DE10109854A1 - Polypeptide eines hdm2-Protein spezifischen murinen alpha/beta T-Zell Rezeptors, diese kodierende Nukleinsäuren und deren Verwendung - Google Patents
Polypeptide eines hdm2-Protein spezifischen murinen alpha/beta T-Zell Rezeptors, diese kodierende Nukleinsäuren und deren VerwendungInfo
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Abstract
Die Erfindung stellt Polypeptide eines eine hdm2-Protein-spezifische T-Zell Antwort vermittelnden murinen alpha/beta T-Zell Rezeptors oder funktioneller Varianten oder Teile davon oder diese kodierende Nukleinsäuren, funktionelle Varianten oder Teile davon zur Verfügung. Diese bewirken, daß hdm2-Protein-exprimierende Zellen von T-Zellen, die mit jenen Genen ausgestattet wurden, erkannt werden, Zytokine ausgeschüttet werden, und eine T-Zell-induzierte Lyse und/oder Apoptose von Tumor- oder Leukämiezellen herbeigeführt wird.
Description
Die Erfindung betrifft Polypeptide des eine hdm2-Protein-spezifische T-Zell Antwort ver
mittelnden murinen α/β T-Zell Rezeptors, diese kodierende Nukleinsäuren und deren Ver
wendung bei der Therapie, Diagnose und/oder Prävention von mit dem hdm2-Protein assozi
ierten Erkrankungen.
Die Antigenerkennung durch T-Lymphozyten (TZL) ist entscheidend für die Erzeugung und
Regulierung einer effektiven Immunantwort. Der charakteristische T-Zelllinien-Marker ist der
T-Zell-Antigen-Rezeptor (TZR). Es gibt zwei definierte Typen von TZR: Einer ist ein Hete
rodimer von zwei Disulfid-verbundenen Polypeptiden (α und β); der andere ist zwar struktu
rell ähnlich, besteht jedoch aus γ- und δ-Polypeptiden. Beide Rezeptoren sind mit einem Set
von fünf Polypeptiden, dem CD3-Komplex assoziiert und bilden so zusammen den T-Zell
Rezeptor-Komplex (TZR-CD3-Komplex). Der α/β-TZR ist der funktionell bedeutendste, da
er in über 95% aller T-Zellen exprimiert wird und die tragende Immunantwort vermittelt.
α/β-T-Zellen können in zwei verschiedene sich überschneidende Populationen unterteilt wer
den: Eine Untergruppe, die den CD4-Marker trägt und hauptsächlich die Immunantwort un
terstützt (TH) und eine Untergruppe, die den CD8-Marker trägt und im wesentlichen zytoto
xisch ist (TC). CD8+-T-Zellen erkennen Antigene in Assoziation mit MHC-Klasse-I-
Molekülen. Solche Antigene können unter anderem tumorspezifische oder tumorassoziierte
Peptidantigene sein. Nach Erkennung der Peptidantigene wird die betreffende Zelle abgetötet,
indem die T-Zelle die Zielzelle lysiert und/oder Apoptose dieser Zielzellen induziert oder
Zytokine (z. B. IL-2, IFN-γ) freisetzt.
Unter den tumorassoziierten Peptidantigenen (TAA), die im Kontext von MHC-Klasse-I-
Molekülen auf der Oberfläche von Tumorzellen präsentiert werden, sind die sogenannten
"universellen" TAA von besonderem Interesse. Diese TAA leiten sich überwiegend von zel
lulären Proteinen ab, die in normalen Zellen schwach exprimiert und in Tumorzellen überex
primiert werden. Zu diesen Proteinen gehört unter anderem das humane Homolog des
"Mouse-Double-Minute-2" Proto-Antigens (mdm2), das sogenannte "humane mdm2" oder
abgekürzt "hdm2" Proto-Onkoprotein (Roth et al. 1998), das nicht nur in einer Reihe solider
Tumore, sondern auch bei den hämatologischen Neoplasien (malignen hämatologischen Sy
stemerkrankungen) AML, ALL und CHL überexprimiert wird (Zhou et al. 2000).
Oligopeptide des hdm2-Proteins können im Kontext mit MHC-Klasse-I-Molekülen auf der
Zelloberfläche präsentiert werden und repräsentieren attraktive Zielstrukturen für CD8-
positive T-Zellen. Das Ausmaß der T-Zell Antwort verläuft hierbei in einem definierten kine
tischen Fenster (Kersh et al., 1998). Der Komplex aus Peptid-MHC und TZR-CD3 multimeri
siert, um eine effiziente Signaltransduktion zu bewirken, wobei die genaue Stöchiometrie und
das Ausmaß der Oligomerisierung noch umstritten ist.
Voraussetzung für die Entwicklung immuntherapeutischer Verfahren zur Behandlung von
bösartigen Tumorerkrankungen ist die Identifizierung von Onkoprotein-spezifischen T-Zell
Rezeptoren. Mit solchen T-Zell Rezeptoren können unter bestimmten Voraussetzungen T-
Zellen mit Antigen-Spezifität im allgemeinen und Tumorreaktivtät im besonderen versehen
werden mit dem Ziel, daß die T-Zellen die Remission und die Eradikation eines bestimmten
Tumors herbeiführen. Beschriebene Methoden zur Identifizierung von hochaffinen Peptid-
spezifischen TZRs beinhalten die "phage-" oder "yeast-display"-Methodik (Holler et al.,
1999) bzw. eine Tetramer-abhängige "TCR display"-Methodik (Kessels et al., 2000).
Aus Theobald et al. ("Targeting p53 as a general tumor antigen", P. N. A. S. USA 92, pp.
11993-11997, 1995) ist die Herstellung von p53-spezifischen zytotoxischen T-Zellen nach der
Injektion von Peptiden aus der Sequenz von p53 bekannt. Mittels dieser T-Zelllinien konnte
anschließend eine Auswahl von menschlichen Tumorzellen lysiert werden. Die Isolierung von
Genen spezifischer T-Zell Rezeptoren der gegen p53 gerichteten lytischen T-Zellen wird nicht
beschrieben. Die WO 97/32603 beschreibt allgemein ein Verfahren zur Herstellung von re
kombinanten T-Lymphozyten, die gegen Tumorgewebe gerichtete spezifische T-Zell Rezep
toren exprimieren. Dabei wird eine HLA-transgene Maus (in diesem Fall HLA-A2) mit tu
mor-assoziiertem Antigen immunisiert, um so die Produktion von zytotoxischen T-
Lymphozyten zu bewirken, die spezifische T-Zell Rezeptoren auf ihrer Oberfläche exprimie
ren. Als tumorassoziierte Antigene werden Peptide verschiedener Gene, wie Her-2/neu, Ras,
p53, Tyrosinase, MART, gp100, MAGE, BAGE und MUC-1 beschrieben. Aus den Her-2/neu
spezifischen T-Lymphozyten wird dann die Nukleotidsequenz, die mindestens eine variable
Region der α- und β-Kette des entsprechenden nicht menschlichen T-Zell Rezeptors enthält
isoliert und in Form verschiedener molekularbiologisc modifizierter genetischer (u. a. "hu
manisierter") TZR-Konstrukte verwendet. So beschreibt die WO 97/32603 Fusionsproteine
von variablen Regionen von TZR mit der ζ-Region von D3 oder CD8 oder CD16, sowie die
Verwendung von flexiblen Linker der Aminosäuresequenz (GGGGS)3.
Clay et al. ("Efficient transfer of a tumor antigen-reactive TCR to human peripheral blood
lymphocytes confers anti-tumor reactivity"; J. Immunology, 1999, 163: 507-513) beschreiben
die Isolierung von Genen der α-TZR und β-TZR Ketten eines MART-1 spezifischen TZR
und dessen Expression in humanen peripheren Blut-Lymphocyten (PBLs). Die TZR sind ge
gen die Aminosäuren 25-35 von MART-1 gerichtet. Weiterhin wird die Lyse von verschiede
nen metastatischen Melanomzelllinien und ein retrovirales Vektorsystem unter Verwendung
von IRES-Elementen beschrieben.
Darcy et al. ("Redirected perforin-dependent lysis of colon carcinoma by ex vivo genetically
engineered CTL", J. Immunol., 2000, 164: 3705-3712) beschreiben ein immunotherapeutisches
Verfahren für Colon-Karzinome unter der Verwendung von scFv anti-CEA Rezeptor transdu
zierten ZTL, Perforin und γ-IFN. Das chimäre spezifische Rezeptorkonstrukt wird über einen
retroviralen Vektor in primäre Maus-T-Lymphocyten transduziert. Diese Zellen wurden in
Mäuse injiziert, die vorher mit Colon-Karzinomzelllinien beimpft waren.
Weijtens et al. ("A retroviral vector system, 'STITCH'; in combination with an optimized
single-chain antibody chimeric receptor gene structure allows efficient gene transduction and
expression in human T-lymphocytes", Gene Therapy (1998) 5, 1995-1203) und Willemsen et
al. "Grafting primary human T lymphocytes with cancer-specific single-chain and two chain
TCR" Gene Therapy, 2000 7, 1369-1377) beschreiben retrovirale Vektorsysteme zur Trans
duktion von Genen in aktivierte T-Lymphozyten. Dieses System wird verwendet, um die Ex
pression von Antikörper-basierten chimären Rezeptoren in der Membran von T-Zellen zu
bewirken. Diese T-Zellen können dann gegen spezifische Krebszellen eingesetzt werden. Die
Wirksamkeit des retroviralen Vektorsystems wird anhand der spezifischen Erkennung und
Zytolyse von Nierenzellkarzinomen beschrieben. Ähnlich beschreiben Eshar. et al. ("Specific
activation and targeting of cytotoxic lymphocytes through chimeric single-chains consisting
of antibody-binding domains and the γ or ζ subunits of the immunoglobulin and T-cell re
ceptors" P.N.A.S. USA, 90, pp. 720-724, 1993) die Herstellung von tumorspezifischen Lymphozyten
und ihre Verwendung in der Immuntherapie auf der Basis von Chimären, welche die
variablen Regionen eines Antikörpers (scFV's) mit der konstanten Region des T-Zell Rezep
tors umfassen (sogenannte "single-chain TCR" (scTCR)). Diese chimären Gene konnten auf
der Oberfläche von zytolytischen T-Zell-Hybridomen exprimiert werden und bewirkten die
Ausschüttung von Interleukin-2 nach Kontakt mit dem Antigen.
Ein spezifisch gegen hdm2 gerichteter TZR und dessen Verwendung wird jedoch durch die
oben genannten Publikationen sowie in der übrigen Literatur weder erwähnt noch nahegelegt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die murinen Gene der gegen
das hdm2-Protein gerichteten T-Zell Rezeptoren α-TZR und β-TZR zur Verfügung zu stellen.
Diese bewirken, daß hdm2-Protein-exprimierende Zellen von CD8-positiven T-Zellen erkannt
werden, Zytokine ausgeschüttet werden, und eine T-Zell-induzierte Lyse und/oder Apoptose
von Tumor- oder Leukämiezellen herbeigeführt wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Polypeptid des eine hdm2-Protein-
spezifische T-Zell Antwort vermittelnden murinen α/β T-Zell Rezeptors gemäß SEQ ID Nr. 1
oder SEQ ID Nr. 2 oder funktioneller Varianten oder Teile davon oder dieses kodierende Nu
kleinsäuren, funktionelle Varianten oder Teile davon gelöst.
Aus einer doppelt-A2.1-transgenen Maus [huCD8α/β × A2.1/Kb]F1 in C57BL/6 genetischer
Hintergrund wurden die Gene des eine hdm2-Protein-spezifische T-Zell Antwort vermitteln
den murinen α/β T-Zell Rezeptors isoliert, die eine HLA-A2.1 restringierte und gegen das
Peptid der Aminosäuren 81-88 des hdm2-Proteins gerichtete spezifische T-Zell-Antwort ver
mitteln. Die Polypeptide dieses TZR waren bisher unbekannt. Die Gene wurden als Wildtyp
(WT) oder modifizierte Konstrukte retroviral in humane periphere Blut-Lymphocyten (PBLs)
eingeschleust und die HLA-restringierte Antigen-Erkennung funktionell durch CD8-
vermittelte zytotoxische Lyse verschiedener Zell-Linien im 51Chrom-Freisetzungstest über
prüft. Die erfindungsgemäßen Gene des hdm2-spezifischen TZR gehören nicht zu den bisher
bekannten geeigneten Zielen für die Diagnose - wie beispielsweise der Indikation - und/oder
der Behandlung - wie beispielsweise der Modulation - von mit hdm2-Protein in Zusammen
hang stehenden Erkrankungen oder für die Identifizierung von pharmakologisch aktiven Sub
stanzen, so daß sich aus dieser Erfindung völlig neue Therapieansätze ergeben.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fusionsprotein, umfassend das erfindungsge
mäße Polypeptid oder funktionelle Varianten oder Teile davon oder dieses kodierende Nu
kleinsäuren, funktionelle Varianten oder Teile davon.
Das Fusionsprotein kann dadurch gekennzeichnet sein, daß es die ζ-Region von CD3 oder
CD8 oder CD 16 oder Teile davon umfaßt, insbesondere die ζ-Region von humanem CD3
oder CD8 oder CD16 oder Teile davon. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Fusionsprotein,
das einen flexiblen Linker umfaßt (Whitlow et al., "An improved linker for single-chain Fv
with reduced aggregation and enhanced proteolytic stability", Prot. Engin. 6(8), pp. 989-995,
1993), insbesondere einen Linker der Aminosäuresequenz (GGGGS)3. Insbesondere kann das
erfindungsgemäße Fusionsprotein die ζ-Kette des CD3-Komplexes oder ITAM-Motive der ζ-
Keife oder Teile davon umfassen, insbesondere die ζ-Kette von humanem CD3 oder Teile
davon. Das Fusionsprotein kann weiterhin dadurch gekennzeichnet sein, daß es CD8α oder
das Lck-Bindungsmotiv von CD8α umfaßt oder Teile davon, insbesondere von humanem
CD8α.
Bei dem erfindungsgemäßen Fusionsprotein kann es sich weiterhin um eine chimäre partiell
oder vollständig humanisierte α und/oder β TZR-Kette handeln, insbesondere gemäß SEQ ID
Nr. 3 oder SEQ ID Nr. 4. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fusionsprotein, bei
dem es sich um einen Einzelketten T-Zell Rezeptor handelt, insbesondere gemäß SEQ ID Nr.
5 oder SEQ ID Nr. 6. Das erfindungsgemäße Fusionsprotein kann aber auch dadurch gekenn
zeichnet sein, daß es sich um einen an andere funktionelle Komponenten gekoppelten α/β-
TZR handelt, insbesondere gemäß SEQ ID Nr. 7 oder SEQ ID Nr. 8.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsge
mäßen Fusionsproteins zur Diagnose und/oder Behandlung vom mit hdm2-Protein in Zu
sammenhang stehenden Erkrankungen oder zur Identifizierung von pharmakologisch aktiven
Substanzen, z. B. in einer geeigneten Wirtszelle, bei dem eine erfindungsgemäße Nukleinsäure
verwendet wird.
Hergestellt werden hierbei Fusionsproteine, die die oben beschriebenen erfindungsgemäßen
Polypeptide enthalten, wobei die Fusionsproteine selbst bereits die Funktion eines Polypep
tids der Erfindung aufweisen oder erst nach Abspaltung des Fusionsanteils die spezifische
Funktion aktiv ist. Vor allem zählen hierzu Fusionsproteine mit einem Anteil von ca. 1-200,
vorzugsweise ca. 1-150, insbesondere ca. 1-100, vor allem ca. 1-50 fremden Aminosäuren.
Beispiele solcher Peptidsequenzen sind prokaryotische Peptidsequenzen, die z. B. aus der
Galactosidase von E. coli abgeleitet sein können. Weiterhin können auch virale Peptidsequen
zen, wie zum Beispiel vom Bakteriophagen M13 verwendet werden, um so Fusionsproteine
für das dem Fachmann bekannte "phage display"-Verfahren zu erzeugen.
Zur Aufreinigung der erfindungsgemäßen Proteine kann ein weiteres/weiterer Polypep
tid("tag") angefügt sein. Erfindungsgemäße Protein-tags erlauben beispielsweise die hochaf
fine Absorption an eine Matrix, stringentes Waschen mit geeigneten Puffern, ohne den Kom
plex in nennenswertem Maße zu eluieren und anschließend die gezielte Elution des absor
bierten Komplexes. Beispiele der dem Fachmann bekannten Protein-tags sind ein (His)6-tag,
ein Myc-tag, ein FLAG-tag, ein Strep-tag, ein Strep-tag II, ein Hämagglutinin-tag,
Glutathion-Transferase (GST)-tag, Intein mit einem Affinitäts-Chitin-Bindungs-tag oder
Maltose-bindendes Protein (MBP)-tag. Diese Protein-tags können sich N-, C-terminal
und/oder intern befinden.
