DE69014543T2 - Multivalentes immunogen lmi. - Google Patents

Multivalentes immunogen lmi.

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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Immunologie und insbesondere neue Verfahren zur in vivo-Immunisierung oder Therapie, wobei Liganden, die durch den T-Zellrezeptorkomplex gebunden werden, allein oder in Kombination mit anderen Molekülen auf festen Trägern mit einem Durchmesser von mehr als etwa 0,2 um angeordnet sind, wobei bekannt ist, daß sie in vivo T-Zell-vermittelte Reaktionen hervorrufen und verstärken.
  • Zur Erleichterung für den Leser sind die folgenden Abkürzungen, die zur Beschreibung des Hintergrunds der Erfindung und der Erfindung verwendet werden, nachstehend definiert.
  • Definitionen
  • Klasse I-Protein Produkte der K-, D- oder L-Loci von Mäuse- MHC, z. B. H-2Kk oder H-2b. (H-2-Protein bedeutet das gleiche wie Klasse I-Protein.)
  • ConA Concanavalin A (Extrakt von Schwertbohnen (Canavalia ensiformis), ein mitogenes Lectin).
  • CTL Cytolytische T-Lyinphocyten.
  • CY Cyclophosphamid.
  • DMSO Dimethylsulfoxid.
  • E Effektorzellen.
  • EL4 Ein primärer Mäuse-Thymustumor.
  • I. p. Intraperitoneal.
  • I. v. Intravenös.
  • LMI Großes mehrwertiges Immunogen ("Large multivalent immunogen", in früheren Veröffentlichungen als "Pseudocyten" bezeichnet).
  • MHC Haupthistokompatibilitätskomplex.
  • P815 Ein Mäuse-Mastocytom.
  • PBL Lymphocyten aus peripherem Blut.
  • PBS Phosphat-gepufferte Kochsalzlösung.
  • pCTL Vorläufer cytolytischer T-Lymphocyten.
  • PEL Peritoneale Exsudat-Lymphocyten.
  • RDM4 Ein Mäuse-Lymphom.
  • S. c. Subkutan.
  • T Zielzellen.
  • TCR T-Zellrezeptor.
  • TH T-Helferzellen.
  • Die Aktivierung von T-Helferzellen und cytotoxischen T- Zellen spielt eine kritische Rolle bei der Auslösung von Immunreaktionen in vivo, und zwar sowohl von humoralen als auch von zellvermittelten Reaktionen gegen fremde Antigene; wobei es sich bei den fremden Antigenen um Komponenten von Bakterien, Parasiten, Viren, transformierten Zellen oder transplantierten Zellen handelt. Die Immunisierung mit Vaccinen, die fremde Antigene enthalten, ist wirksam bei der Auslösung von humoralen Reaktionen (Antikörperreaktionen), sie ist im allgemeinen jedoch unwirksam bei der Aktivierung der zellvermittelten Immunität. Die gegenwärtigen Formulierungen sind also unwirksam hinsichtlich der Aktivierung einer Hauptwaffe der Immunsystemabwehr gegen das Eindringen fremder Organismen.
  • T-Zellen werden normalerweise als Folge der Bindung an ein Antigen, das auf der Oberfläche einer anderen Zelle präsentiert wird, aktiviert; die Bindung und die Aktivierung werden durch den antigenspezifischen, Haupthistokompatibilitätskomplex-beschränkten (MHC-beschränkten) T-Zellrezeptor (TCR) vermittelt. Studien in vitro haben gezeigt, daß MHC-Moleküle allein oder zusammen mit einem fremden Antigen T-Zellen aktivieren können, wenn sie künstlichen Membranen einverleibt werden (S. J. Burakoff und M. F. Mescher, 1982, Reconstituted membranes and liposomes in the study of lymphocyte interactions. In: G. Poste, B. Nicholson (Hrsg.), Cell Surface Reviews, North Holland, Elsevier. S. A. N. Goldstein und M. F. Mescher, 1986, Cell-sized, supported artificial membranes (pseudocytes): Response of precursor cytotoxic T lymphocytes to class I MHC proteins. J. Immunol., Bd. 137, S. 3383). Diese in vitro-Studien haben auch Hinweise darauf ergeben, daß die Größe der Oberfläche für die Wechselwirkung, die zwischen der T-Zelle und der antigentragenden Membran möglich ist, sowie die Oberflächendichte des Antigens wichtig für eine wirksame Aktivierung sind (S. A. N. Goldstein und M. F. Mescher, 1987, Cytotoxic T cell activation by class I protein on cell-size artificial membranes: antigen density and Lyt- 2/3 function. J. Immunol., Bd. 138, S. 2034. S. H. Herrmann und M. F. Mescher, 1986, The requirements for antigen multivalency in Class I antigen recognition and triggering of primed precursor cytolytic T lymphocytes. J. Immunol., Bd. 138, S. 2816). Eine Stimulierung in vitro kann zwar auftreten, es ist jedoch nicht über die wirksame Verwendung von subzellulären Formen von bekannten T-Zellantigenen für die Auslösung oder Verstärkung cytotoxischer T-Zellreaktionen in vivo berichtet worden.
