.

Bild: Elektronenmikroskopaufnahme negativ gefärbter hohler Nanopartikel. Diese sollen als Träger für Cytostatika wirken.

4. Studie der angeborenen Immunität bei Zervixkarzinompatienten.

Die angeborene Immunreaktion in Schleimhäuten gilt als erste Abwehrreaktion des Körpers. Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) spielen dabei eine wichtige Rolle, da sie virusinfizierte und tumorale Zellen töten. Die Aktivierung der NK-Zellen beruht demnach auf dem Ausgleich aktivierender und inhibierender Signale. Der bekannteste aktivierende Rezeptor auf NK-Zellen ist NKG2D, der nach Interaktion mit seinen Liganden eine effiziente Stimulierung von NK-Zellen induzieren kann.
Der NKG2D Rezeptor wird durch Bindung an Mitglieder einer Familie von Zelloberflächenliganden aktiviert, die von Genen des Haupthistokompatibilitäts-Komplex (engl.: Major Histocompatibility Complex – MHC), der im humanen System als humaner Leukozytenantigen (HLA) Komplex bezeichnet wird, kodiert werden. Zu den humanen Liganden des NKG2D Rezeptors gehören die stress-induzierbaren Oberflächenglykoproteine, MHC Klasse I-verwandten (MIC) Moleküle A und B und die Mitglieder der UL16-bindenden Protein (ULBP1 bis 3)-Familie identifiziert worden. Ähnlich wie HLA Klasse I Moleküle, besitzen MICA und MICB drei extrazelluläre Domäne a1-a3), wobei sie weder a2–Mikroglobulin noch Peptide binden können. Tumorzelllinien und -gewebe, sowie infizierte Zellen verstärken die Expression der NKG2D Liganden, ihre Regulation ist allerdings nur unzureichend bekannt
Tumoren unterlaufen die NKG2D-vermittelte Immunabwehr durch eine Freisetzung löslicher NKG2D-Liganden. Erhöhte Serumspiegel von MICA konnten bei Patienten mit verschiedenen epithelialen Tumoren, u. a. der HPV-induzierte Zervixkarzinom, nachgewiesen werden. Da MICA und MICB in löslicher Form im Serum detektiert wurden, stellt die Reduktion der MIC-Oberflächenexpression vermutlich einen Mechanismus für Tumorzellen dar, um der Überwachung des Immunsystems zu entgehen. Zur Zeit untersuchen wir die Expression des NKG2D-Liganden (MICA, MICB, ULBP1-3) in HPV(+) Zervixkarzinom Patienten aus Mexiko, Kolumbien und Deutschland um Faktoren zu finden, die die unterschiedliche Prevalenz von HPV-bedingten Tumoren in diesen Ländern. Diese Studie wird in Zusammenarbeit mit Dr. Susi del Toro (Universität von Guadalajara, Mexiko) und Adriana Garcia Robayo und Dr Fabio Ancizar Aristizabal (Pontificia Universität Javeriana, Bogota, Columbien)

Letzte Aktualisierung: 06.10.2011 Seitenanfang