Neben den aus Zellen isolierten natürlichen Polypeptiden können alle erfindungsgemäßen
Polypeptide oder deren Teile unter zellfreien Bedingungen hergestellt worden sein, z. B.
durch Synthese oder durch in vitro-Translation. So kann das gesamte Polypeptid oder Teile
davon zum Beispiel mit Hilfe der klassischen Synthese (Merrifield-Technik) synthetisiert
werden. Teile der erfindungsgemäßen Polypeptide eignen sich insbesondere zur Gewinnung
von Antiseren, mit deren Hilfe geeignete Genexpressionsbanken durchsucht werden können,
um so zu weiteren funktionellen Varianten des erfindungsgemäßen Polypeptids zu gelangen.
Die Erfindung betrifft auch Polypeptide, die Derivate eines Antikörpers mit Spezifität für
hdm2-81-88 Peptid, insbesondere präsentiert im Kontext von HLA-A2.1 sind.
Weiterhin umfaßt die Erfindung retro-inverse Peptide oder Pseudopeptide gemäß der Poly
peptidsequenz der SEQ ID Nr. 1 bis SEQ ID Nr. 8 oder funktionelle Varianten oder Teile
davon. Diese Peptide weisen anstelle der -CO-NH-Peptidbindungen -NH-CO-Bindungen auf.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch eine erfindungsgemäße Nukleinsäure gelöst,
die eine DNA, RNA, PNA (Peptide nucleic acid) oder p-NA (Pyranosyl nucleic acid), vor
zugsweise eine DNA, insbesondere eine doppelsträngige DNA ist mit einer Länge von mindestens
8 Nukleotiden, vorzugsweise mit mindestens 18 Nukleotiden, insbesondere mit min
destens 24 Nukleotiden ist. Die Nukleinsäure kann dadurch gekennzeichnet sein, daß die Se
quenz der Nukleinsäure mindestens ein Intron und/oder eine polyA-Sequenz aufweist. Sie
kann auch in Form ihrer antisense-Sequenz vorliegen.
Für die Expression des betreffenden Gens ist im allgemeinen eine doppelsträngige DNA be
vorzugt, wobei der für das Polypeptid kodierende DNA-Bereich besonders bevorzugt ist. Die
ser Bereich beginnt mit dem ersten in einer Kozak Konsensus Sequenz (Kozak, 1987,
Nucleic. Acids Res. 15: 8125-48) liegenden Start-Codon (ATG) bis zum nächsten Stop-Codon
(TAG, TGA bzw. TAA), das im gleichen Leseraster zum ATG liegt. Eine weitere Verwen
dung der erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenzen ist die Konstruktion von anti-sense Oli
gonukleotiden (Zheng und Kemeny, 1995, Clin. Exp. Immunol. 100: 380-2) und/oder
Ribozymen (Amarzguioui, et al. 1998, Cell. Mol. Life Sci. 54: 1175-202; Vaish, et al., 1998,
Nucleic Acids Res. 26: 5237-42; Persidis, 1997, Nat. Biotechnol. 15: 921-2). Mit anti-sense
Oligonukleotiden kann man die Stabilität der erfindungsgemäßen Nukleinsäure verringern
und/oder die Translation der erfindungsgemäßen Nukleinsäure inhibieren. So kann beispiels
weise die Expression der entsprechenden Gene in Zellen sowohl in vivo als auch in vitro ver
ringert werden. Oligonukleotide können sich daher als Therapeutikum eignen. Diese Strategie
eignet sich beispielsweise auch für Haut, epidermale und dermale Zellen, insbesondere, wenn
die antisense Oligonukleotide mit Liposomen komplexiert werden (Smyth et al., 1997, J. In
vest. Dermatol. 108: 523-6; White et al., 1999, J. Invest. Dermatol. 112: 699-705). Für die
Verwendung als Sonde oder als "antisense" Oligonukleotid ist eine einzelsträngige DNA oder
RNA bevorzugt.
Neben den aus Zellen isolierten natürlichen Nukleinsäuren können alle erfindungsgemäßen
Nukleinsäuren oder deren Teile auch synthetisch hergestellt worden sein. Weiterhin kann zur
Durchführung der Erfindung eine Nukleinsäure verwendet werden, die synthetisch hergestellt
worden ist. So kann die erfindungsgemäße Nukleinsäure beispielsweise chemisch anhand der
in den SEQ ID Nr. 1 bis SEQ ID Nr. 8 beschriebenen Proteinsequenzen unter Heranziehen
des genetischen Codes z. B. nach der Phosphotriester-Methode synthetisiert werden (siehe z. B.
Uhlmann, E. & Peyman, A. (1990) Chemical Revievs 90, 543-584).
Oligonukleotide werden in der Regel schnell durch Endo- oder Exonukleasen, insbesondere
durch in der Zelle vorkommende DNasen und RNasen, abgebaut. Deshalb ist es vorteilhaft,
die Nukleinsäure zu modifizieren, um sie gegen den Abbau zu stabilisieren, so daß über einen
langen Zeitraum eine hohe Konzentration der Nukleinsäure in der Zelle beibehalten wird
(WO 95/11910; Macadam et al., 1998, WO 98/37240; Reese et al., 1997, WO 97/29116). Ty
pischerweise kann eine solche Stabilisierung durch die Einführung von einer oder mehrerer
Internukleotid-Phosphorgruppen oder durch die Einführung einer oder mehrerer Nicht-
Phosphor-Internukleotide, erhalten werden.
Geeignete modifizierte Internukleotide sind in Uhlmann und Peymann (1990 Chem. Rev. 90,
544) zusammengefaßt (WO 95/11910; Macadam et al., 1998, WO 98/37240; Reese et al.,
1997, WO 97/29116). Modifizierte Internukleotid-Phosphatreste und/oder Nicht-
Phosphorbrücken in einer Nukleinsäure, die bei einer der erfindungsgemäßen Verwendungen
eingesetzt werden können, enthalten zum Beispiel Methylphosphonat, Phosphorothioat,
Phosphoramidat, Phosphorodithioat, Phophatester, während Nicht-Phosphor-Internukleotid-
Analoge, beispielsweise Siloxanbrücken, Carbonatbrücken, Carboxymethylester, Acetami
datbrücken und/oder Thioetherbrücken enthalten. Es ist auch beabsichtigt, daß diese Modifi
zierung die Haltbarkeit einer pharmazeutischen Zusammensetzung, die bei einer der erfin
dungsgemäßen Verwendungen eingesetzt werden kann, verbessert.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Vektor, vorzugsweise in Form
eines Plasmids, shuttle Vektors, Phagemids, Cosmids, Expressionsvektors, adenoviralen
Vektors, retroviralen Vektors (Miller, et al. "Improved retroviral vectors for gene transfer and
expression", BioTechniques Vol. 7, No. 9, p 980, 1989) und/oder gentherapeutisch wirksa
men Vektors, der eine erfindungsgemäße Nukleinsäure enthält.
So kann die erfindungsgemäße Nukleinsäure in einem Vektor vorzugsweise in einem Expres
sionsvektor oder gentherapeutisch wirksamen Vektor enthalten sein. Vorzugsweise enthält der
gentherapeutisch wirksame Vektor T-Zell spezifische regulatorische Sequenzen, die funktio
nell mit der erfindungsgemäßen Nukleinsäure verbunden sind. Die Expressionsvektoren kön
nen prokaryotische oder eukaryotische Expressionsvektoren sein. Beispiele für prokaryotische
Expressionsvektoren sind für die Expression in E. coli z. B. die Vektoren pGEM oder pUC-
Derivate und für eukaryotische Expressionsvektoren für die Expression in Saccharomyces
cerevisiae z. B. die Vektoren p426Met25 oder p426GAL1 (Mumberg et al. (1994) Nucl.
Acids Res., 22, 5767-5768), für die Expression in Insektenzellen z. B. Baculovirus-Vektoren
wie in EP-B1-0 127 839 oder EP-B1-0 549 721 offenbart, und für die Expression in Säugerzellen
z. B. die Vektoren Rc/CMV und Rc/RSV oder SV40-Vektoren, welche alle allgemein
erhältlich sind.
Im allgemeinen enthalten die Expressionsvektoren auch für die jeweilige Wirtszelle geeignete
Promotoren, wie z. B. den trp-Promotor für die Expression in E. coli (siehe z. B. EP-B1-0 154 133),
den Met25-, GAL1- oder ADH2-Promotor für die Expression in Hefen (Russel et al.
(1983), J. Biol. Chem. 258, 2674-2682; Mumberg, supra), den Baculovirus-Polyhedrin-
Promotor für die Expression in Insektenzellen (siehe z. B. EP-B1-0 127 839). Für die Ex
pression in Säugetierzellen sind beispielsweise Promotoren geeignet, die eine konstitutive,
regulierbare, gewebsspezifische, zellzyklusspezifische oder metabolischspezifische Expressi
on in eukaryotischen Zellen erlauben. Regulierbare Elemente gemäß der vorliegenden Erfin
dung sind Promotoren, Aktivatorsequenzen, Enhancer, Silencer und/oder Repressorsequen
zen. Beispiel für geeignete regulierbare Elemente, die konstitutive Expression in Eukaryonten
ermöglichen, sind Promotoren, die von der RNA Polymerase III erkannt werden oder virale
Promotoren, CMV-Enhancer, CMV-Promotor, CMV-LTR-Hybride, SV40 Promotor oder
LTR-Promotoren z. B. von MMTV (mouse mammary tumour virus; Lee et al. (1981) Nature
214, 228-232) und weitere virale Promotor- und Aktivatorsequenzen, abgeleitet aus bei
spielsweise HBV, HCV, HSV, HPV, EBV, HTLV oder HIV. Ein Beispiel für ein regulierba
res Element, das eine regulierbare Expression in Eukaryonten ermöglicht, ist der Tetracycli
noperator in Kombination mit einem entsprechenden Repressor (Gossen M. et al. (1994) Curr.
Opin. Biotechnol. 5, 516-20).
Beispiele für regulierbare Elemente, die T-Zell spezifische Expression in Eukaryonten er
möglichen, sind Promotoren oder Aktivatorsequenzen aus Promotoren oder Enhancern von
solchen Genen, die für Proteine kodieren, die nur in diesen Zelltypen exprimiert werden.
Beispiele für regulierbare Elemente, die zellzyklusspezifische Expression in Eukaryonten
ermöglichen, sind Promotoren folgender Gene: cdc25, Cyclin A, Cyclin E, edc2, E2F, B-myb
oder DHFR (Zwicker J. und Müller R. (1997) Trends Genet. 13, 3-6). Beispiele für regulier
bare Elemente, die metabolischspezifische Expression in Eukaryonten ermöglichen, sind
Promotoren, die durch Hypoxie, durch Glukosemangel, durch Phosphatkonzentration oder
durch Hitzeschock reguliert werden.
Der erfindungsgemäße Vektor kann zur Transfektion einer Wirtszelle verwendet werden, bei
der es sich bevorzugterweise um eine T-Zelle handelt. Besonders bevorzugt ist eine Wirtszel
le, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie auf ihrer Oberfläche ein erfindungsgemäßes Poly
peptid oder Fusionsprotein exprimiert.
Um die Einführung von erfindungsgemäßen Nukleinsäuren und damit die Expression des
Polypeptids in einer eu- oder prokaryotischen Zelle durch Transfektion, Transduktion, Trans
formation oder Infektion zu ermöglichen, kann die Nukleinsäure als Plasmid, als Teil eines
viralen oder nicht-viralen Vektors oder Partikels vorliegen. Als virale Vektoren oder Partikel
eignen sich hierbei besonders: Baculoviren, Vakziniaviren, Retroviren, Adenoviren, adenoas
soziierte Viren und Herpesviren. Als nicht-virale Träger eignen sich hierbei besonders: Viro
somen, Liposomen, kationische Lipide, oder poly-Lysin konjugierte DNA.
Beispiele von gentherapeutisch wirksamen Vektoren sind Virusvektoren, beispielsweise Ade
novirusvektoren oder retrovirale Vektoren (Lindemann et al., 1997, Mol. Med. 3: 466-76;
Springer et al., 1998, Mol. Cell. 2: 549-58; Weijtens et al. "A retroviral vector system,
'STITCH'; in combination with an optimized single chain antibody chimeric receptor gene
structure allows efficient gene transduction and expression in human T-lymphocytes", Gene
Therapy (1998) 5, 1995-1203).
Ein bevorzugter Mechanismus, erfindungsgemäße Polypeptide in vivo zur Expression zu
bringen, ist der virale Gen-Transfer, insbesondere mit Hilfe retroviraler Partikel. Diese wer
den vorzugsweise genutzt, entsprechende Zielzellen, vorzugsweise T-Lymphozyten, des Pati
enten ex vivo mit den für erfindungsgemäße Polypeptide kodierenden Genen oder Nukleo
tidsequenzen durch Transduktion zu versehen. Die Zielzellen können daraufhin im Sinne ei
nes adoptiven Zelltransfers wieder in den Patienten reinfundiert werden, um mit der de novo
eingefügten Spezifität tumorizide und/oder immunmodulierende Effektorfunktionen zu über
nehmen. Jüngst wurden auf diesem Wege sehr gute gentherapeutische Erfolge in der Be
handlung der durch Immuninkompetenz gekennzeichneten SCID-X1-Krankheit bei Neuge
borenen erzielt, in dem hämatologische Vorläuferzellen mit einem analogen intakten Trans
gen einer in den Kindern vorkommenden nicht-funktionellen mutierten Variante des γ-
Kettengens, das für die Differenzierung in die verschiedenen Effektorzellen des adaptiven
Immunsystems essentiell ist, retroviral versehen wurden (Cavazzana-Calvo et al., 2000).
Weiterhin besteht die Möglichkeit den Gentransfer in vivo durchzuführen, einerseits durch
präferentiell stereotaktische Injektion der infektiösen Partikel, andererseits durch direkte Ap
plikation von Viren-produzierenden Zellen (Oldfield, et al. Hum. Gen. Ther., 1993, 4: 39-69).
Die zum Transfer von Genen häufig eingesetzten viralen Vektoren sind nach heutigem Stand
der Technik vorwiegend retrovirale, lentivirale, adenovirale und adeno-assoziierte virale
Vektoren. Diese sind von natürlichen Viren abgeleitete zirkuläre Nukleotidsequenzen, in de
nen zumindest die viralen Strukturprotein-kodierenden Gene durch das zu transferierende
Konstrukt ausgetauscht werden.
Retrovirale Vektorsysteme schaffen die Voraussetzung für eine langhaltende Expression des
Transgens durch die stabile, aber ungerichtete Integration in das Wirtsgenom. Vektoren der
jüngeren Generation besitzen keine irrelevanten und potentiell immunogenen Proteine, des
weiteren gibt es keine vorbestehende Immunität des Empfängers gegenüber dem Vektor. Re
troviren enthalten ein RNA-Genom, das in eine Lipidhülle verpackt ist, die aus Teilen der
Wirtszellmembran und Virusproteinen besteht. Zur Expression viraler Gene wird das RNS-
Genom revers transkribiert und mit dem Enzym Integrase in die Zielzell-DNS integriert. Die
se kann daraufhin von der infizierten Zelle transkribiert und translatiert werden, wodurch vi
rale Bestandteile entstehen, die sich zu Retroviren zusammenfügen. RNS wird ausschließlich
dann in die neu entstandenen Viren eingefügt. Das Genom der Retroviren besitzt drei essenti
elle Gene: gag, das für virale Strukturproteine, sogenannte gruppenspezifische Antigene ko
diert, pol für Enzyme wie Reverse Transkriptase und Integrase und env für das Hüllprotein
("envelope"), das für die Bindung des wirtsspezifischen Rezeptors verantwortlich ist. Die
Produktion der replikationsinkompetenten Viren findet nach Transfektion in sogenannten
Verpackungszelllinien statt, die zusätzlich mit den gag/pol-kodierenden Genen ausgestattet
wurden und diese "in trans" exprimieren und somit die Ausbildung replikationsinkompetenter
(d. h. gag/pol-deletierter) transgener Viruspartikel komplementieren. Eine Alternative ist die
Cotransfektion der essentiellen Virusgene, wobei nur der das Transgen enthaltende Vektor
das Verpackungssignal trägt.
