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Herstellung und Charakterisierung neuer DNA- und Proteinvakzine gegen das Disialogangliosid GD2 zur aktiven Immuntherapie des Neuroblastoms

  • Das Disialogangliosid GD2 stellt ein attraktives Zielantigen für die Immuntherapie des Neuroblastoms dar, da es ubiquitär und in hoher Dichte auf den Neuroblastomzellen exprimiert wird. Vor kurzem gelang die Entwicklung einer effektiven passiven Immuntherapie für Hochrisiko-Patienten, basierend auf dem anti-GD2-Antikörper ch14.18. Da es mittels der passiven Immuntherapie nicht gelingt, ein Immungedächtnis zu induzieren, bestand das Ziel der vorliegenden Arbeit darin, eine Strategie für eine aktive Immuntherapie zu entwickeln. Diese Strategie basierte auf dem Konzept des anti-Idiotyp-Antikörpers, welcher das ursprüngliche Antigen imitiert und als das interne Abbild dieses Antigens gilt. Eine aktive Immuntherapie mit einem solchen anti-Idiotyp-Antikörper kann damit eine antigen-spezifische humorale Immunantwort generieren. Ein entsprechender anti-Idiotyp-Antikörper namens Ganglidiomab, welcher das Tumorantigen GD2 imitiert, wurde bereits mittels klassischer Hybridomtechnik in unserer Arbeitsgruppe generiert und in vitro charakterisiert. Die vorliegende Arbeit konnte nun zeigen, dass eine aktive Immunisierung mit Ganglidiomab im syngenen Neuroblastom-Mausmodell eine humorale GD2-spezifische Immunantwort induziert und die Aktivierung der GD2-spezifischen Antikörper-abhängigen zellvermittelten Zytotoxizität und Komplement-abhängigen Zytotoxizität bewirkt. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden für eine alternative DNA-Vakzinierung zwei Expressionsplasmide generiert, die für die single-chain variable fragments (scFv, Einzelkettenfragmente) des anti-Idiotyp-Antikörpers Ganglidiomab kodierten. Beide scFv-Expressionsplasmide zeigten in vitro ein GD2-spezifisches Mimikry und führten in vitro zu einer intrazellulären scFv-Proteinexpression und Proteinsekretion. Es konnte damit geschlussfolgert werden, dass sich beide Expressionsplasmide gut für eine zukünftige DNA-Vakzinierung eignen. Zusammenfassend demonstrierten die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit, dass sowohl eine Proteinvakzinierung mit einem das GD2 strukturell imitierenden anti-Idiotyp-Antikörper als auch eine DNA-Vakzinierung mit den darauf basierenden scFv erfolgsversprechende Ansätze im Hinblick auf eine aktive Immunisierung beim Hochrisiko-Neuroblastom darstellen.
  • Disialogangliosid GD2 is an attractive target for immunotherapy of neuroblastoma due to its high and ubiquitous expression on neuroblastoma tumour cells. By now a successful passive immunotherapy for high risk patients was developed based on anti-GD2 antibody ch14.18. Since passive immunotherapies do not generate an immunological memory, we focused on developing an active immunization strategy. Our immunization strategy was based on the concept of the anti-idiotype antibody which mimics the original antigen and is regarded as the internal image of the nominal antigen. Therefore an active immunization with an anti-idiotype antibody can induce a humoral immune response directed against the initial tumour antigen. An anti-idiotype antibody mimicking disialogangliosid GD2 and called Ganglidiomab was already generated in our working group by classical hybridoma technique and afterwards characterized in vitro. The present results showed that active immunization with Ganglidiomab in a syngeneic neuroblastoma mouse model provokes a GD2-specific humoral immune response and GD2-specific antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity and complement-dependent cytotoxicity. Moreover, we constructed two expression-plasmids encoding for the single-chain variable fragments (scFv) of Ganglidiomab for alternative DNA vaccination approach. Both scFv expression plasmids showed ability to mimic GD2 and to induce intracellular scFv protein expression and scFv protein secretion in vitro which makes them a suitable tool for further DNA vaccination. In summary, we could demonstrate that protein vaccination with an anti-idiotype antibody that imitates Disialogangliosid GD2 and DNA vaccination with its single-chain variable fragments will provide a promising approach for active immunotherapy of high risk neuroblastoma.

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Metadaten
Author: Diana Brackrock
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002972-1
Title Additional (English):Construction and characterization of DNA and protein vaccines directed against disialogangliosid GD2 for active immunotherapy of neuroblastoma
Advisor:Prof. Dr. Holger N. Lode
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2018/01/02
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2017/11/30
Release Date:2018/01/02
Tag:DNA-Vakzinierung
single-chain variable fragments
GND Keyword:Anti-idiotypischer Antikörper, Immuntherapie, Neuroblastom
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Kinder- und Jugendmedizin
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit