Herstellung und Charakterisierung von CD13-spezifischen Antikörperderivaten für die diagnostische und therapeutische Anwendung bei hämatologischen und soliden Krebserkrankungen

Die derzeitige Krebsbehandlung geht trotz stetigem Fortschritt noch immer mit geringen Heilungschancen und gravierenden Nebenwirkungen einher. Einerseits fehlt den Standardtherapien die Selektivität, andererseits führen Krebsstammzellen („cancer stem cells“, CSC) oftmals langfristig zu einem Rezidiv. Neuartige Strategien schalten Krebszellen zielgerichtet über spezifische Zelloberflächenmarker aus. Die Aminopeptidase CD13 kommt in erhöhtem Maße nicht nur auf CSC verschiedener Tumorentitäten vor, sondern ist auch bei mindestens acht Krebsarten mit einer schlechten Prognose assoziiert. Zudem dient sie als diagnostischer Marker bei der akuten myeloischen Leukämie (AML). Aufgrund dessen wurden in dieser Arbeit spezifische Antikörper (Ak)-Derivate hergestellt, die gegen CD13 gerichtet sind und neue diagnostische und therapeutische Möglichkeiten eröffnen. CD13-spezifische „single-chain Fragment variable“ (scFv) wurden generiert, indem Mäuse mit der extrazellulären Domäne des CD13-Antigens immunisiert wurden. Die genetische Information der Ak aus den murinen B-Lymphozyten stellte die Grundlage für die Generierung einer Phagenbibliothek, aus der drei hochaffine und CD13-spezifische scFvs (KD 9-41 nM) isoliert wurden. Zwei der scFvs wurden für den diagnostischen Einsatz mit dem SNAP-tag fusioniert und erwiesen sich als SNAP-Fusionsproteine durch erfolgreiche Kopplungsreaktionen mit Fluoreszenzfarbstoffen sowie spezifische Bindungsaktivitäten als diagnostisch potent. Therapeutisch wurden zwei verschiedene Wirkmechanismen evaluiert und die generierten Fusionsproteine eingehend bezüglich Bindungseigenschaften, Serumstabilität und Toxizität charakterisiert. Zur Herstellung des Immuntoxins (IT) scFv13.3-ETA' wurde der scFv13.3 mit der verkürzten Domäne des Exotoxin A von Pseudomonas aeruginosa (ETA') fusioniert. Das IT hemmte effizient die Proliferation verschiedener Krebszelllinien (IC50 0,4-7nM) und induzierte Apoptose in bis zu 80 % der CD13+ Zielzellen in vitro. Außerdem wurde ein bispezifischer scFv (bsscFv) zur Rekrutierung von Effektorzellen hergestellt, indem der scFv13.3 an einen CD16-spezifischen scFv fusioniert wurde. Der bsscFv[13.3xds16] vermittelte eine dosis- abhängige Zelllyse von bis zu 24 % der Zielzellen durch mononukleäre Zellen aus peripherem Blut gesunder Spender (PBMCs) als Effektorzellen. Dieser Effekt konnte durch die Verwendung von Interleukin-2 (IL-2) -stimulierten PBMCs gesteigert werden. Der CD13- spezifische scFv13.3 ist daher nachweislich