CD38-spezifische HLE Nanobody-Dimere für die Diagnostik und Therapie des Multiplen Myeloms

Abstract

Die vorliegende Arbeit thematisiert die Diagnostik und Therapie des Multiplen Myeloms durch neuartige CD38-spezifische Halbwertszeit-verlängerte Nanobody-Dimere (HLE Nb-Dimere) und Daratumumab (Darzalex©), einen für die Erstlinientherapie des Multiplen Myeloms eingesetzten CD38-spezifischen Antikörper. Das Multiple Myelom ist eine maligne Erkrankung Immunglobulin-produzierender monoklonaler Plasmazellen. Myelomzellen zeigen eine Überexpression von CD38, welches somit ein attraktives Zielprotein in der Diagnostik sowie Therapie dieser Erkrankung darstellt. Nanobodies sind Einzeldomänen-Antikörper, die aus der antigenbindenden Domäne von kameliden Schwereketten-Antikörpern (hcAb) bestehen. Unsere Arbeitsgruppe konnte CD38-spezifische Nanobodies aus immunisierten Lamas isolieren, die drei verschiedene Epitope auf CD38 erkennen. Zwei CD38-spezifische Nanobodies können bei identischer Epitop-Spezifität zu bivalenten und bei unterschiedlicher Epitop-Spezifität entsprechend zu biparatopischen Nb-Dimeren fusioniert werden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden unabhängig von Daratumumab bindende Nb-Dimere mit dem Albumin-spezifischen Nanobody Alb8 fusioniert, um bivalente und biparatopische CD38-spezifische HLE Nb-Dimere zu erhalten. Ziel dieser Arbeit war es, die antitumorale Wirkung von Daratumumab in Kombination mit den generierten CD38-spezifischen HLE Nb-Dimeren zu steigern. Zudem sollte untersucht werden, ob sich die HLE Nb-Dimere zur Diagnostik des Multiplen Myeloms eignen. Daratumumab vermittelt in vitro nur geringe Komplement-abhängige Zytotoxizität (CDC). Auch einzelne Nb-basierte hcAb zeigen nahezu keinen CDC. Die Kombination von zwei hcAb, die an unterschiedliche Epitope auf CD38 binden, führt hingegen zu einer deutlichen Steigerung des CDC. HLE Nb-Dimere allein können aufgrund des fehlenden Fc-Fragments keine zytotoxischen Effekte induzieren. Die simultane Bindung von HLE Nb-Dimeren und Daratumumab an CD38-exprimierende Myelom- und Burkitt-Lymphomzellen in vitro führte zu einer deutlichen Steigerung des CDC. Diese deutliche Verstärkung des CDC ließ sich jedoch an primären Knochenmarkzellen von Patienten mit Multiplem Myelom ex vivo bisher nicht reproduzieren. Fluorochrom-konjugierte HLE Nb-Dimere zeigten im Mausmodell in vivo eine spezifische und langanhaltende Anfärbung CD38-positiver solider Tumore. Die zusätzliche Fusionierung des Albumin-spezifischen Nbs führte zu einer verminderten renalen Ausscheidung, welche die verlängerte in vivo Halbwertszeit der HLE Nb-Dimere bedingt.

HLE Nb-Dimere stellen somit hilfreiche neue Werkzeuge für die Verbesserung von Therapie und Diagnostik CD38-überexprimierender Neoplasien wie dem Multiplen Myelom dar.