Die Separation dieser Gene ermöglicht einerseits die beliebige Kombination des gal/pol-
Leserahmens mit aus verschiedenen Stämmen gewonnenen env-Leserahmen, wodurch Pseu
dotypen mit verändertem Wirtstropismus entstehen, andererseits kann dadurch die Bildung
replikationskompetenter Viren innerhalb von Verpackungszellen drastisch reduziert werden.
Das aus "gibbon ape leukemia virus" (GALV) abgeleitete Hüllprotein, das im "stitch"- bzw.
"bullet"-Vektorsystem Verwendung findet, ist in der Lage humane Zellen zu transduzieren
und ist in der Verpackungszelllinie PG13 mit amphotropen Wirtsbereich etabliert (Miller et
al., 1991). Zusätzlich wird die Sicherheit durch selektive Deletion von nicht-essentiellen Vi
russequenzen zur Verhinderung einer homologen Rekombination und somit der Produktion
replikationskompetenter Partikel erhöht.
Neue, nicht-virale Vektoren bestehen aus autonomen, sich selbst-integrierenden DNS-
Sequenzen, den Transposonen, die durch z. B. liposomale Transfektion in die Wirtszelle ein
geschleußt werden und erstmals erfolgreich zur Expression humaner Transgene in Säugerzel
len eingesetzt wurden (Yant et al., 2000).
Gentherapeutisch wirksame Vektoren lassen sich auch dadurch erhalten, daß man die erfin
dungsgemäße Nukleinsäure mit Liposomen komplexiert, da damit eine sehr hohe Transfekti
onseffizienz, insbesondere von Hautzellen, erreicht werden kann (Alexander und Akhurst,
1995, Hum. Mol. Genet. 4: 2279-85). Hilfsstoffe, die den Transfer von Nukleinsäuren in die
Zelle erhöhen, können beispielsweise Proteine oder Peptide, die an DNA gebunden sind oder
synthetische Peptid-DNA-Moleküle, die den Transport der Nukleinsäure in den Kern der
Zelle ermöglichen, sein (Schwartz et al. (1999) Gene Therapy 6, 282; Brandén et al. (1999)
Nature Biotech. 17, 784). Hilfsstoffe umfassen auch Moleküle, die die Freisetzung von Nu
kleinsäuren in das Cytoplasma der Zelle ermöglichen (Planck et al. (1994) J. Biol. Chem. 269,
12918; Kichler et al. (1997) Bioconj. Chem. 8, 213) oder beispielsweise Liposomen (Uhl
mann und Peymann (1990) supra). Eine andere besonders geeignete Form von gentherapeuti
schen Vektoren läßt sich dadurch erhalten, daß man die erfindungsgemäße Nukleinsäure auf
Goldpartikeln aufbringt und diese mit Hilfe der sogenannten "Gene Gun" in Gewebe, bevor
zugt in die Haut, oder Zellen schießt (Wang et al., 1999, J. Invest. Dermatol., 112: 775-81).
Für die gentherapeutische Anwendung der erfindungsgemäßen Nukleinsäure ist es auch von
Vorteil, wenn der Teil der Nukleinsäure, der für das Polypeptid kodiert, ein oder mehrere
nicht kodierende Sequenzen einschließlich Intronsequenzen, vorzugsweise zwischen Promo
tor und dem Startcodon des Polypeptids, und/oder eine polyA-Sequenz, insbesondere die na
türlich vorkommende polyA-Sequenz oder eine SV40 Virus polyA-Sequenz, vor allem am 3'-
Ende des Gens enthält, da hierdurch eine Stabilisierung der mRNA erreicht werden kann
(Jackson, R. J. (1993) Cell 74, 9-14 und Palmiter, R. D. et al. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci.
USA 88, 478-482).
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Wirtszelle, insbesondere eine T-
Zelle, die mit einem erfindungsgemäßen Vektor oder einem anderen erfindungsgemäßen
Genkonstrukt transformiert ist. Wirtszellen können sowohl prokaryotische als auch eukaryoti
sche Zellen sein, Beispiele für prokaryotische Wirtszellen sind E. coli und für eukaryotische
Zellen Saccharomyces cerevisiae oder Insektenzellen.
Ein besonders bevorzugte transformierte Wirtszelle ist eine transgene T-Vorläuferzelle oder
eine Stammzelle, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ein erfindungsgemäßes Genkon
strukt oder eine erfindungsgemäße Expressionskassette umfaßt. Verfahren zur Transformation
oder Transduktion von Wirtszellen und/oder Stammzellen sind dem Fachmann gut bekannt
und umfassen zum Beispiel Elektroporation oder Mikroinjektion. Eine besonders bevorzugte
transformierte Wirtszelle ist eine patienteneigene T-Zelle, die nach der Entnahme mit einem
erfindungsgemäßen Genkonstrukt transfiziert wird. Erfindungsgemäße Wirtszellen können
insbesondere dadurch erhalten werden, daß dem Patienten eine oder mehrere Zellen, bevor
zugterweise T-Zellen, insbesondere CD8+-T-Zellen entnommen werden, die dann ex vivo mit
einem oder mehreren erfindungsgemäßen genetischen Konstrukten transfiziert oder transdu
ziert werden, um so erfindungsgemäße Wirtszellen zu erhalten. Die ex vivo generierten spezi
fischen T-Zellen können dann anschließend in den Patienten reimplantiert werden. Das Ver
fahren ähnelt somit dem bei Darcy et al. ("Redirected perforin-dependent lysis of colon
carcinoma by ex vivo genetically engineered CTL", J. Immunol., 2000, 164: 3705-3712) be
schriebenen Verfahren unter der Verwendung von scFv anti-CEA Rezeptor transduzierten
ZTL, Perforin und γ-IFN.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifizierung von hdm2-
Protein-spezifischen Antigenen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß hdm2-präsentierende
Tumorzellen oder Fraktionen davon mit einer erfindungsgemäßen Wirtszelle unter Bedingun
gen zusammengebracht werden, bei denen die Tumorzellen oder Fraktionen davon nur dann
lysiert werden, wenn der Tumor das hdm2-Protein-spezifische Antigen präsentiert, für wel
ches das exprimierte Polypeptid oder Fusionsprotein spezifisch ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Antikörpers,
vorzugsweise eines polyklonalen oder monoklonalen Antikörpers zur Diagnose und Monito
ring von mit hdm2-Protein assoziierten Erkrankungen oder zur Identifizierung von pharma
kologisch aktiven Substanzen, bei dem ein Antikörper produzierender Organismus mit einem
erfindungsgemäßen Polypeptid oder funktionelle Äquivalente davon oder Teile davon mit
mindestens 6 Aminosäuren, vorzugsweise mit mindestens 8 Aminosäuren, insbesondere mit
mindestens 12 Aminosäuren immunisiert oder mit einer ein erfindungsgemäßes Polypeptid
kodierenden Nukleinsäure vakziniert wird.
Das Verfahren erfolgt nach dem Fachmann allgemein bekannten Methoden durch Immunisie
ren eines Säugetiers, beispielsweise eines Kaninchens, mit dem erfindungsgemäßen Polypep
tid oder den genannten Teilen davon, gegebenenfalls in Anwesenheit von z. B. inkomplettem
Freundschen Adjuvans und/oder Aluminiumhydroxidgelen (siehe z. B. Diamond, B. A. et al.
(1981) The New England Journal of Medicine, 1344-1349). Die im Tier aufgrund einer im
munologischen Reaktion entstandenen polyklonalen Antikörper lassen sich anschließend nach
allgemein bekannten Methoden leicht aus dem Blut isolieren und z. B. über Säulenchromato
graphie reinigen. Monoklonale Antikörper können beispielsweise nach der bekannten Metho
de von Winter & Milstein (Winter, G. & Milstein, C. (1991) Nature, 349, 293-299) hergestellt
werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Antikörper zur Diagnose
und/oder Behandlung von mit hdm2-Protein assoziierten Erkrankungen oder zur Identifizie
rung von pharmakologisch aktiven Substanzen, der gegen ein erfindungsgemäßes Polypeptid
gerichtet ist und mit den erfindungsgemäßen Polypeptiden spezifisch reagiert, wobei die oben
genannten Teile des Polypeptids entweder selbst immunogen sind oder durch Kopplung an
geeignete Träger, wie z. B. bovines Serumalbumin in ihrer Immunogenität gesteigert werden
können. Dieser Antikörper ist entweder polyklonal oder monoklonal, bevorzugt ist ein mono
klonaler Antikörper. Unter dem Begriff Antikörper versteht man gemäß der vorliegenden Er
findung auch gentechnisch hergestellte und gegebenenfalls modifizierte Antikörper bzw. anti
genbindende Teile davon, wie z. B. chimäre Antikörper, humanisierte Antikörper, multifunk
tionelle Antikörper, monovalente bzw. oligovalente Antikörper, bi- oder oligospezifische An
tikörper, einzelsträngige Antikörper, F(ab)- oder F(ab)2-Fragmente (siehe z. B. EP-B1-0 368 684,
US 4,816,567, US 4,816,397, WO 88/01649, WO 93/06213, WO 98/24884). Die erfin
dungsgemäßen Antikörper können zur Diagnose und/oder Behandlung von mit hdm2-Protein
assoziierten Erkrankungen oder zur Identifizierung von pharmakologisch aktiven Substanzen
verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Arzneimit
tels zur Behandlung von mit hdm2-Protein assoziierten Erkrankungen, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens eine Nukleinsäure, mindestens ein Polypeptid, mindestens eine Wirtszelle
oder mindestens ein Antikörper nach einem der vorgenannten Ansprüche zusammen mit ge
eigneten Zusatz- und Hilfsstoffen kombiniert wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein nach diesem Verfahren hergestelltes Arznei
mittel zur Behandlung von mit hdm2-Protein assoziierten Erkrankungen, das mindestens eine
Nukleinsäure, mindestens ein Polypeptid oder mindestens einen Antikörper gemäß der vorlie
genden Erfindung, gegebenenfalls zusammen mit geeigneten Zusatz- und Hilfsstoffen, ent
hält. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung dieses Arzneimittels zur Behandlung
von mit hdm2-Protein assoziierten Erkrankungen.
Die Therapie der von mit hdm2-Protein assoziierten Erkrankungen kann auf herkömmliche
Weise, z. B. durch Infusionen oder Injektionen erfolgen, die die erfindungsgemäßen Arznei
mittel enthalten. Die Verabreichung der erfindungsgemäßen Arzneimittel kann weiterhin ge
gebenenfalls in Form von Liposomenkomplexen bzw. Goldpartikelkomplexen erfolgen. Die
Behandlung mittels der erfindungsgemäßen Arzneimittel kann aber auch über orale Dosie
rungsformen, wie z. B. Tabletten oder Kapseln, über die Schleimhäute, zum Beispiel der Nase
oder der Mundhöhle, oder in Form von unter die Haut implantierten Dispositorien erfolgen.
TTS sind zum Beispiel aus den EP 0 944 398 A1, EP 0 916 336 A1, EP 0 889 723 A1 oder
EP 0 852 493 A1 bekannt. Die erfindungsgemäßen (Poly)peptide und deren Derivate können
auch zur aktiven und/oder passiven Immunisierung von Patienten mit Erkrankungen, insbe
sondere Tumorerkrankungen, die mit hdm2 in Zusammenhang stehen, eingesetzt werden, um
die Induktion, Erzeugung und Zunahme vom hdm-spezifischen ZTL zu erreichen und die
Tumor- und Leukämiezellen der betreffenden Patienten spezifisch abzutöten. Solche Erkran
kungen umfassen zum Beispiel solide Tumorerkrankungen, lymphohämatopoetische Neopla
sien, maligne hämatologische Erkrankungen, auch in Form eines multiplen Myeloms (oder
Plastozytoms), eines histiozytischen Lymphoms und eines CML-Blastenschubs.
Bei einer besonders bevorzugten Art der Behandlung wird dem Patienten eine oder mehrere
Zellen, bevorzugterweise T-Zellen, insbesondere CD8+-T-Zellen entnommen, die dann ex
vivo mit einem oder mehreren erfindungsgemäßen genetischen Konstrukten transduziert oder
transfiziert werden. Die ex vivo generierten spezifischen T-Zellen können dann anschließend
in den Patienten reimplantiert werden. Das Verfahren ähnelt somit dem bei Darcy et al.
("Redirected perforin-dependent lysis of colon carcinoma by ex vivo genetically engineered
CTL", J. Immunol., 2000, 164: 3705-3712) beschriebenen immunotherapeutischen Verfahren
bei Colon-Karzinomen unter der Verwendung von scFv anti-CEA Rezeptor transduzierten
ZTL, Perforin und γ-IFN.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Tests zur
Auffindung funktioneller Interaktoren in Zusammenhang mit hdm2-Protein assoziierten Er
krankungen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens eine Nukleinsäure, minde
stens ein Polypeptid oder mindestens ein Antikörper gemäß der Erfindung zusammen mit
geeigneten Zusatz- und Hilfsstoffen kombiniert wird.
Unter dem Begriff "funktionelle Interaktoren" im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle
diejenigen Moleküle, Verbindungen und/oder Zusammensetzungen und Stoffgemische zu
verstehen, die mit den erfindungsgemäßen Nukleinsäuren, Polypeptiden oder Antikörpern,
gegebenenfalls zusammen mit geeigneten Zusatz- und Hilfsstoffen, unter geeigneten Bedin
gungen in Wechselwirkung treten können. Mögliche Interaktoren sind einfache chemische
organische oder anorganische Moleküle oder Verbindungen, können aber auch Peptide, Pro
teine oder Komplexe davon umfassen. Die funktionellen Interaktoren können aufgrund ihrer
Wechselwirkung die Funktion(en) der Nukleinsäuren, Polypeptide oder Antikörper in vivo
oder in vitro beeinflussen oder auch nur an die erfindungsgemäßen Nukleinsäuren, Polypepti
de oder Antikörper binden oder mit ihnen andere Wechselwirkungen kovalenter oder nicht-
kovalenter Weise eingehen.
Die Erfindung umfaßt weiterhin einen erfindungsgemäß hergestellten Test zur Identifizierung
funktioneller Interaktoren in Zusammenhang von mit hdm2-Protein assoziierten Erkrankun
gen, der mindestens eine Nukleinsäure, mindestens ein Polypeptid oder mindestens einen An
tikörper gemäß der vorliegenden Erfindung, gegebenenfalls zusammen mit geeigneten Zu
satz- und Hilfsstoffen, enthält. Oft kann so das pathologische Verhalten der Zellen in vitro
nachgeahmt werden und es können Substanzen gesucht werden, die das normale Verhalten
der Zellen wieder herstellen und die ein therapeutisches Potential besitzen. Zudem läßt sich
dieses Testsystem zum Screening von Substanzen ausnutzen, die eine Interaktion zwischen
dem erfindungsgemäßen Polypeptid und einem funktionellen Interaktor inhibieren.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Arzneimittel zur Indikation und The
rapie von mit hdm2-Protein assoziierten Erkrankungen, das eine erfindungsgemäße Nuklein
säure oder ein erfindungsgemäßes Polypeptid und gegebenenfalls geeignete Zusatz- oder
Hilfsstoffe enthält, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Arzneimittels zur Be
handlung von mit hdm2-Protein assoziierten Erkrankungen, bei dem eine erfindungsgemäße
Nukleinsäure oder ein erfindungsgemäßes Polypeptid mit einem pharmazeutisch annehmba
ren Träger formuliert wird.
Als Therapeutika und/oder Prophylaktika kommen insbesondere Impfstoffe, rekombinante
Partikel oder Injektionen oder Infusionslösungen in Betracht, die als Wirkstoff (a) das erfin
dungsgemäße TZR-Rezeptor Polypeptid und/oder seine Derivate und/oder (b) eine erfin
dungsgemäße Nukleinsäure enthalten und/oder (c) in vitro oder ex vivo erzeugte T-
Lymphozyten, die einen spezifisch gegen hdm2 gerichteten TZR enthalten.
Für die gentherapeutische Anwendung beim Menschen ist vor allem ein Arzneimittel
und/oder rekombinanter Partikel geeignet, das die erfindungsgemäße Nukleinsäure in nackter
Form oder in Form eines der oben beschriebenen gentherapeutisch wirksamen Vektoren oder
in mit Liposomen bzw. Goldpartikeln komplexierter Form enthält. Der pharmazeutische Trä
ger ist beispielsweise eine physiologische Pufferlösung, vorzugsweise mit einem pH von ca.
