Genetische Modifikation von CD38-spezifischen Schwere-Ketten-Antikörpern zur Therapie des Multiplen Myeloms

Abstract

Das Multiple Myelom ist eine hämatologische Erkrankung, bei der Tumorzellen das Oberflächenprotein CD38 überexprimieren. Trotz der Fortschritte in der Immuntherapie haben Myelom-Patient:innen nach wie vor eine schlechte Prognose. Eine Alternative zu monoklonalen Antikörpern bieten auf Nanobodies basierende Schwere-Ketten-Antikörper, die lediglich aus zwei schweren Ketten bestehen. Sie ermöglichen eine bessere Gewebepenetration und eine leichtere genetische Modifikation. Die antigenbindende Domäne (Nanobody) von Schwere-Ketten-Antikörpern kann wegen ihrer guten Löslichkeit und hohen Stabilität leichter in bi- und multi-spezifischen Konstrukten kombiniert werden als die antigenbindenden Domänen konventioneller Antikörper. In der vorliegenden Arbeit wurden tetravalente und biparatopische CD38-spezifische Schwere-Ketten-Antikörper hergestellt und charakterisiert. Die Fragestellung bestand dabei darin, inwiefern Modifikationen eines biparatopischen hcAbs die Antitumoreffektivität etwa bei der komplementvermittelten Lyse (CDC) in vitro steigern können. Im ersten Teil der Arbeit wurden die hcAbs in Plasmidvektoren kloniert und nach einer transienten Transfektion in HEK293-6E Zellen produziert. Die Effekte der Anordnung der Nanobodies, der GS-Linkerlänge und der Fc-Mutationen wurden dann im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit in Zellexperimenten mit Myelom- und Burkitt-Lymphom-Zellen untersucht. Zur Testung der Antitumoreffektivität wurden CDC-Assays verwendet. Biparatopische Konstrukte unterschiedlicher GS-Linkerlänge wurden in C1q-Bindungsassays getestet. Im dritten Abschnitt wurde ein Fluoreszenzassay bei der Anwesenheit der Konstrukte eingesetzt, um eine Inhibition oder Aktivierung der isolierten Cyclase-Aktivität von CD38 durch Schwere-Ketten-Antikörper messen zu können. Im CDC-Assay führten die biparatopischen hcAbs zu einer gesteigerten Effektivität bei der Lyse von LP-1 und CA-46 Tumorzellen. Biparatopische hcAbs mit einer 5-GS-Linkerlänge bewirkten im C1q-Bindungsassay eine stärkere C1q-Bindung als bei einer 15GS- und einer 20GS-Linkerlänge. Fc-Mutationen modulierten die Kapazität biparatopischer hcAbs, Tumorzellen durch die CDC zu lysieren. Im Cyclase-Assay inhibierten biparatopische hcAbs die isolierte GDPR-Cyclase-Aktivität von CD38, wobei sich eine spezifische Reihenfolge der Nanobodies ergab. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit können daher als ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Entwicklung von biparatopischen hcAbs als neuer Therapeutika zur Behandlung von CD38-exprimierenden hämatologischen Neoplasien verstanden werden.