Funktionelle Charakterisierung Fc-optimierter CD19-gerichteter Antikörper

Roßkopf, Sophia Katharina

Für Fc-vermittelte Effektormechanismen, wie die komplementabhängige Zytotoxizität (CDC) und die antikörperabhängige zellvermittelte Zytotoxizität (ADCC), konnte mit Daten aus zahlreichen Tiermodellen sowie klinische Studien die große Bedeutung für die Wirksamkeit therapeutischer Antikörper gezeigt werden. Um die Wirksamkeit dieser klinisch eingesetzten Antikörper weiter zu optimieren, wird durch Modifizieren der Fc-Domäne versucht, die Bindung an Fc-Rezeptoren und Komplementfaktoren zu verbessern, um so die ADCC- und CDC-Aktivität der Antikörper zu erhöhen. Zur Steigerung der Zytotoxizität kann sowohl die Aminosäuresequenz (sog. Protein-Engineering) als auch die Glykosylierung (sog. Glyko-Engineering) der Fc-Domäne eines Antikörpers verändert werden. Bisher wurden in der Regel Fc-optimierte Antikörper beschrieben, die entweder eine gesteigerte CDC- oder ADCC-Aktivität aufwiesen, nicht jedoch eine simultane Optimierung beider Wirkmechanismen. Insbesondere für Antikörper mit Spezifität für das B-Lymphozyten spezifische CD19, eine attraktive Zielstruktur für die Therapie von akuter lymphatischer Leukämie, stellt das Fc-Engineering eine attraktive Möglichkeit dar, da der native IgG1 CD19-Antikörper kaum ADCC oder CDC gegenüber Tumorzellen vermittelt. So wurden im Rahmen dieser Arbeit verschiedene Fc-optimierte CD19-Antikörper und ein IgG1 CD19-Antikörper charakterisiert und hinsichtlich ihrer in vitro Zytotoxizität vergleichend analysiert. Dazu wurde neben einem Antikörper mit der Fünffach-Aminosäuresubstitution EFTAE (S267E/H268F/S324T/G236A/I332E) zur Steigerung der CDC, eine afucosylierte Variante des IgG1 CD19-Antikörpers zur Steigerung der ADCC verwendet. In dem Versuch einen Antikörper mit simultan gesteigerter ADCC und CDC zu erzeugen, wurde weiterhin eine afucosylierte Variante des Antikörpers mit der EFTAE-Substitution generiert. Die verschiedenen Fc-optimierten CD19-Antikörper wiesen alle eine spezifische Bindung mit identischer Affinität für das Zielantigen CD19 auf. In Zytotoxizitätsexperimenten mit humanem Plasma oder mononukleären Zellen als Effektorquelle war der IgG1 CD19-Antikörper nicht in der Lage, effektiv CDC oder ADCC gegenüber Tumorzellen zu vermitteln. Im Vergleich dazu zeigten afucosylierte CD19-Antikörper eine gesteigerte Bindung an FcγRIII, resultierend in einer deutlich höheren ADCC-Aktivität. Des Weiteren konnte durch die Einführung der EFTAE-Substitution unabhängig vom Fucose-Gehalt der Antikörper durch eine gesteigerte Affinität für den Komplementfaktor C1q eine Lyse mittels CDC beobachtet werden. Die doppelt optimierte CD19-Antikörpervariante wies sowohl gesteigerte ADCC- als auch CDC-Aktivität gegenüber verschiedenen Lymphom-Zelllinien auf. Zusammenfassend wurde im Rahmen dieser Arbeit deutlich, dass Antikörper mit ursprünglich sehr geringer Zytotoxizität wie der IgG1 CD19-Antikörper durch die Anwendung etablierter Fc-Engineering-Strategien in der Lage sind, ADCC und CDC zu vermitteln. Zudem ist es durch das Kombinieren von Protein- und Glyko-Engineering möglich, Antikörper mit gleichzeitig gesteigerter ADCC- als auch CDC-Aktivität zu generieren.

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Roßkopf, Sophia: Funktionelle Charakterisierung Fc-optimierter CD19-gerichteter Antikörper. 2019.

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