6,0-8,0, vorzugsweise von ca. 6,8-7,8, insbesondere von ca. 7,4 und/oder einer Osmolarität
von ca. 200-400 milliosmol/Liter, vorzugsweise von ca. 290-310 milliosmol/Liter. Zusätzlich
kann der pharmazeutische Träger geeignete Stabilisatoren, wie z. B. Nukleaseinhibitoren,
vorzugsweise Komplexbildner wie EDTA und/oder andere dem Fachmann bekannte Hilfs
stoffe enthalten.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Polypep
tids zur Diagnose und/oder Behandlung von mit hdm2-Protein in Zusammenhang stehenden
Erkrankungen oder zur Identifizierung von pharmakologisch aktiven Substanzen in einer ge
eigneten Wirtszelle, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine erfindungsgemäße Nukleinsäure
auf geeignete Weise exprimiert wird.
Das Polypeptid wird so beispielsweise durch Expression der erfindungsgemäßen Nukleinsäu
re in einem geeigneten Expressionssystem, wie oben bereits beschrieben, nach dem Fach
mann allgemein bekannten Methoden hergestellt. Als Wirtszellen eignen sich beispielsweise
die E. coli Stämme DHS, HB101 oder BL21, der Hefestamm Saccharomyces cerevisiae, In
sektenzellinien, z. B. von Spodoptera frugiperda, oder die tierischen Zellen COS, Vero, 293,
HaCaT und HeLa, die alle allgemein erhältlich sind.
Ein erfindungsgemäßes Diagnostikum zur Therapie-Überwachung enthält das erfindungsge
mäße Polypeptid bzw. die oben näher beschriebenen immunologisch wirksamen Teile davon.
Das Polypeptid bzw. Teile davon, die vorzugsweise an eine Festphase, z. B. aus Nitrocellulo
se oder Nylon, gebunden sind, können beispielsweise mit der zu untersuchenden Körperflüs
sigkeit, z. B. Blut, in vitro in Berührung gebracht werden, um so beispielsweise mit Autoim
munantikörpern reagieren zu können. Der Antikörper-Peptid-Komplex kann anschließend
beispielsweise anhand markierter anti-Human-IgG- oder anti-Human-IgM-Antikörper nach
gewiesen werden. Bei der Markierung handelt es sich beispielsweise um ein Enzym, wie Per
oxidase, das eine Farbreaktion katalysiert. Die Anwesenheit und die Menge an anwesenden
Autoimmunantikörpern kann somit über die Farbreaktion leicht und schnell nachgewiesen
werden.
Ein anderes Diagnostikum zur Therapie-Überwachung enthält die erfindungsgemäßen Anti
körper selbst. Mit Hilfe dieser Antikörper kann beispielsweise eine Gewebeprobe leicht und
schnell dahingehend untersucht werden, ob das betreffende Polypeptid in einer erhöhten
Menge vorhanden ist, um dadurch einen Hinweis auf mit hdm2-Protein in Zusammenhang
stehende Erkrankungen zu erhalten. In diesem Fall sind die erfindungsgemäßen Antikörper
beispielsweise mit einem Enzym, wie oben bereits beschrieben, markiert. Der spezifische
Antikörper-Peptid-Komplex kann dadurch leicht und ebenso schnell über eine enzymatische
Farbreaktion nachgewiesen werden.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Diagnostikum umfaßt eine Sonde, vorzugsweise eine DNA-
Sonde, und/oder Primer. Dies eröffnet eine weitere Möglichkeit, die erfindungsgemäßen Nu
kleinsäuren, zum Beispiel durch die Isolierung aus einer geeigneten Genbank anhand einer
geeigneten Sonde zu erhalten (siehe z. B. J. Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning. A Laboratory
Manual 2nd edn., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, Kapitel 8,
Seite 8.1 bis 8.81, Kapitel 9, Seite 9.47 bis 9.58 und Kapitel 10, Seite 10.1 bis 10.67).
Als Sonde eignen sich beispielsweise DNA- oder RNA-Fragmente mit einer Länge von ca.
100-1000 Nukleotiden, vorzugsweise mit einer Länge von ca. 200-500 Nukleotiden, insbe
sondere mit einer Länge von ca. 300-400 Nukleotiden, deren Sequenz aus den Polypeptiden
gemäß den SEQ ID Nr. 1 bis SEQ ID Nr. 8 des Sequenzprotokolls abgeleitet werden kann.
Alternativ können anhand der abgeleiteten Nukleinsäuresequenzen Oligonukleotide syntheti
siert werden, die sich als Primer für eine Polymerase Kettenreaktion eignen. Als Primer eig
nen sich beispielsweise DNA-Fragmente mit einer Länge von ca. 10-100 Nukleotiden, vor
zugsweise mit einer Länge von ca. 15 bis 50 Nukleotiden, insbesondere mit einer Länge von
20-30 Nukleotiden, deren Sequenz aus den Polypeptiden gemäß den SEQ ID Nr. 1 bis SEQ ID
Nr. 8 des Sequenzprotokolls abgeleitet werden kann.
Der Begriff "kodierende Nukleinsäure" bezieht sich auf eine DNA-Sequenz, die für ein iso
lierbares bioaktives erfindungsgemäßes Polypeptid oder einen Vorläufer kodiert. Das Poly
peptid kann durch eine Sequenz in voller Länge oder jeden Teil der kodierenden Sequenz
kodiert werden, solange die spezifische, beispielsweise enzymatische Aktivität erhalten bleibt.
Es ist bekannt, daß kleine Veränderungen in der Sequenz der erfindungsgemäßen Nukleinsäu
ren vorhanden sein können, zum Beispiel durch die Degenerierung des genetischen Codes,
oder daß nicht translatierte Sequenzen am 5'- und/oder 3'-Ende der Nukleinsäure angehängt
sein können, ohne daß dessen Aktivität wesentlich verändert wird. Diese Erfindung umfaßt
deshalb auch sogenannte "funktionelle Varianten" der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren.
Mit dem Begriff "funktionelle Varianten" sind alle DNA-Sequenzen bezeichnet, die komple
mentär zu einer DNA-Sequenz sind, die unter stringenten Bedingungen mit einer abgeleiteten
Referenzsequenz oder Teilen davon, insbesondere der hypervariablen V(D)JC-Region,
hybridisieren und eine zu dem entsprechenden erfindungsgemäßen Polypeptid ähnliche oder
identische Aktivität aufweisen.
Unter "stringenten Hybridisierungsbedingungen" sind solche Bedingungen zu verstehen, bei
denen eine Hybridisierung bei 60°C in 2,5 × SSC-Puffer, gefolgt von mehreren Waschschrit
ten bei 37°C in einer geringeren Pufferkonzentration erfolgt und stabil bleibt.
Unter dem Begriff "funktionelle Varianten" im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht
man Polypeptide, die funktionell mit dem erfindungsgemäßen Polypeptiden verwandt sind, d. h.
Strukturmerkmale der Polypeptide aufweisen. Beispiele funktioneller Varianten sind die
entsprechenden Polypeptide, die aus anderen Organismen als der Maus, also dem Menschen,
bzw., vorzugsweise aus nicht-menschlichen Säugetieren wie z. B. Affen, Schweinen und
Ratten stammen. Andere Beispiele funktioneller Varianten sind Polypeptide, die durch unter
schiedliche Allele des Gens, in verschiedenen Individuen oder in verschiedenen Organen ei
nes Organismus kodiert werden. Von der vorliegenden Erfindung werden insbesondere auch
funktionelle TZR-Varianten erfaßt, die das identische Epitop des hdm2-Polypeptids erkennen
und eine spezifische T-Zell Antwort auslösen.
Im weiteren Sinne versteht man darunter auch Polypeptide, die eine Sequenzhomologie, ins
besondere eine Sequenzidentität, von ca. 70%, vorzugsweise ca. 80%, insbesondere ca. 90%,
vor allem ca. 95% zu dem Polypeptid mit der Aminosäuresequenz gemäß einer der SEQ ID
Nr. 1 bis SEQ ID Nr. 8 und/oder zu anhand der Peptidsequenzen abgeleiteten DNA Sequen
zen aufweisen. Darunter zählen auch Additionen, Inversionen, Substitutionen, Deletionen,
Insertionen oder chemische/physikalische Modifikationen und/oder Austausche oder Teile des
Polypeptids im Bereich von ca. 1-60, vorzugsweise von ca. 1-30, insbesondere von ca. 1-15,
vor allem von ca. 1-5 Aminosäuren. Beispielsweise kann die erste Aminosäure Methionin
fehlen, ohne daß die Funktion des Polypeptids wesentlich verändert wird.
Die Erfindung soll nun weiter anhand der beigefügten Beispiele und Figuren erläutert werden,
ohne durch diese eingeschränkt zu werden. Es zeigt:
SEQ ID Nr. 1: Polypeptid des Wildtyp-Gen Maus αTZR (muvα-mucα),
SEQ ID Nr. 2: Polypeptid des Wildtyp-Gen Maus βTZR (muvβ-mucβ),
SEQ ID Nr. 3: Polypeptid eines chimären partiell humanisiertes TZR-Gens (muvα-hucα),
SEQ ID Nr. 4: Polypeptid eines chimären partiell humanisiertes TZR-Gens (muvβ-hucβ),
SEQ ID Nr. 5: Polypeptid eines Einzelketten-TZR muvα-Li-muvβ-mucβ,
SEQ ID Nr. 6: Polypeptid eines Einzelketten-TZR muvβ-Li-muvα-mucα,
SEQ ID Nr. 7: Polypeptid eines Doppelketten-TZR in Fusion mit humaner CD3ζ-Kette muvα-hucα-huCD3ζ,
SEQ ID Nr. 8: Polypeptid eines Doppelketten-TZR in Fusion mit humaner CD3ζ-Kette muvβ-hucβ-huCD3ζ,
SEQ ID Nr. 9: Primer for_bTCR_v4,
SEQ. ID Nr. 10: Primer rev_bTCR_c4,
SEQ. ID Nr. 11: Primer for_Eco_bTCR_v5,
SEQ. ID Nr. 12: Primer rev_Asc_bTCR_c6,
SEQ. ID Nr. 13: Primer for_Eco_bTCR_c2,
SEQ. ID Nr. 14: Primer rev_Asc_bTCR_c2,
SEQ. ID Nr. 15: Primer rev_Asc_aTCR_c1,
SEQ. ID Nr. 16: Primer rev_aTCR_c5,
SEQ. ID Nr. 17: Primer rev_Asc_aTCR_c4,
SEQ. ID Nr. 18: Primer for_Eco_aTCR_c6,
SEQ. ID Nr. 19: Primer for_NcoI_aTCR_4,
SEQ. ID Nr. 20: Primer for_NcoI_aTCR_5b; am 5'-Ende phosphoryliert,
SEQ. ID Nr. 21: Primer for_NcoI_bTCR_4,
SEQ. ID Nr. 22: Primer for_NcoI_bTCR_5b; am 5'-Ende phosphoryliert,
SEQ. ID Nr. 23: Primer rev_aTCR_BamHI_1,
SEQ. ID Nr. 24: Primer rev_bTCR_BamHI_1,
SEQ. ID Nr. 25: Primer for_hucaTCR_2,
SEQ. ID Nr. 26: Primer rev_hucaTCR_2,
SEQ. ID Nr. 27: Primer for_hucaTCR_AlwNI_3,
SEQ. ID Nr. 28: Primer rev_hucaTCR_BamHI_1
SEQ. ID Nr. 29: Primer for_hucbTCR_3,
SEQ. ID Nr. 30: Primer rev_hucbTCR_2,
SEQ. ID Nr. 31: Primer for_hucbTCR_4; am 5'-Ende phosphoryliert,
SEQ. ID Nr. 32: Primer rev_hucbTCR_BamHI_1
SEQ. ID Nr. 33: Primer T7_for,
SEQ. ID Nr. 34: Primer T7_rev,
SEQ. ID Nr. 35: Primer rev_hZeta_BamHI_4,
SEQ. ID Nr. 36: Primer rev_huca-hu_tm_Zeta,
SEQ. ID Nr. 37: Primer rev_hucb-hu_tm_Zeta,
SEQ. ID Nr. 38: Polynukleotid des Wildtyp-Gen Maus αTZR (muvα-mucα) aus SEQ ID Nr. 1,
SEQ. ID Nr. 39: Polynukleotid des Wildtyp-Gen Maus βTZR (muvβ-mucβ) aus SEQ ID Nr. 2,
SEQ. ID Nr. 40: Polynukleotid des chimären partiell humanisiertes TZR-Gens (muvα-hucα) aus SEQ ID Nr. 3,
SEQ. ID Nr. 41: Polynukleotid des chimären partiell humanisiertes TZR-Gens (muvβ-hucβ) aus SEQ ID Nr. 4,
SEQ. ID Nr. 42: Polynukleotid des Einzelketten-TZR muvα-Li-muvβ-mucβ aus SEQ ID Nr. 5,
SEQ. ID Nr. 43: Polynukleotid des Einzelketten-TZR muvβ-Li-muvα-mucα aus SEQ ID Nr. 6,
SEQ. ID Nr. 44: Polynukleotid des Doppelketten-TZR in Fusion mit humaner CD3ζ-Kette muvα-hucα-huCD3ζ aus SEQ ID Nr. 7; und
SEQ. ID Nr. 45: Polynukleotid des Doppelketten-TZR in Fusion mit humaner CD3ζ-Kette muvβ-hucβ-huCD3ζ aus SEQ ID Nr. 8.
SEQ ID Nr. 1: Polypeptid des Wildtyp-Gen Maus αTZR (muvα-mucα),
SEQ ID Nr. 2: Polypeptid des Wildtyp-Gen Maus βTZR (muvβ-mucβ),
SEQ ID Nr. 3: Polypeptid eines chimären partiell humanisiertes TZR-Gens (muvα-hucα),
SEQ ID Nr. 4: Polypeptid eines chimären partiell humanisiertes TZR-Gens (muvβ-hucβ),
SEQ ID Nr. 5: Polypeptid eines Einzelketten-TZR muvα-Li-muvβ-mucβ,
SEQ ID Nr. 6: Polypeptid eines Einzelketten-TZR muvβ-Li-muvα-mucα,
SEQ ID Nr. 7: Polypeptid eines Doppelketten-TZR in Fusion mit humaner CD3ζ-Kette muvα-hucα-huCD3ζ,
SEQ ID Nr. 8: Polypeptid eines Doppelketten-TZR in Fusion mit humaner CD3ζ-Kette muvβ-hucβ-huCD3ζ,
SEQ ID Nr. 9: Primer for_bTCR_v4,
SEQ. ID Nr. 10: Primer rev_bTCR_c4,
SEQ. ID Nr. 11: Primer for_Eco_bTCR_v5,
SEQ. ID Nr. 12: Primer rev_Asc_bTCR_c6,
SEQ. ID Nr. 13: Primer for_Eco_bTCR_c2,
SEQ. ID Nr. 14: Primer rev_Asc_bTCR_c2,
SEQ. ID Nr. 15: Primer rev_Asc_aTCR_c1,
SEQ. ID Nr. 16: Primer rev_aTCR_c5,
SEQ. ID Nr. 17: Primer rev_Asc_aTCR_c4,
SEQ. ID Nr. 18: Primer for_Eco_aTCR_c6,
SEQ. ID Nr. 19: Primer for_NcoI_aTCR_4,
SEQ. ID Nr. 20: Primer for_NcoI_aTCR_5b; am 5'-Ende phosphoryliert,
SEQ. ID Nr. 21: Primer for_NcoI_bTCR_4,
SEQ. ID Nr. 22: Primer for_NcoI_bTCR_5b; am 5'-Ende phosphoryliert,
SEQ. ID Nr. 23: Primer rev_aTCR_BamHI_1,
SEQ. ID Nr. 24: Primer rev_bTCR_BamHI_1,
SEQ. ID Nr. 25: Primer for_hucaTCR_2,
SEQ. ID Nr. 26: Primer rev_hucaTCR_2,
SEQ. ID Nr. 27: Primer for_hucaTCR_AlwNI_3,
SEQ. ID Nr. 28: Primer rev_hucaTCR_BamHI_1
SEQ. ID Nr. 29: Primer for_hucbTCR_3,
SEQ. ID Nr. 30: Primer rev_hucbTCR_2,
SEQ. ID Nr. 31: Primer for_hucbTCR_4; am 5'-Ende phosphoryliert,
SEQ. ID Nr. 32: Primer rev_hucbTCR_BamHI_1
SEQ. ID Nr. 33: Primer T7_for,
SEQ. ID Nr. 34: Primer T7_rev,
SEQ. ID Nr. 35: Primer rev_hZeta_BamHI_4,
SEQ. ID Nr. 36: Primer rev_huca-hu_tm_Zeta,
SEQ. ID Nr. 37: Primer rev_hucb-hu_tm_Zeta,
SEQ. ID Nr. 38: Polynukleotid des Wildtyp-Gen Maus αTZR (muvα-mucα) aus SEQ ID Nr. 1,
SEQ. ID Nr. 39: Polynukleotid des Wildtyp-Gen Maus βTZR (muvβ-mucβ) aus SEQ ID Nr. 2,
SEQ. ID Nr. 40: Polynukleotid des chimären partiell humanisiertes TZR-Gens (muvα-hucα) aus SEQ ID Nr. 3,
SEQ. ID Nr. 41: Polynukleotid des chimären partiell humanisiertes TZR-Gens (muvβ-hucβ) aus SEQ ID Nr. 4,
SEQ. ID Nr. 42: Polynukleotid des Einzelketten-TZR muvα-Li-muvβ-mucβ aus SEQ ID Nr. 5,
SEQ. ID Nr. 43: Polynukleotid des Einzelketten-TZR muvβ-Li-muvα-mucα aus SEQ ID Nr. 6,
SEQ. ID Nr. 44: Polynukleotid des Doppelketten-TZR in Fusion mit humaner CD3ζ-Kette muvα-hucα-huCD3ζ aus SEQ ID Nr. 7; und
SEQ. ID Nr. 45: Polynukleotid des Doppelketten-TZR in Fusion mit humaner CD3ζ-Kette muvβ-hucβ-huCD3ζ aus SEQ ID Nr. 8.
