Optimierung monoklonaler Antikörper am Beispiel von Rituximab

Die Behandlung maligner Erkrankungen mit therapeutischen Antikörpern ist trotz großer Erfolge noch nicht zufriedenstellend, und Rezidive stellen ein Problem dar. Es wurde gezeigt, dass Glyko- und Protein-Engineering am Fc-Teil attraktive Verbesserungsmöglichkeiten bieten. In der vorliegenden Studie wurden Glyko-Engineering (Afucosylierung) und Protein-Engineering (EFTAE) am Fc-Teil kombiniert. Ziel dieser Arbeit war es, verschiedene Fc-modifizierte Varianten des CD20-Antikörpers Rituximab herzustellen und funktional zu vergleichen. Dafür wurde bei dem CD20-Antikörper Rituximab an 5 Stellen eine Aminosäure-Austausch (S267E/H268F/S324T/G236A/I332E, bekannt als EFTAE) vorgenommen, um die C1q-Bindung und CDC zu verbessern. Zum anderen wurde die Zuckerstruktur am N297-Oligosacharid afucosyliert, um gleichzeitig auch die Bindung an FcR zu verbessern und so die ADCC zu steigern. Die Proteine wurden affinitätschromatografisch gereinigt und zeigten die erwarteten Antigen-Bindungseigenschaften. Afucosylierte Antikörper banden FcR mit höherer Affinität, während die EFTAE-Modifikation zu einer gesteigerten C1q-Bindung führte. In Zytotoxizitätsexperimenten zeigte sich, dass die Kombination dieser Glyko-Optimierung und der gentechnischen Protein-Optimierungen in vitro simultan die Fähigkeit der CDC und der ADCC steigert. Sogar Tumorzelllinien, die ohne optimierende Maßnahmen nicht durch das Komplementsystem mit Rituximab zu lysieren sind wie GRANTA-519 und Mec-2, da diese gegen den Effektormechanismus der CDC mehrere mCRP auf ihrer Oberfläche exprimieren, zeigten gute Lyseraten durch CDC mit den Varianten mit der EFTAE-Modifikation. Die Strategie des Doppelengineerings mit Glyko- und Protein-Optimierungen ist ein guter Ansatz, um die Antikörpertherapie auch mit weiteren IgG1-Isotypen weiterzuentwickeln und Versuche bis hin zu klinischen Versuchen durchzuführen.

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