Antikörper-Wirkstoff-Konjugate für monozytäre Leukämie

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Projektbeschreibung

Hintergrund

Im Gegensatz zu den Erfolgen molekular zielgerichteter Therapien bei der chronisch-myeloischen Leukämie (CML) sind bei der Behandlung der akuten und chronischen (myeloischen) monozytischen Leukämie (AML-M4/5 und CMML) kaum Fortschritte erzielt worden. Neuartige DDS, darunter Antikörper-Wirkstoff-Konjugate (ADC), haben viel versprechende Ergebnisse bei der Behandlung hämatologischer Malignome gezeigt. In diesem Zusammenhang kann eine aktiv ausgerichtete DDS der Schlüssel zur Etablierung wirksamerer Therapien sein. Es wurden mehrere monoklonale Antikörper (mAb) identifiziert, die spezifisch auf monozytäre Antigene wie CD64 abzielen (1,2). Diese mAb werden typischerweise in Säugetierzelllinien, wie z.B. CHO-Zellen (CHO = Chinese Hamster Ovary), produziert (3). Die krebsbekämpfende Aktivität der mAb kann erhöht werden, wenn sie mit proteinbasierten Toxinen zu ADC fusioniert werden. ADCs sind jedoch aufgrund der Zytotoxizität des Konjugats in Säugetierzellen schwierig zu synthetisieren und erfordern daher einen komplexen und kostenintensiven sechsstufigen Produktionsprozess, bestehend aus der mAb- (1) und Toxinproduktion (2) in CHO- bzw. Nicht-Säugetierzellen, gefolgt von getrennten Reinigungsprozessen für mAb (3) und Toxin (4), der in vitro-Kopplung der beiden Komponenten (5) und der abschließenden Reinigung des ADCs (6). Im Gegensatz dazu tolerieren Pflanzen viele Toxine, die auf Säugetiere wirken, wie z.B. das Lektin Viscumin, so dass sie nicht nur für die Produktion von mAb (4), sondern auch für die direkte, einstufige Herstellung von ADC verwendet werden können, was die Kosten und die (regulatorische) Komplexität des Produktionsprozesses reduziert. Darüber hinaus ist die transiente Expression in Pflanzen eine schnelle Plattform, die das Screening von mehreren mAb-Toxin-Kombinationen in weniger als einer Woche ermöglicht (5).


Ziele

Wir stellen die Hypothese auf, dass pflanzenbasierte Expressionssysteme eine schnelle und effiziente Plattform für die Synthese von ADCs bieten, die in Säugetierzellen toxisch sind. Spezifische Ziele sind:

  1. die funktionelle Prüfung und Charakterisierung der Expression von mAb gegen AML-M4/5 und CMML, die in pflanzlichen Systemen entwickelt wurden;
  2. die Entwicklung von in-frame Fusionen von mAb und Anti-Krebs-Polypeptiden; und
  3. die Herstellung und Reinigung ausreichender Mengen von ADCs für nachfolgende in vitro- und in vivo-Studien.

Publikationen

  1. Tur MK, Huhn M, Jost E, Thepen T, Brummendorf TH, Barth S: In vivo efficacy of the recombinant anti-CD64 immunotoxin H22(scFv)-ETA' in a human acute myeloid leukemia xenograft tumor model. Int J Cancer 2011, 129:1277-1282.

  2. Mladenov R, Hristodorov D, Cremer C, Gresch G, Grieger E, Schenke L, Klose D, Amoury M, Woitok M, Jost E, Brummendorf TH, Fendel R, Fischer R, Stein C, Thepen T, Barth S: CD64-directed microtubule associated protein tau kills leukemic blasts ex vivo. Oncotarget 2016, 7:67166-67174.

  3. Buyel JF: Process development strategies in plant molecular farming. Curr Pharm Biotechnol 2015, 16(11):966-982.

  4. Buyel JF, Twyman RM, Fischer R: Very-large-scale production of antibodies in plants: The biologization of manufacturing. Biotech Adv 2017, 35:458-465.

  5. Buyel JF, Fischer R: Predictive models for transient protein expression in tobacco (Nicotiana tabacum L.) can optimize process time, yield, and downstream costs. Biotech Bioeng 2012, 109:2575-2588.