In den Primersequenzen bedeuten Y = C/T; R = A/G; V = A/C/G; W = A/C/T.
Fig. 1 zeigt eine FACS-Analyse (siehe 1.4) mittels eines vβ6-spezifischen FITC-markierten
Antikörpers (Pharmingen). Es wurde sowohl die murine T-Zell-Linie als auch der daraus ent
standene Klon 3 überprüft. Als Isotyp-Kontrolle diente anti-TCR Vα2-FITC (BD), als Posi
tiv-Kontrolle der anti-pan βTZR-FITC-Antikörper (BD). Als Negativ-Kontrolle diente der
Influenza-Matrixprotein-spezifische T-Zell-Klon 58.
Fig. 2 zeigt eine vβ6-spezifische Antikörper-Blockade des murinen T-Zell-Klons 3 im
cytotoxischen 51Chrom-Freisetzungstest (siehe 1.4). Die Blockade wurde dosisabhängig eva
luiert. Als Negativ-Kontrolle diente zum einen ein anti-Vα3.2-Antikörper (BD) und zum
anderen der p53-264-272-spezifische T-Zell-Klon 46, der gegenüber dessen eigenes zu
erkennendes p53-Peptid gegengeprüft wurde. Als Zielzelle fungierte die TAP-defiziente Zell
linie T2, die exogen mit 10-8 M Peptid beladen wurde.
Fig. 3 zeigt Beispiele des Design hdm2-spezifischer Konstrukte auf DNS-Ebene (siehe 2.),
wobei muV α/β murines variables α/β Gensegment; muC α/β murines konstantes α/β
Gensegment; huC α/β humanes konstantes α/β Gensegment; TM: Gensegment für Trans
membrane kodierend; Li: Gensegment für (GGGGS)3-Motiv kodierend und HuCD3ζ huma
nes CD3ζ-Ketten Gensegment bedeutet. Die für die Klonierung relevanten Restriktions-
Schnittstellen sind angegeben.
Fig. 4 zeigt dieselben Beispiele des Design hdm2-spezifischer Konstrukte auf Protein-Ebene
(siehe 2.), wobei muV α/β murine variable α/β-Domäne; muC α/β murine konstante α/β-
Domäne; huC α/β humane konstante α/β-Domäne; SP: murines Wildtyp-Signalpeptid; TM:
Transmembrane; Li Linker mit (GGGGS)3-Motiv und huζ: humane CD3ζ-Kette mit 3 kon
sekutiven ITAM-Motiven bedeutet. Die aus den bakteriellen Klonen abgeleiteten Nummern
sind für die individuellen Ketten angegeben.
Fig. 5 zeigt den Polylinker des Konstrukts muvα-Li-muvβ-mucβ (siehe 2.3). Der Polylinker
ist letztlich über Kpn I und Dra III in das resultierende Konstrukt eingesetzt worden.
Fig. 6 zeigt den Polylinker des Konstrukts muvβ-Li-muvα-mucα (siehe 2.3). Der Polylinker
ist letztlich über Sca I und Bsg I in das resultierende Konstrukt eingesetzt worden.
Fig. 7 zeigt die Fusionsstelle des chimären Doppelketten-TZR in Fusion zur humanen
CD3ζ-Kette muvα-hucα-huCD3ζ (siehe 2.4). Das extracytosolische, über eine Disulfidbrüc
ke dimerisierende Cystein ist mit relativer Position zum Start-Methionin angegeben.
Fig. 8 zeigt die Fusionsstelle des chimären Doppelketten-TZR in Fusion zur humanen
CD3ζ-Kette muvβ-hucβ-huCD3ζ (siehe 2.4). Das extracytosolische, über eine Disulfidbrücke
dimerisierende Cystein ist mit relativer Position zum Start-Methionin angegeben.
Fig. 9 zeigt die "fluorescence activated cell sorting" (FACS) Analyse der unter 2.) beschrie
benen Konstrukte nach retroviraler Transduktion. Dargestellt sind Beispiele durchschnittli
cher Transduktions-Effizienzen für OKT3-aktivierte PBL-Kulturen 6 Tage nach Transduktion.
Diese liegen im Bereich von 10-25% der eingestezten CD3+-Lymphozyten. Als Negativ-
Kontrolle diente ein Transfektions-/Transduktions-Ansatz mit dem leeren retroviralen Vek
tor pBullet.
Fig. 10 bis 12 zeigen Peptid-Titrationen (siehe 3.4.1), wobei T2-Zielzellen exogen mit dem
hdm2-81-88-Peptid in einer Konzentrationsreihe von 1.10-6 M bis 1.10-12 M beladen wurden.
Als Referenz fungierte der murine T-Zell-Klon 3 hdm2-81-88 (Synonym: P2) der huCD8 ×
A2Kb-transgenen Maus. Die gezeigten 51Chrom-Freisetzungstests wurden mit transduzierten
PBLs durchgeführt, die über vβ6-gerichtete magnetische Zell-Sortierung (Miltenyi-Biotec)
auf über 90% vβ6+-T-Zellen angereichert wurden. Fig. 10: als Negativ-Kontrolle diente ein
Konstrukt eines nicht-funktionellen Einzelketten-T-Zell-Rezeptors (nfTCR), das sich zwar
vergleichbar gut auf der Oberfläche der T-Zellen exprimieren ließ und dadurch auch über ma
gnetische Zell-Sortierung anreicherbar war, aber keine Funktionalität im CTL-Test bewies.
Fig. 11: Peptid-Titration des murinen heterodimeren Wildtyp-Konstruktes muTZR/8-18.
Fig. 12: Peptid-Titration des chimären heterodimeren Konstruktes huTZR/10-29.
Fig. 13 bis 15 zeigen die Erkennung von malignen transformierten Zell-Linien. Die ge
wählten Zielzellen waren HLA-A2+. Als Referenz fungierte der murine T-Zell-Klon 3 hdm2-
81-88 (Synonym: P2) der huCD8 × A2Kb-transgenen Maus. Die gezeigten 51Chrom-
Freisetzungstests wurden mit transduzierten PBLs durchgeführt, die über vβ6-gerichtete ma
gnetische Zell-Sortierung (Miltenyi-Biotec) auf über 90% vβ6+-T-Zellen angereichert wur
den. Fig. 13: als Negativ-Kontrolle diente ein Konstrukt eines nicht-funktionellen Einzel
ketten-T-Zell-Rezeptors (nfTCR), das sich zwar vergleichbar gut auf der Oberfläche der T-
Zellen exprimieren ließ und dadurch auch über magnetische Zell-Sortierung anreicherbar war,
aber keine Funktionalität im CTL-Test bewies. Fig. 14: murine heterodimere Wildtyp-
Konstrukt muTZR/8-18. Fig. 15: chimäre heterodimere Konstrukt huTZR/10-29.
Es wurden die Gene der T-Zell-Rezeptoren αTZR und βTZR aus einer doppelt-transgenen
Maus huCD8 × A2Kb präpariert, die eine HLA-A2.1 restringierte und hdm2-Protein/81-88
Peptid-spezifische T-Zell-Antwort vermitteln. Die erhaltenen Gene wurden als Wildtyp (WT)
oder modifizierte Konstrukte retroviral in humane periphere Blut-Lymphozyten (PBLs) ein
geschleust und die HLA-restringierte Antigen-Erkennung funktionell durch CD8-vermittelte
cytotoxische Lyse verschiedener Zell-Linien im 51Chrom-Freisetzungstest überprüft.
Die cytoplasmatische RNS wurde isoliert, um zum einen gezielt die noch unprozessierte,
Intron-haltige RNS, DNS-Bruchstücke als auch ribosomale RNS, die vorwiegend im Zellkern
lokalisiert sind, abzutrennen und eine Anreicherung der gewünschten "messenger"-RNS zu
erzielen. Protokoll und Materialien entsprechen weitgehend mit kleinen Modifikationen dem
"Rneasy Mini Kit" der Firma QIAGEN: für eine Präparation wurden durchschnittlich 50.106
murine Zellen des hdm2/81-88-spezifischen T-Zell-Klons 3 aus den Kulturschalen einer "24-
well-Platte" vereint und in RPMI 1640 (Biowhittaker) serumfrei gewaschen. Die Zellen wur
den unter RNase-freien Bedingungen zu je 12,5.106 Zellen pro Inkubationsröhrchen aliquo
tiert und im Zellmembranlyse-Puffer (4°C-gekühlt) für 20 min auf Eis inkubiert:
50 mM: Tris-HCl/pH 8.0
140 mM: NaCl
1,5 mM: MgCl2
140 mM: NaCl
1,5 mM: MgCl2
0,5%: Nonidet P40 (Roche 1 332 473)
1000 Einh.: Rnase-Inhibitor/ml ZML-P (Roche 799 017)
1 mM: DTT
1000 Einh.: Rnase-Inhibitor/ml ZML-P (Roche 799 017)
1 mM: DTT
Für diesen Puffer wie alle weiteren wäßrigen Lösungen, die angesetzt werden mußten, wurde
DEPC-behandeltes und doppelt-autoklaviertes deionisiertes (MilliQ von Millipore) Wasser
benutzt.
Die weiteren Schritte erfolgten gemäß einem dem Fachmann geläufigen Verfahren mit Hilfe
des QIAGEN-Protokolls unter Rnase-freien Bedingungen bei Raumtemperatur und werden
kurz beschrieben:
Die milde solubilisierten und aliquotierten Zellen wurden bei 300 g/2' (Minuten)/4°C zentri fugiert und der Überstand abgenommen. Es wurden 600 µl eines β-Mercaptoethanol-(MSH)- haltigen (1.45 mM) "RLT"-Puffers hinzugesetzt, gut gemischt und 430 µl 96% ETOH unter Mischen hinzugesetzt. Es wurde die Lösung je Aliquot auf eine Silika-Minispin-Säule gege ben und für 15" (Sekunden) bei 10.000 Upm (Umdrehungen pro Minute) in einer Eppendorf- Tischfuge zentrifugiert. Es erfolgte jeweils ein Wasch in 700 µl "RW1" sowie in 500 µl 77%- ETOH-haltigen "RPE"-Puffer. Abschließend wurden 500 µl des identischen "RPE"-Puffers hinzugegeben und die Säule für 2' bei 14.000 Upm maximal getrocknet. Die Elution der RNS erfolgte mit 54 µl Rnase-freiem Wasser bei 10.000 Upm für 2'. Die Ausbeuten lagen bei 30 µg RNS pro 12,5.106 murinen T-Zellen. Die RNS wurde zu 6 µg/10 µl bei -20°C weggefro ren.
Die milde solubilisierten und aliquotierten Zellen wurden bei 300 g/2' (Minuten)/4°C zentri fugiert und der Überstand abgenommen. Es wurden 600 µl eines β-Mercaptoethanol-(MSH)- haltigen (1.45 mM) "RLT"-Puffers hinzugesetzt, gut gemischt und 430 µl 96% ETOH unter Mischen hinzugesetzt. Es wurde die Lösung je Aliquot auf eine Silika-Minispin-Säule gege ben und für 15" (Sekunden) bei 10.000 Upm (Umdrehungen pro Minute) in einer Eppendorf- Tischfuge zentrifugiert. Es erfolgte jeweils ein Wasch in 700 µl "RW1" sowie in 500 µl 77%- ETOH-haltigen "RPE"-Puffer. Abschließend wurden 500 µl des identischen "RPE"-Puffers hinzugegeben und die Säule für 2' bei 14.000 Upm maximal getrocknet. Die Elution der RNS erfolgte mit 54 µl Rnase-freiem Wasser bei 10.000 Upm für 2'. Die Ausbeuten lagen bei 30 µg RNS pro 12,5.106 murinen T-Zellen. Die RNS wurde zu 6 µg/10 µl bei -20°C weggefro ren.
Die TZR-kodierende RNS mußte spezifisch in DNS umgeschrieben und amplifiziert werden,
bevor diese kloniert werden konnte. Hierzu wurde methodisch die RT-PCR herangezogen, die
im gleichnamigen Kit "Titan One Tube RT-PCR-System" der Firma Roche (1888 382) im
plementiert ist. Es wurde das "Ein-Schritt-Protokoll" gewählt, bei dem die Reverse Tran
skription ohne weitere Intervention von der Polymerase-Kettenreaktion gefolgt wird. Bei den
verwendeten Enzymen handelte es sich um die AMV-Reverse Transkriptase und ein Ge
misch der Thermus Aquaticus/Pwo-thermostabilen Polymerase ("Expand™ High fidelity"
Enzym-Mix), die in einem universalen Reaktionspuffer zum Einsatz kamen. Da die Tran
skriptionsrate der TZR-Gene und aufgrund der Varianz der TZR-Gene die Konservierung der
für die variablen Domänen kodierenden Gensequenzen gering ist, schloß sich eine "nested
PCR" (Polymerase-Kettenreaktion) an, um die Spezifität und die Signalstärke der amplifi
zierten DNS zu erhöhen. Die Variabilität des v-Gensegmentes, dessen Subfamilienzugehörig
keit a priori nicht vorhergesagt werden konnte, wurde mit einem degenerierten Primer
(for_bTCR_v4; SeqID Nr. 9) versucht zu erfassen, der einer Basensequenz für die ersten
konservierten Aminosäuren nach dem Signalpeptid kodierend entsprach. Ein artifizielles
Gensegment, das für ein murines TZR-Signalpeptid kodiert, sollte ursprünglich über syntheti
sche Oligonukleotide vorgeschaltet werden, um eine Direktion des in vivo synthetisierten
Proteins in das Lumen des Endoplasmatischen Retikulums zu gewährleisten. Es wurde ein
innerhalb des konstanten Gensegmentes revers hybridisierender Primer (rev_bTCR_c4; Se
qID Nr. 10) gewählt, um der zusätzlichen Varianz der beiden möglichen c-Gensegmente (c
β1 oder cβ2) der β-Kette, die einige Basenunterschiede an deren 3'-Ende aufweisen, zu ent
gehen. Die Oligonukleotide der "nested PCR" besaßen neben der TZR-Komplementarität zu
sätzlich an dessen 5'-Ende Sequenzen der Restriktionsschnittstellen für EcoRI bzw. AscI. Der
in Vorwärtsrichtung hybridisierende Primer (for_Eco_bTCR_v5; SeqID Nr. 11) der nested
"PCR" war in der Sequenz des v-Gensegmentes deckungsgleich zum degenerierten RT-PCR-
Primer, wohingegen der zum c-Gensegment komplementäre in Rückwärtsrichtung hybridisie
rende Primer (rev_Asc_bTCR_c6; SeqID Nr. 12) mehr als 120 Basen relativ zum reversen
1. Primer des TZR-Leserahmens einwärts versetzt lag, so daß es sich genau um eine "3'-
located nested PCR" handelte. Hierdurch wurde die Spezifität der PCR erhöht, da in 2 unab
hängigen PCR-Schritten an 2 unterschiedlichen Orten ein sequenzspezifisches Erkennungs
ereignis stattgefunden haben muß. Das komplette c-Gensegment wurde mittels eines reversen
degenerierten Primers (rev_Ase_bTCR_c2; SeqID Nr. 14) zum Erfassen der beiden potenti
ell möglichen cβ1-/cβ2-Gensegmente und eines in Leserichtung entsprechenden Primers
(for_Eco_bTCR_c2; SeqID Nr. 13) des cβ-Gensegmentes über RT-PCR ohne nachgeschal
tete "nested PCR" erfaßt und kloniert. Im Überlappungsbereich der beiden Amplifikate im cβ-
Bereich befand sich eine singuläre NcoI-Schnittstelle, mittels derer das trunkierte vβ-/cβ- und
das vollständige cβ-Gensegment in einer anschließenden Subklonierung zusammengefügt
werden konnten.
