Humane rekombinante Antikörper gegen CEA und NKG2D in mono- und bispezifischen Formaten
Die Verwendung monoklonaler Antikörper stellt eine wichtige und erfolgreiche Option für die Diagnostik und Behandlung von Krebserkrankungen dar. Die Entwicklung neuer gentechnologischer Verfahren erlaubte Anfang der 1990er Jahre die Generierung genetisch vollständig humaner Antikörper. Neue Screening- und Engineering-Technologien ermöglichten darüber hinaus die Schaffung einer neuen Antikörpergeneration in einer Vielfalt an Formaten mit verbesserten Eigenschaften bei gleichzeitig reduzierter Immunogenität. Einen vielversprechenden Ansatz bilden die Generierung und der Einsatz bispezifischer Antikörper, welche zwei verschiedene Tumor-assoziierte Antigene binden können oder Antigene auf der Oberfläche von Tumorzellen und Effektorzellen erkennen.
Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung von humanen monoklonalen Antikörpern gegen das Tumor-assoziierte Antigen CEA und das Effektorzellantigen NKG2D in verschiedenen mono- und bispezifischen Formaten hinsichtlich der Antigenbindung, des Aggregationsverhaltens und ihrer Funktionalität.
Ausgehend von scFv-Fragmenten, die mittels Phagendisplay und Panning aus einer Antikörpergenbibliothek selektiert wurden, konnten auf Grundlage eines Kassetten-basierten Vektorsystems erfolgreich Antikörper in den Formaten scFv-Fc, IgG, scFv-Fc-scFv und IgG-scFv z.T. mit ADCC-optimiertem Fc-Teil generiert und produziert werden. Die Antikörper wiesen in den verschiedenen Formaten eine spezifische Antigenbindung auf. Darüber hinaus konnte bei einem der CEA-spezifischen Antikörper der Einfluss von Aviditätseffekten auf die Antigenbindung nachgewiesen werden. Die Aggregationsneigung variierte in Abhängigkeit vom Format stark. Die geringste Aggregationsneigung wiesen Antikörper im IgG-Format auf, wohingegen die Tendenz zur Bildung von Dimeren am stärksten im scFv-Fc-scFv-Format ausgeprägt war. Im Zytotoxizitätsassay konnte die Funktionalität der verschiedenen mono- und bispezifischen Konstrukte sowie eine Verstärkung der Zelllyse durch den ADCC-optimierten Fc-Teil nachgewiesen werden.
Die Ergebnisse dieser Arbeit deuten auf eine grundlegende Eignung der analysierten mono- und bispezifischen Antikörper für die Weiterentwicklung im Zusammenhang mit therapeutischen Zwecken hin.
The use of monoclonal antibodies represents an important and effective option for the diagnosis and therapy of cancer. During the nineties of the last century, the development of new genetic engineering methods allowed the generation of antibodies from fully human genes. Furthermore, new screening and engineering methods enabled the creation of a new antibody generation with a variety of formats, improved characteristics with simultaneously reduced immunogenicity. The generation and application of bispecific antibodies, that recognise two tumor associated antigens or a tumor associated antigen and an effector antigen, comprises a promising appoach for therapeutics. Based on scFv fragments that were selected from antibody gene libraries using phage display and panning, and by using a cassette based vector system, several antibodies were genereated in differend fomats and produced sucsessfully. The different formats comprised scFv-Fc, IgG, scFv-Fc-scFv und IgG-scFv antibodies partially including an ADCC optimized Fc part. The generated antibodies bound specifically to their antigen and one CEA specific antibody showed avidity effects during antigen binding. The aggregation tendency of the antibodies varied greatly depending on the used format. IgG antibodies showed the lowest aggregation tendency while scFv-Fc-scFv antibodies were more prone to dimerization. Several generated mono- and bispecific antibodies were functional in a cytotoxicity assay and enhanced cell lysis due to presence of the ADCC optimized Fc part.
The aim of this work was the characterization of human monoclonal antibodies against the tumor associated antigen CEA and the effector antigen NKG2D in different mono- and bispecific formats with regards to antigen specificity, aggregation tendency and functionality.
Taken together, the results indicate that the analyzed mono- and bispecific antibodies may be suitable for further developments towards therapeutic use.
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