Das Pipettierschema und das PCR-Protokoll der RT-PCR entsprach prinzipiell dem durch die
Firma Roche beschriebenen Verfahren. Die anschließende "nested PCR" erfolgte analog unter
Ersatz der Komponenten Rnase-Inhibitor und DTT durch autoklaviertes Wasser. Statt der 2 µl
RNA (0,1-1 µg) wurde 2 µl des Amplifikats der RT-PCR eingesetzt. Die technischen Vor
aussetzungen des PCR-Geräts ermöglichten den simultanen Test verschiedener Hybridisie
rungstemperaturen im 2. Schritt des klassischen PCR-Zyklus in einem Temperaturgradienten
von 35°C-55°C in Intervallen für 5 ausgesuchte Temperaturen von 36°C, 39°C, 44°C, 52°C
und 56°C. Für die höheren Temperaturen von 44-56°C konnten singuläre Banden der ge
wünschten Länge erzielt werden, dessen Intensität durch die 2. PCR verstärkt wurden und aus
reichend waren, um in Vektoren inseriert zu werden.
Die Sequenzierung von 8 bakteriellen Klonen ergab einige randomisierte Basenaustausche,
die auf der zu anderen Polymerasen vergleichbar hohen Fehlerrate des Expand™-Enzym-
Mixes beruhten. Die gewählten Klone trugen zudem alle die Sequenzinformation für das Si
gnalpeptid und einen kurzen Bereich des nicht-kodogenen, 5'-untranslatierten Bereiches von
weniger als 100 Basen, so daß davon ausgegangen werden konnte, daß der v-Gensegment-
spezifische degenerierte Primer eine ähnliche Sequenz flußaufwärts erkannte und die zusätzli
che Sequenz des Wildtyp-Signalpeptids lieferte.
Für die Sequenzermittlung der α-Kette war die RACE-PCR die zum Ziel führende Strategie:
das analog dem oben beschriebenen Ansatz konzipierte degenerierte Oligonukleotid erbrachte
ausschließlich die kodogene Sequenz eines aufgrund einer Leserasterverschiebung in der
CDR3-Schleife nicht-funktionellen T-Zell-Rezeptors. Die allele Exklusion ist nicht in dem
selben Maße valid wie für die β-Kette des TZR. Die RACE-Technologie ist im gleichnamigen
System der Firma Roche (1 734 792) etabliert und muß mit αTZR-Gen-spezifischen Oligonu
kleotiden ergänzt werden: hierzu wird im Rahmen der "5'-RACE-PCR" die 5'-lokalisierte
Varianz der kodogenen Sequenz umgangen, indem eine bekannte, kurze Adenin-
Oligonukleotid-Sequenz am 3'-Ende der revers transskribierten cDNS-Sequenz mittels der
terminalen Transferase generiert wird, die in Folge als Erkennungssequenz für einen in Lese
richtung 5'-lokalisierten PCR-Primer fungiert. Die reversen PCR-Primer liegen innerhalb der
invarianten Sequenz, die für die konstante Domäne kodiert. Für die reverse Transkription
wurde der Primer rev_Asc_aTCR_c1 (SeqID Nr. 15) verwendet, der zusammen mit
for_Eco_aTCR_c6 (SeqID Nr. 18) auch zur Amplifikation via RT-PCR des Volllängen cα-
Segmentes verwendet wurde. Es wurde das Konzept einer konsekutiven 2-Schritt-"nested
PCR" mit Hilfe der Primerpaare "Oligo d(T)-Ankerprimer" (Komponente des RACE-PCR-
Kits)/rev_aTCR_c5 (SeqID Nr. 16) und "PCR Ankerprimer" (Komponente des RACE-
PCR-Kits)/rev_Asc_aTCR_c4 (SeqID Nr. 17) verfolgt, so daß auch hier die Subklonierung
der vollständigen Sequenz, die für die konstante Domäne kodiert, sich anschloß. Die PCR-
Primer mußten so liegen, daß im Überlappungsbereich der amplifizierten Genabschnitte die
singuläre NcoI-Schnittstelle lag. Die trunkierte, das vα-Gensegment-enthaltende PCR-
Amplifikat wurde über 5'-SalI und 3'-AscI in pNEB 193 (New England Biolabs) kloniert, wo
hingegen das konstante Gensegment über EcoRI und AscI in pNEB193 inseriert wurde. Die
Amplifikate wurden klassisch kloniert (J. Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning. A Labo
ratory Manual 2nd edn., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor) mittels der Rei
nigung über LMP-Gele und Phenol/Chloroform-Extraktion, bevor diese restriktionsenzyma
tisch verdaut und die Enden mit Hilfe des "High Pure PCR Product Purification Kit" (Roche,
1 732 668) abgetrennt wurden.
Das Mehrschrittprotokoll lehnt sich weitgehend an das kommerzielle Protokoll an unter Zu
hilfenahme eines programmierbaren PCR-Gerätes: die reverse Transkription, die Transferase-
Reaktion und die anschließende 2-Schritt "nested PCR" sind im PCR-Gerät "MasterCycler"
der Firma Eppendorf durchgeführt worden. Im Rahmen der spezifischen α-Ketten-
Amplifikation kam die Gradiententechnologie im Hybridisierungsschritt für die Temperaturen
39°C, 44°C, 52°C und 56°C zur Anwendung. Es wurde die Pfu-Polymerase (Stratagene) ge
wählt, da zu diesem Zeitpunkt dieses als das Enzym mit der geringsten Fehlereinbaurate galt.
Die 1. PCR ergab bereits eine schwache Bande der zu erwartenden Größe von 0.9 kB im gesamten
Temperaturspektrum, deren Intensitäten durch die nachfolgende PCR verstärkt wer
den konnten und zudem auftretende "Primer-Dimer" herausverdünnt werden konnten. In der
abschließenden PCR ergab sich eine Verkürzung des Amplifikates um 70 Bp gemäß der theo
retischen Lage der versetzt hybridisierenden Primer. Im Agarose-Gel zeichnete sich eine
Doppelbande von 100 Bp Längendifferenz ab, die auf das Vorhandensein der funktionellen
und der nicht-funktionellen α-Kette hinwies. Die Banden wurden gemeinsam im präparativen
Gel ausgeschnitten, um beide Amplifikate in der anschließenden Klonierung zu erfassen. Es
wurden 7 Klone gefunden, die für einen funktionellen Leserahmen kodierten und identische
Sequenzen besaßen.
Die Existenz eines vβ6- bzw. vα10-Gensegmentes in dem murinen hdm2-Protein/81-88 spe
zifischen T-Zell-Klon 3 wurde auf verschiedenen Wegen verifiziert:
- a) RT_PCR mittels eines vβ6-spezifischen Primers bzw. eines vα10-spezifischen Primers. Die RNS wurde zuvor aus dem murinen hdm2-P2 spezifischen T-Zell-Klon 3 gereinigt, indem die spezifischen T-Zellen über anti-huCD8 magnetisch markierte Antikörper von den murinen "feeder"-Zellen getrennt wurden. Als Negativ-Kontrolle diente ein Influenza- Matrixprotein-(FluM1 58-66) spezifischer T-Zell-Klon.
- b) FACS-Analyse (Fig. 1) mittels eines vβ6-spezifischen FITC-markierten Antikörpers (Pharmingen). Es wurde sowohl die murine T-Zell-Linie als auch der daraus entstandene Klon 3 überprüft. Als Positiv-Kontrolle diente ein FITC-markierter Antikörper, der den β- Ketten-Anteil subfamilienunabhängig erkennt.
- c) vβ6-spezifische Antikörper-Blockade des murinen T-Zell-Klons 3 im cytotoxischen 51Chrom-Freisetzungstest (Fig. 2).
Der retrovirale Vektor pBullet, ein funktionelles Derivat von pStitch (Weijtens et al., 1998)
gehört zu den sogenannten Spleiß-Vektoren, in denen das Transgen im selben Sequenzen-
Kontext relativ zu den Spleiß-Akzeptor- und Donor-Elementen SA und SD kloniert werden
muß wie das env-Gen, um eine maximale Expression zu gewährleisten. Hierzu wird über ent
sprechende Primer eine NcoI-Schnittstelle innerhalb des Startcodons "ccATGg" konzipiert.
Dies veränderte für beide Wildtyp-Ketten αTZR und βTZR die 2. Aminosäure von Lys nach
Glu bzw. Asn nach Asp. Am 3'-Ende der Leserahmen wurde die singuläre BamHI-
Schnittstelle gewählt. Die Restriktionsenzyme und modifizierenden Enzyme wurden von New
England Biolabs (NEB) bezogen. Bei der thermostabilen Polymerase handelte es sich zumeist
um die native oder klonierte Pfu-DNS-Polymerase (Pyrococcus furiosus, Stratagene) oder um
die Pfx-DNS-Polymerase (Pyrococcus sp., Life Technologies)
Für den Fall, daß die NcoI-Schnittstelle nicht intern existierte (partiell humanisierte Ketten),
konnten die Gensegmente direkt über Primer amplifiziert und kloniert werden, die die Se
quenzen für NcoI enthielten (for_NcoI_aTCR_4, SeqID Nr. 19; for_NcoI_bTCR_4, SeqID
Nr. 21).
Da die NcoI-Schnittstelle für die Wildtyp-Ketten im Gensegment für die konstanten Domänen
vorkam, wurden die kodogenen Leserahmen über Oligonukleotide (for_NcoI_aTCR_5b,
SeqID Nr. 20; for_NcoI_bTCR_5b, SeqID Nr. 22) amplifiziert, die 5'-terminal derart ver
kürzte, stumpfendige NcoI-Schnittstellen besaßen, so daß diese nach stumpfendigem Auffül
len NcoI-geschnittener Vektor-DNS mit Hilfe der T4-DNS-Polymerase mit letzteren zu voll
ständigen NcoI-Schnittstellen komplementierten. rev_aTCR_BamHI (SeqID Nr. 23) und
rev_bTCR_BamHI_1 (SeqID Nr. 24) wurden als abschließender reverser Primer für alle
murinen Doppelketten- und Einzelketten-Konstrukte benutzt.
Für eine funktionelle Chimärisierung der murinen TZRs sollten 2 Kriterien erfüllt werden:
- a) die murinen konstanten Domänen sollten derart gegen die entsprechenden humanen Do mänen ausgetauscht werden, so daß diese Domänen in ihrer Immunglobulin-ähnlichen Faltungsstruktur vollständig erfaßt werden. Ebenso waren die vollständigen variablen Domänen zu erfassen, um keine Beeinträchtigung der in dieser Domäne nahezu car boxyterminal liegenden CDR3-Schleife zu verursachen.
- b) Die Fusion hatte derart zu erfolgen, daß der Übergang möglichst kein Neoantigen gene rierte, das zu einer ungewollten Immunreaktion führen könnte.
Im Fall von b) ergaben sich im allgemeinen für beide Ketten im Vergleich humaner mit muri
ner Sequenzen folgende Eigenschaften: in einem Bereich von bis zu 8 Aminosäuren hinter
dem letzten Konsensusmotiv "G × G", das die CDR3-Schleife abschließt, sind die Positionen
relativ stark konserviert. Dieser Bereich wird durch eine hochkonservierte Sequenz von bis zu
11 Aminosäuren abgeschlossen. Hiernach beginnen die murinen von den humanen Sequen
zen, für jede Spezies hoch konserviert, abzuweichen. Der zentrale Bereich liegt in der ausge
dehnten Schleife, die die variable Domäne mit der konstanten verbindet (siehe Kriterium a)).
Im Idealfall war die Chimärisierung innerhalb einer hoch konservierten Aminosäure(AS)-
Triplett-Sequenz vorzunehmen.
Im Fall des αTZR bestand die hochkonservierte Triplettsequenz aus "Q-N-P" (Base 400-408
relativ zum Startcodon des murinen αTZR). An Position 407-415 schloß sich eine singuläre
AlwNI-Schnittstelle an, die zur Fusion genutzt werden konnte: die 3'-versetzte Lage der
AlwNI bedingte, daß statt des in humanen Sequenzen konservierten Aspartats das in murinen
Sequenzen konservierte Glutamat vorlag. Dieser konservative Aminosäureaustausch wurde
als wenig immunogen und damit tolerabel erachtet. Der chimäre, hoch-konservierte Bereich
lautete I133-Q-N-P-E-P-A-V-Y-Q-L-R144, in dem R144 die erste humanspezifische Aminosäure
darstellt. I133 befindet sich an der neunten Position hinter dem die CDR3-Schleife abschlie
ßenden Konsensusmotiv "G × G".
Die Klonierungsstrategie sah vor, die LMP-Agarose-isolierten EcoRI/AlwNI-geschnittenen
vα-Segmente mit den AlwNI/BamHI-verdauten cα-PCR-Amplifikaten zu ligieren, die ge
mischten Ligationsprodukte mit EcoRI und BamHI nachzuschneiden und das präparierte Li
gationsprodukt der potentiell korrekten Fragmentlänge in den Expressionsvektor pcDNA3.1(-)
(Invitrogen) zu klonieren. Ein asymmetrischer Testverdau ergab die Klone mit der ge
wünschten Abfolge der Ligationsedukte.
Die humanen konstanten Gensegmente cα bzw cβ wurden durch klassische RT-PCR, wie sie
als Bestandteil des oben beschriebenen Roche-Kits implementiert ist, mit anschließender "ne
sted" PCR aus der humanen Leukämie-Zelllinie Jurkat isoliert.
Im Fall des humanen cα-Gensegmentes mußte mit Hilfe mutagener PCR-Primer an 2 Posi
tionen zum einen die AlwNI-Schnittstelle (T nach A; s. Tabelle unten) generiert werden und
zum anderen die Kompatibilität zur murinen Sequenz hergestellt werden (c nach a; s. Tabelle
unten), da die mittleren 3 Positionen der AlwNI-Schnittstelle degeneriert sein dürfen:
Die in der murinen Sequenz natürlich vorkommende AlwNI-Schnittstelle ist fett dargestellt,
die 3'-versetzte Schnittposition ist unterstrichen. Das degenerierte Triplett ist klein geschrie
ben. Die erforderlichen Basenaustausche für den humanen "Primer" zur Beibehaltung einer
Maussequenz-kompatiblen AlwNI-Schnittstelle sind fett dargestellt. Die 5'-initiale Base des
mutagenen Primers ist kursiv. Die resultierende chimäre AS-Sequenz ist fett dargestellt (s.
Text); das hoch-konservierte AS-Triplett ist zudem unterstrichen.
Die Amplifikation des cα-Fragmentes erfolgte über eine "nested" PCR. Die Mutationen wur
den in den "nested" Primer (for_hucaTCR_AlwNI_3; SeqID Nr. 27) gelegt, wohingegen der
RT-PCR-Primer (for_hucaTCR_2; SeqID Nr. 25) noch der humanen Wildtyp-Sequenz
entsprach. Der reverse "nested" Primer rev_hucaTCR_BamHI_1 (SeqID Nr. 28) besaß so
wohl das Stopcodon als auch die klonierbare BamHI-Schnittstelle, wohingegen der reverse
RT-PCR-Primer (rev_hucaTCR_2; SeqID Nr. 26) den 3'-liegenden nicht-kodogenen Be
reich erkannte.
Im Fall des βTZR kam ebenso das "nested" PCR-Prinzip gekoppelt an eine stumpfendige Li
gation zur Anwendung (SeqID Nrn. 29-32). Die hoch-konservierte Triplettsequenz bestand
aus "E-D-L" (Base 400-408 relativ zum Startcodon des murinen βTZR). Deckungsgleich be
fand sich eine das variable Gensegment umfassende und singuläre BstYI-Schnittstelle (Base
402-407). Ein für das humane konstante Domänen-Gensegment spezifischer Primer
(for_hucbTCR_4; SeqID Nr. 31) sollte über sein 5'-terminales Ende, das mit einem phos
phorylierten "T" die letzte Base der potentiell palindromen Erkennungssequenz von BstYI
darstellt, das mit BstYI-verdaute (produziert überhängende 5'-Enden, die mit der T4-DNS-
Polymerase komplementär unter Zugabe von dNTP's aufgefüllt und nicht abgedaut werden)
und stumpfendig aufgefüllte 3'-Ende des murinen variablen Domänen-Gensegmentes kom
plementieren, so daß der richtige Leserahmenkontext erhalten blieb. Das vβ-Fragment wurde
mit EcoRI nachgeschnitten und aus einem LMP-Gel isoliert, das cβ-PCR-Amplifikat wurde
als zusätzlich enzymatisch phosphoryliertes (T4-Polynukleotid-Kinase, NEB) einseitig stumpfendiges
BamHI-Fragment in der Ligation eingesetzt. Die gemischten Ligationsprodukte
wurden mit EcoRI/BamHI nachgeschnitten und das Fragment mit der potentiell richtigen
Fragmentlänge in pcDNA3.1(-) kloniert. Ein asymmetrischer Testverdau ergab die Klone mit
der gewünschten Abfolge und Orientierung der Ligationsedukte.
Die in der murinen Sequenz natürlich vorkommende BstYI-Schnittstelle ist fett dargestellt,
die 5'-versetzte Schnittposition, die 5'-Überhänge generiert, ist unterstrichen. Die 5'-initiale
und phosphorylierte Base "T" des humanen "nested" Primers, die die letzte Base von BstYI
im chimären Konstrukt ergänzt, ist kursiv. Die resultierende chimäre AS-Sequenz ist fett dar
gestellt (s. Text); das hoch-konservierte AS-Triplett ist zudem unterstrichen.
Der chimäre hoch-konservierte Bereich lautete E133-D-L-N136, in dem N136 die erste human
spezifische Aminosäure darstellt. E133 befindet sich an der siebten Position hinter dem kon
servierten "G × G"-Motiv, das die CDR3-Schleife abschließt.
Einzelketten-TZRs bestehen aus der Fusion der variablen Domänen vα mit vβ und einer an
gefügten konstanten Domäne cα oder cβ (Eshar et al., 1993). Der Vorteil solcher Konstrukte
liegt in der definierten 1 : 1-Stöchiometrie der beiden variablen Domänen in einem Konstrukt
und der definierten Reaktivität aufgrund der auszuschließenden heterogenen Paarung endoge
ner mit exogener Doppelketten-TZRs. Die variablen Domänen wurden über einen flexiblen
Polylinker eines redundanten (GGGGS)3-Motivs verbunden. Die Enden des synthetischen
Oligonukleotids beherbergten singuläre Schnittstellen, mit denen das carboxyterminale Ende
der einen variablen Domäne, hinter der essentiellen CDR3-Schleife gelegen, mit dem Anfang
der anderen variablen Domäne, hinter der Sequenz, die für das signalpeptid kodiert, liegend
verknüpft werden konnten. Konzeptionell wurden fünf Kriterien beachtet:
- a) der Polylinker mußte lang genug sein, um die Enden der variablen Enden zu verbinden. Hierzu wurden murine TZR-Kristallstrukturen einer MHC-H-2Kb-Spezifität zu Rate ge zogen.
- b) der Polylinker hatte die Enden derart zu verbinden, so daß dieser zum einen die Spezifität der CDR3-Schleife nicht beeinträchtigte, zum anderen das Signalpeptid der nachgeschal teten variablen Domäne hinreichend eliminierte unter Beibehaltung ihrer funktionellen Struktur. Um dies zu bewerkstelligen, wurden in dem Polylinker Aminosäure-Sequenzen der jeweiligen variablen Domäne mit aufgenommen für den Fall, in dem die singulären Schnittstellen nicht ideal lagen.
- c) Der Polylinker mußte zum einen flexibel sein, was mit Hilfe einer sterisch begünstigenden Aneinanderreihung von Glycin-Resten bewerkstelligt werden sollte, zum anderen hinrei chend löslich sein, um Aggregatbildung und Präzipitation zu vermeiden: die Hydroxyl- Gruppe des Serin-Restes bildet Wasserstoff-Brücken mit solvatisierenden Wasser- Molekülen aus und bildet lokale Dipole.
- d) Um die Transkription im richtigen Leserahmen nicht zu beeinträchtigen, wurden die kodo genen Tripletts für die Glycin-Reste variiert ("GGC" und "GGA").
- e) Der Polylinker mußte dieselben internen singulären Schnittstellen besitzen wie die Wild typsequenzen, um in einem 2-Schritt-Klonierungsverfahren die Zwischenprodukte aufzu schneiden und die nahezu vollständigen Wildtypsequenzen über diese singulären Schnitt stellen 3'-terminal anzufügen.
Unter diesen Voraussetzungen war es möglich zwei Orientierungen der variablen Domäne
zuzulassen:
Im Fall des Konstruktes muvα-Li-muvβ-mucβ (SeqID Nr. 42; Fig. 5) wurde die singuläre Schnittstelle KpnI hinter dem letzten Konsensus-Motiv "G × G" der variablen vα-Domäne und DraIII als die die Signalpeptid kodierende Sequenz abschließende Restriktionsschnittstelle in der vβ-Domäne gewählt. In einem ersten Schritt wurde das hybridisierte, doppelsträngige Oligonukleotid beidseitig mit KpnI geschnitten und zwischen die vα-kodierende und cα- kodierende Sequenz des Wildtyp-αTZR kloniert. Hiernach wurde das chimäre Zwischenpro dukt mit DraIII/BamHI aufgeschnitten und die die βTZR-kodierende Sequenz, die über einen DraIII/BamHI-Verdau ihre die Signalpeptid-kodierende Sequenz verloren hatte, hineinklo niert. Das erste Glycin des Polylinkers lag an Position 6 relativ zum aminoterminalen Gly des "G × G"-Konsensus-Motivs in vα, das letzte Serin des Polylinkers, aufgrund einer zwischenge schalteten stumpfendigen Ligation über ein Arginin verbunden, vor Position Asp22 der vβ- Domäne.
Im Fall des Konstruktes muvα-Li-muvβ-mucβ (SeqID Nr. 42; Fig. 5) wurde die singuläre Schnittstelle KpnI hinter dem letzten Konsensus-Motiv "G × G" der variablen vα-Domäne und DraIII als die die Signalpeptid kodierende Sequenz abschließende Restriktionsschnittstelle in der vβ-Domäne gewählt. In einem ersten Schritt wurde das hybridisierte, doppelsträngige Oligonukleotid beidseitig mit KpnI geschnitten und zwischen die vα-kodierende und cα- kodierende Sequenz des Wildtyp-αTZR kloniert. Hiernach wurde das chimäre Zwischenpro dukt mit DraIII/BamHI aufgeschnitten und die die βTZR-kodierende Sequenz, die über einen DraIII/BamHI-Verdau ihre die Signalpeptid-kodierende Sequenz verloren hatte, hineinklo niert. Das erste Glycin des Polylinkers lag an Position 6 relativ zum aminoterminalen Gly des "G × G"-Konsensus-Motivs in vα, das letzte Serin des Polylinkers, aufgrund einer zwischenge schalteten stumpfendigen Ligation über ein Arginin verbunden, vor Position Asp22 der vβ- Domäne.
Im Fall des Konstruktes muvβ-Li-muvα-mucα (SeqID Nr. 43; Fig. 6) wurde die singuläre
Schnittstelle ScaI hinter dem letzten Konsensus-Motiv "G × G" der variablen vβ-Domäne und
BsgI als die die Signalpeptid kodierende Sequenz abschließende Restriktionsschnittstelle in
der vα-Domäne gewählt. In einem ersten Schritt wurde das hybridisierte, doppelsträngige
Oligonukleotid beidseitig mit ScaI geschnitten und zwischen die vβ-kodierende und cβ-
kodierende Sequenz des Wildtyp-βTZR kloniert. Hiernach wurde das chimäre Zwischenpro
dukt mit BsgI/BamHI aufgeschnitten und die die αTZR-kodierende Sequenz, die über einen
BsgI/BamHI-Verdau ihre die Signalpeptid kodierende Sequenz verloren hatte, hineinkloniert.
Das erste Glycin des Polylinkers lag an Position 6 relativ zum aminoterminalen Gly des
"G × G"-Konsensus-Motivs in vβ, das letzte Serin des Polylinkers vor Position Val24 der vα-
Domäne.
Die Signaltransduktion der Doppelketten-TZRs sollte optimiert werden. Hierzu fusionierte
man die jeweiligen Doppelketten-α/βTZRs an die nahezu vollständige CD3ζ-Untereinheit des
CD3-Komplexes. Diese Fusion bewerkstelligt gemäß verschiedener Publikationen (Eshar et
al., 1994) eine effiziente und CD3-unabhängige Kopplung des TZR an die in der Kaskade
flußaufwärts bzw. flußabwärts liegenden Effektoren Lck56 bzw. ZAP-70.
Es wurde eine modifizierte Ligations-PCR-basierende Technik etabliert, mit deren Hilfe man
unabhängig von singulären Schnittstellen beliebige Fusionen zur Herstellung chimärer Protei
ne erzeugen konnte und die Spezifität der erhaltenen PCR-Amplifikate deutlich erhöht wurde
im Vergleich zu einer konventionellen Ligations-PCR. Die genetische Fusion wird über einen
reversen, chimären Primer (rev_huca-hu_tm_Zeta, SeqID Nr. 36, Fig. 7; rev_hucb-
hu_tm_Zeta; SeqID Nr. 37, Fig. 8) definiert, der mit einem Vorwärts-Primer (T7_for;
SeqID Nr. 33) als PCR-Amplifikat den "Mega-Primer" produziert: in einem ersten, konven
tionellen Ligations-PCR-Schritt wird für den 5'-liegenden Fusionspartner ein "Megaprimer"
generiert, der zudem als Sequenzanhängsel eine kurze für den 3'-liegenden Fusionspartner
spezifische Sequenz trägt. Um die Spezifität der PCR-Signale deutlich zu erhöhen, werden
bereits in der ersten PCR Primer verwendet, die außerhalb des kodogenen, chimären Amplifi
kates an den vorgelegten "Templates" hybridisieren (T7_for; T7_rev; SeqID Nr. 33, 34), um
dann in der zweiten PCR inwärts-liegende ("nested") Primer zu verwenden. In dieser liefert
der Mega-Primer zusammen mit einem auf den 3'-liegenden Fusionspartner hybridisierenden
reversen "nested" Primer (rev_hZeta BamHI_4; SeqID Nr. 35) ein Zwischenprodukt, das
mit einem dritten, am 5'-Ende "nested" liegenden Vorwärts-Primer (for_aTCR_NcoI_5b;
for_bTCR_NcoI_5b; SeqID Nr. 20, 22) ein an den Enden getrimmtes PCR-Amplifikat lie
fert.
Der Fusionspunkt wurde auf die die Disulfidbrücken-bildenden Cysteine festgelegt: hierdurch
verloren die TZRs ihre cytoplasmatische Sequenz, die Transmembrane und einen kurzen Be
reich extracytoplasmatisch liegender Aminosäuren bis zum dimerisierenden Cystein, die hu
mane -Kette verlor ebenso einen kurzen extraycytoplasmatischen Abschnitt, sollte aber ex
klusive ihres Cystin-bildenden Cysteins für den transmembranen und cytosolischen Bereich
inkusive der drei bivalenten "ITAM"-Motive kodieren. Der reverse chimäre Primer kodiert
für die 3'-terminal liegenden 21 Basen des jeweiligen partiell humanisierten TZR und für die
5'-terminal liegenden 21 Basen der humanen CD3ζ-Kette (Fig. 7). Die chimären Konstrukte
sind von der konstanten Domäne an humanisiert.
Zur Transduktion humaner peripherer T-Lymphozyten wurde ein funktionelles Derivat des
pStitch-Systems (Weijtens et al., 1999) verwendet. Die zur Verpackung notwendigen retrovi
ralen Gene werden über individuelle Plasmide im Wege einer Cotransfektion der Verpac
kungszellinie 293T kodiert (Soneoka et al., 1995): pHit60 kodiert für die gag-pol-Struktur-
und Polymerase-Gene aus dem Moloney murinen Leukämie-Virus (MoMuLV), pColt-Galv
für das env-Hüllprotein des "gibbon ape leukemia virus", das imstande ist, an den Na+-
/Phosphat-Synporter Pit humaner Zellen zu binden und damit letztere zu transduzieren. Die
chimären Viruspartikel besitzen somit einen amphotropen Pseudotyp und können verschiede
ne Säugerzellen, außer Maus, transduzieren.
Die isolierten bakteriellen Klone der in das pStitch-Derivat klonierten T-Zell-Rezeptor-Gene
wurden über Plasmid-Präparationen, die eine Entfernung residueller Endotoxine versprechen
(Qiagen, Produkt 12362), gereinigt und zu 1 µg/µl eingestellt. Die DNS wurde über die Cal
ciumphosphat-Präzipitation transient in die Verpackungszelllinie 293T eingeführt (GiboBRL-
Life Technologies, Produkt 18306-019). Hierbei werden im Rahmen der WT- oder modifi
zierten Doppelketten-T-Zell-Rezeptoren αTZR und βTZR bis zu 80 µg DNS eingesetzt:
20 µg αTZR-Konstrukt
20 µg βTZR-Konstrukt
20 µg pColt-Galv
20 µg pHit 60
20 µg αTZR-Konstrukt
20 µg βTZR-Konstrukt
20 µg pColt-Galv
20 µg pHit 60
Im Fall der Einzelketten-TZRs werden 60 µg DNS eingesetzt. 293T wurde in einem modifi
zierten DMEM-Medium (DMEM/H) kultiviert:
DMEM, 4,5% Glukose (Bio Whittaker)
10% hitzeinaktiviertes FKS
2 mM Glutamin
1 × Penicillin/Streptomycin
1 × nicht-essentielle Aminosäuren
25 mM HEPES
DMEM, 4,5% Glukose (Bio Whittaker)
10% hitzeinaktiviertes FKS
2 mM Glutamin
1 × Penicillin/Streptomycin
1 × nicht-essentielle Aminosäuren
25 mM HEPES
Am Vortag der Transfektion wurden die Zellen 293T auf 0,9.106 Zellen pro T25-Flasche und
Transfektionsansatz in 5 ml DMEM/H ausgesät. 4 h vor Transfektion wurde das Medium ge
gen frisches, auf Raumtemperatur (RT) erwärmtes DMEM-H (3 ml) ersetzt. Die Transfektion
erfolgte laut Vorschrift des kommerziellen Protokolls (Life Technologies). 1 ml des Transfek
tionsansatzes wurde zu der jeweiligen Flasche unter vorsichtigem Hinzutropfen pipettiert. Das
DNS-Ca3(PO4)2-Präzipität sollte fein verteilt sich auf den adhärenten Zellen niederlegen.
Am darauffolgenden Morgen wurde das Medium gegen frisches, auf RT erwärmtes DMEM/H
ausgetauscht. 6 h später erfolgte die Kokultivierung mit den aktivierten PBLs.
3 Tage vor der angesetzten Kokultivierung wurden fikollisierte PBLs zu 2.106 Zellen/ml in
huRPMI-P jeweils in 2 ml einer 24well-Platte (Zellgewebe-behandelte Oberflächen) ausgesät.
Die Aktivierung erfolgte über den kreuz-vernetzenden Antikörper OKT-3 (Orthoclone-
Diagnostics) zu 20 ng/ml.
huRPMI-P:
RPMI 1640 (2 mM Glutamin) ohne Phosphat (Life Tec., 11877-032)
10% humanes, hitzeinaktiviertes AB-Serum (HLA-A2.1 seropositiv)
25 mM HEPES
1 × Penicillin/Streptomycin (Life Tec.)
huRPMI-P:
RPMI 1640 (2 mM Glutamin) ohne Phosphat (Life Tec., 11877-032)
10% humanes, hitzeinaktiviertes AB-Serum (HLA-A2.1 seropositiv)
25 mM HEPES
1 × Penicillin/Streptomycin (Life Tec.)
Die Platten wurden in einem Brutschrank bei 37°C und 5% CO2 inkubiert.
Zur Kokultivierung wurden die aktivierten PBLs aus den jeweiligen Vertiefungen einer
24well-Platte vereinigt und gezählt. Adhärente Monozyten wurden verworfen. Die Zellen
werden abzentrifugiert (1500 rpm, 5 min, RT) und in einer Konzentration von 2,5.106 Zel
len/ml in frischem huRPMI-P aufgenommen und in den Brutschrank zurückgestellt. Das Me
dium wurde zuvor zu 400 U/ml IL-2 (Chiron) und 5 µg/ml Polybren (Sigma) eingestellt.
Jeder Transfektionsansatz wurde 6 h nach Mediumwechsel nacheinander trypsiniert: hierzu
wurde jede T25 mit 3 ml HBSS (Life Technologies) gewaschen, mit 1 ml Trypsin-EDTA (Life
Technologies) für maximal 5 Minuten inkubiert, die gelösten Zellen quantitativ aufgenommen
und in 4 ml vorgelegtes huRPMI-P (RT) unter Rühren getropft. Die 293T Zellen werden mit
2500 rad bestrahlt. Diese werden abzentrifugiert (1500 rpm, 5 min, RT) und in 4 ml frisches,
eingestelltes huRPMI-P, mit 400 U/ml IL-2 und 5 µg/ml Polybren supplementiert, resuspen
diert. Zu dem Ansatz wurde 1 ml der eingestellten PBLs gegeben und der Ansatz (0,5.106 PBLs/ml)
für drei Tage im Brutschrank (37°C, 5% CO2) inkubiert.
Am Tag 3 nach Kokultivierung wurden die suspendierten PBLs abgenommen und in fri
schem, mit IL-2 (400 U/ml) supplementiertem Medium huRPMI-P zu 0,5.106 Zellen/ml re
suspendiert. 3 Tage später erfolgte ein neuerlicher Split in frisches Medium. In diesen 7 Ta
gen wurde maximal expandiert bis zum Übergang auf T75-Flaschen. Diese Zellen konnten
direkt in einer immunologischen Anfärbung (FACS-Analsyse; Kap. 3.3, Fig. 9) oder in ei
nem klassischen 51Chrom-Freisetzungstest (Kap. 3.4, Fig. 10-15) eingesetzt werden.
Die unter 2.) beschriebenen Konstrukte wurden nach retroviraler Transduktion im "fluo
rescence activated cell sorting" (FACS) analysiert. Hierzu wurden 0,25.106 Zellen sättigend
mit Fluorophor-markierten Antikörpern gefärbt: die heterolog exprimierte β-Kette wurde mit
anti-vβ6-FITC (BD) nachgewiesen; die Gesamtheit der T-Zellen über den Marker anti-CD3-
PC5 (Coulter-Beckman) (Fig. 9).
Als Negativ-Kontrolle diente eine mit dem leeren pStitch-Derivat transduzierte Probe. Der
Wildtyp muvα-mucα/muvβ-mucβ (2.1) sowie die chimären Konstrukte muvα-hucα/muvβ-
hucβ (2.2) erzielten Transduktionseffizienzen im Bereich von 10-25% 6 Tage nach Kokulti
vierung. Die Expression konnte in mehreren Donoren HLA-A2-positiver T-Zellen reprodu
ziert werden. Das cytosolisch exprimierte Grün-fluoreszierende Protein (eGFP, umkloniert
aus eGFP-N1 der Firma Clontech) diente als externer Standard und zeigte auf, daß die ver
gleichbar schwache Transduktionseffizienz als Ausdruck des prozentualen Nachweises er
folgreich transduzierter T-Zellen ein methodisches Problem und kein intrinsisches Problem
der TZR-Transgene ist.
Um die erfolgreich transduzierten T-Zellen anzureichern, wurden diese über magnetisch mar
kierte vβ6-Antikörper im magnetischen Feld sortiert (laut Vorschrift Miltenyi-Biotec). Hierzu
wurde ein magnetisch markierter Antikörper verwendet, der den Ratten-IgG-Anteil der vβ6-
spezifischen Antikörper erkennt (Miltenyi-Biotec "Goat anti-rat IgG MicroBeads", Produkt
485-01). Es konnten Anreicherungen vβ6-positiver CD3+-T-Zellen von über 90% erreicht
werden.
Die transduzierten T-Zellen wurden in einem klassischen 51Chrom-Freisetzungstest auf ihre
zytotoxische Spezifität hin überprüft. In diesem System wurden Zielzellen radioaktiv durch
Inkorporation von 51Chrom markiert. Erkannten die retroviral modifizierten Effektorzellen die
Zielzelle peptidspezifisch, wurden letztere durch die Effektorfunktionen der T-Zelle in die
Apoptose getrieben und durch Lyse getötet. Das Ausmaß des freigesetzten Chrom-Nuklids
trifft eine Aussage über die Effektivität der Zell-Erkennung und Lyse. Die Effektivität wurde
über einen weiten Bereich des Verhältnisses eingesetzter Effektor-Zellen zu Zielzellen (E : T)
getestet. Als Referenz diente der murine hdm2-81-88 peptidspezifische T-Zell-Klon 3, aus
dem die T-Zell-Rezeptor-Gene isoliert wurden. Als Zielzellen dienten:
T2: humane TAP-defiziente Zelllinie, die exogen mit beliebigem Peptid zu beladen war. Das spezifische Peptid war hdm2-81-88, ein irrelevantes Kontroll-Peptid entstammte dem Influen za-Matrixprotein FluM1.
Saos-2/6: Transfektante der humanen Saos-2-Zelllinie, die hdm2 exprimiert und endogen pro zessiert.
Saos2/143: Transfektante der humanen Saos-2-Zelllinie, die die p53-Mutante Val143 Ala trägt. Die p53-Mutante reguliert die Expression von hdm2 in positiver Weise.
JY: EBV-transformierte LCL-B-Zelllinie
UocB11, EU-3: pre-B-Zell-Leukämie
IM-9: Plasmocytom
T2: humane TAP-defiziente Zelllinie, die exogen mit beliebigem Peptid zu beladen war. Das spezifische Peptid war hdm2-81-88, ein irrelevantes Kontroll-Peptid entstammte dem Influen za-Matrixprotein FluM1.
Saos-2/6: Transfektante der humanen Saos-2-Zelllinie, die hdm2 exprimiert und endogen pro zessiert.
Saos2/143: Transfektante der humanen Saos-2-Zelllinie, die die p53-Mutante Val143 Ala trägt. Die p53-Mutante reguliert die Expression von hdm2 in positiver Weise.
JY: EBV-transformierte LCL-B-Zelllinie
UocB11, EU-3: pre-B-Zell-Leukämie
IM-9: Plasmocytom
Die Zelllinie T2 wurde exogen mit dem hdm2-81-88-Peptid in einer Konzentrationsreihe von
1.10-6 M bis 1.10-12 M beladen. Es konnte sowohl für muvα-mucα/muvβ-mucβ (2.1) als auch
muvα-hucα/muvβ-hucβ (2.2) eine Peptid-spezifische und Dosis-abhängige cytotoxische T-
Zell-Antwort beobachtet werden. Für die beiden Konstrukte lagen bei E : T = 20 : 1 die halbma
ximalen Lysen im subnanomolaren Bereich eingesetzten Peptids. Als Negativ-Kontrolle fun
gierte ein nicht-funktioneller Einzel-Ketten T-Zell-Rezeptor, der zwar exprimiert und laut
3.3.1) anreicherbar war, aber keine Lysis-Aktivität aufwies. Als Positiv-Kontrolle diente der
murine hdm2-81-88 peptidspezifische T-Zell-Klon 3.
Die oben beschriebenen Zelllinien konnten Peptid-spezifisch lysiert werden. Einige der pre-B-
Zell-Leukämien konnten im Fall der WT-Ketten bei hohen E:T's zu 100% lysiert werden.
Ebenso wie im Fall der Peptid-Titration zeigten die Wildtyp-Ketten (2.1) eine höhere Lysis-
Effizienz im Vergleich zu den partiell humanisierten, chimären Ketten (2.2). Als Negativ-
Kontrolle fungierte ein nicht-funktioneller Einzel-Ketten T-Zell-Rezeptor, der zwar expri
miert und laut 3.3.1) anreicherbar war, aber keine Lysis-Aktivität aufwies. Als Positiv-
Kontrolle diente der murine hdm2-81-88 peptidspezifische T-Zell-Klon 3.
Claims (26)
1. Polypeptid eines eine hdm2-Protein-spezifische T-Zell Antwort vermittelnden murinen
α/β T-Zell Rezeptors gemäß SEQ ID Nr. 1 oder SEQ ID Nr. 2 oder funktioneller Varian
ten oder Teile davon oder dieses kodierende Nukleinsäuren, funktionelle Varianten oder
Teile davon.
2. Fusionsprotein, umfassend ein Polypeptid gemäß Anspruch 1 oder funktionelle Varianten
oder Teile davon oder dieses kodierende Nukleinsäuren, funktionelle Varianten oder Teile
davon.
3. Fusionsprotein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es die ζ-Region von CD3
und/oder CD8, CD16 oder Teile davon umfaßt, insbesondere die ζ-Region von humanem
CD3 und/oder CD8, CD16 oder Teile davon.
4. Fusionsprotein nach Anspruch 2 oder 3, weiterhin einen flexiblen Linker umfassend, ins
besondere einen Linker der Aminosäuresequenz (GGGGS)3.
5. Fusionsprotein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um ein chimäres,
zumindest partiell humanisiertes Fusionsprotein handelt, insbesondere gemäß SEQ ID Nr.
3 oder SEQ ID Nr. 4.
6. Fusionsprotein nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich
um einen Einzelketten T-Zell Rezeptor handelt, insbesondere gemäß SEQ ID Nr. 5 oder
SEQ ID Nr. 6.
7. Fusionsprotein nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich
um einen Doppelketten T-Zell Rezeptor handelt, insbesondere gemäß SEQ ID Nr. 7 oder
SEQ ID Nr. 8.
8. α- oder β-Kette eines T-Zell-Rezeptors, der die Antigen-Erkennungssequenz eines für die
Aminosäuren 81-88 des Proteins hdm2 oder eines Komplexes von hdm281-88 und HLA-
A2 spezifischen Antikörpers umfaßt.
9. Polypeptid nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polypep
tid synthetisch hergestellt worden ist.
10. Nukleinsäure nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine DNA oder
RNA, vorzugsweise eine DNA, insbesondere eine doppelsträngige DNA mit einer Länge
von mindestens 8 Nukleotiden, vorzugsweise mit mindestens 18 Nukleotiden, insbesonde
re mit mindestens 24 Nukleotiden ist.
11. Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Sequenz der Nukleinsäure mindestens ein Intron und/oder eine polyA-Sequenz aufweist.
12. Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 1, 2, 10 oder 11 in Form ihrer komplementären
"antisense"-Sequenz.
13. Nukleinsäure nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Nukleinsäure synthetisch hergestellt worden ist.
14. Vektor, vorzugsweise in Form eines Plasmids, shuttle Vektors, Phagemids, Cosmids, Ex
pressionsvektors, retroviralen Vektors adenoviralen Vektors oder Partikels und/oder
gentherapeutisch wirksamen Vektors, umfassend eine Nukleinsäure nach einem der An
sprüche 1, 2 oder 10 bis 13.
15. Wirtszelle, transfiziert mit einem Vektor oder infiziert oder transduziert mit einem Parti
kel gemäß Anspruch 14.
16. Wirtszelle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine T-Zelle oder
eine T-Zell-Vorläuferzelle oder eine Stammzelle handelt.
17. Wirtszelle nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf ihrer Oberfläche
ein Polypeptid oder Fusionsprotein gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 exprimiert wird.
18. Verfahren zur Identifizierung von hdm2-Protein-spezifischen Antigenen, dadurch gekenn
zeichnet, daß hdm2-präsentierende Tumorzellen oder Fraktionen davon mit einer Wirts
zelle gemäß Anspruch 17 unter Bedingungen zusammengebracht werden, bei denen die
Tumorzellen oder Fraktionen davon nur dann lysiert werden, wenn der Tumor das hdm2-
Protein-spezifische Antigen präsentiert, für welches das exprimierte Polypetid oder Fusi
onsprotein spezifisch ist.
19. Verfahren zur Herstellung eines gegen ein Polypeptid, Fusionsprotein oder eine Nuklein
säure gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 gerichteten Antikörpers, vorzugsweise eines
polyklonalen oder monoklonalen Antikörpers zur Diagnose, Behandlung und/oder Über
wachung der Behandlung von mit hdm2-Protein assoziierten Erkrankungen und/oder zur
Identifizierung von pharmakologisch aktiven Substanzen, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Antikörper produzierender Organismus mit einem Polypeptid oder funktionelle Äqui
valente davon oder Teile davon mit mindestens 6 Aminosäuren, vorzugsweise mit minde
stens 8 Aminosäuren, insbesondere mit mindestens 12 Aminosäuren nach einem der An
sprüche 1 bis 9 immunisiert bzw. mit diesen kodierenden Nukleinsäuren vakziniert wird.
20. Antikörper, hergestellt gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß er gegen ein
Polypeptid nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gerichtet ist.
21. Rekombinanter Antikörper, dadurch gekennzeichnet, daß er die Antigen-
Erkennungssequenz der α- oder β-Kette eines für die Aminosäuren 81-88 des Proteins
hdm2 oder eines Komplexes von hdm281-88 und HLA-A2 spezifischen T-Zell-
Rezeptors umfaßt.
22. Verfahren zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von mit hdm2-Protein as
soziierten Erkrankungen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Nukleinsäure,
mindestens ein Polypeptid, mindestens eine Wirtszelle oder mindestens ein Antikörper
nach einem der vorgenannten Ansprüche zusammen mit geeigneten Zusatz- und Hilfsstof
fen kombiniert wird.
23. Arzneimittel zur Behandlung von mit hdm2-Protein assoziierten Erkrankungen, dadurch
gekennzeichnet, daß es mindestens eine Nukleinsäure, mindestens ein Polypeptid, minde
stens eine Wirtszelle oder mindestens einen Antikörper nach einem der vorgenannten An
sprüche, gegebenenfalls zusammen mit geeigneten Zusatz- und Hilfsstoffen, enthält.
24. Verwendung eines Arzneimittels nach Anspruch 23 zur Behandlung von mit hdm2-
Protein assoziierten Erkrankungen.
25. Verfahren zur Herstellung eines Tests zur Auffindung funktioneller Interaktoren in Zu
sammenhang mit hdm2-Protein assoziierten Erkrankungen, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine Nukleinsäure, mindestens ein Polypeptid oder mindestens ein Antikörper
nach einem der vorgenannten Ansprüche zusammen mit geeigneten Zusatz- und Hilfsstof
fen kombiniert wird.
26. Test zur Identifizierung funktioneller Interaktoren in Zusammenhang mit hdm2-Protein
assoziierten Erkrankungen, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine Nukleinsäure,
mindestens ein Polypeptid oder mindestens einen Antikörper nach einem der vorgenann
ten Ansprüche, gegebenenfalls zusammen mit geeigneten Zusatz- und Hilfsstoffen, ent
hält.
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| DE10109854A DE10109854A1 (de) | 2001-03-01 | 2001-03-01 | Polypeptide eines hdm2-Protein spezifischen murinen alpha/beta T-Zell Rezeptors, diese kodierende Nukleinsäuren und deren Verwendung |
| PCT/EP2002/002187 WO2002070552A2 (de) | 2001-03-01 | 2002-02-28 | POLYPEPTIDE EINES HDM2-PROTEIN SPEZIFISCHEN MURINEN Α/β T-ZELL REZEPTORS, DIESE KODIERENDE NUKLEINSÜREN UND DEREN VERWENDUNG |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE10109854A DE10109854A1 (de) | 2001-03-01 | 2001-03-01 | Polypeptide eines hdm2-Protein spezifischen murinen alpha/beta T-Zell Rezeptors, diese kodierende Nukleinsäuren und deren Verwendung |
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ID=7675927
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Also Published As
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|---|---|
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| JP2004535778A (ja) | 2004-12-02 |
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| WO2002070552A2 (de) | 2002-09-12 |
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