  • Die Entwicklung von Immunogenen als Vaccine oder therapeutische Mittel in vivo ist Gegenstand eines starken Interesses seit sehr langer Zeit, und zahlreiche Formulierungen sind in Tiermodellen und bei Menschen getestet worden. Viele sind zwar sehr wirksam bei der Auslösung einer humoralen Reaktion, die meisten sind jedoch unwirksam bei der Aktivierung der zellvermittelten Immunität. Die meisten Formulierungen erfüllen nicht die kritischen Anforderungen für die PCTL-Aktivierung, die durch in vivo-Versuche, über die hier berichtet wird, gezeigt wird. Die Bedeutung der Mehrwertigkeit bei der Herstellung eines wirksamen Immunogens ist in einem gewissen Maße erkannt worden. Neuere Beispiele umfassen "Iscoms" (immunstimulierende Komplexe), also Teilchen, die aus amphipathischen Antigenen und einer hydrophoben Matrix (Quil A) mit Adjuvanseigenschaften bestehen (B. Morein, The iscom antigenpresenting System, Nature, Bd. 332 (1988), S. 287), und Proteosomen mit Antigen mit einem liposomähnlichen physikalischen Zustand (G. H. Lowell, L. F. Smith, R. D. Seid und W. D. Zollinger, Peptides bound to proteosomes via hydrophobic feet become highly immunogenic without adjuvants. J. Exp. Med., Bd. 167 (1988), S. 658). Obwohl sie mehrwertig sind, sind sie immer noch klein im Vergleich zu Zellen, wobei Iscoms einen Durchmesser von etwa 0,035 um und Proteosomen einen Durchmesser von etwa 0,1 um aufweisen. Sie können also die Aufnahme durch Makrophagen der Wechselwirkung mit B-Zellen optimieren, sie sind jedoch noch deutlich unterhalb der kritischen Größe für die Aktivierung von PCTL. Ferner tragen gegenwärtig formulierte Immunogene nicht Klasse I-MHC-Proteine, die an der Erkennung durch H-2-beschränkte CTL beteiligt sind.
  • Beträchtliche Forschungsanstrengungen haben sich auf Studien der molekularen Anforderungen hinsichtlich der Zelloberfläche für die antigenspezifische Aktivierung von Vorläufern cytolytischer T-Lymphocyten (PCTL) und cytolytischer T-Effektorlymphocyten (eCTL) gerichtet. Ein hauptsächlicher Ansatz besteht in der Verwendung gut definierter künstlicher Membranen, die die relevanten, affinitätsgereinigten Antigene tragen. Neue Methoden sind für die Herstellung künstlicher Membranen, die auf Kügelchen mit Zellgröße (> 0,2 um, z. B. Durchmesser von 5 um) getragen werden, entwickelt worden, und es ist nun festgestellt worden, wie in der vorliegenden Anmeldung offenbart wird, daß diese künstlichen Membranen immunogene Reaktionen in vivo hervorrufen, die sich nicht bei der Injektion kleiner Immunogene zeigen. Diese trägergebundenen Membranen, die in unseren vorherigen Veröffentlichungen als Pseudocyten bezeichnet wurden, werden nun als große mehrwertige Immunogene (LMI) bezeichnet.
  • Zusammenfassende Darstellung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft die Herstellung von großen mehrwertigen Immunogen-Liganden (LMI-Liganden) in einer stabilen Anordnung auf einem physikalischen Träger, der größer als 0,2 um (als Durchmesser oder in der größten Abmessung) ist, und ihre Einführung für prophylaktische oder therapeutische Zwecke in vivo. Die Liganden umfassen: i) Moleküle, die durch Oberflächenrezeptoren unter Einschluß von T-Zellrezeptoren in einer antigenspezifischen Weise gebunden werden; und ii) Moleküle, die mit Zelloberflächenkomponenten in einer nicht-antigenspezifischen Weise in Wechselwirkung treten, um antigenspezifische Wechselwirkungen oder die Zellaktivierung zu fördern. Die LMI-Herstellung erfolgt nach einer beliebigen einer Reihe von Verfahren, die zu einer stabilen 0berflächenanordnung führen, und zwar unter Einschluß des Einverleibens in eine Membran oder der Adsorption oder kovalenten Kupplung an eine Oberfläche, wobei der kritische Parameter die Größe des physikalischen Trägers ist.
  • Auf der Basis von in vitro-Ergebnissen wurden Experimente durchgeführt, um die in vivo-Wirkungen der Verabreichung von antigentragenden, künstlichen Membranen mit Zellgröße, die als große mehrwertige Immunogene (LMI) bezeichnet werden, zu untersuchen. LMI, die Alloantigen tragen, stimulieren nicht die Entwicklung einer CTL-Reaktion, wenn die Verabreichung i. p. erfolgt. Sie verstärken jedoch in dramatischer Weise die alloantigenspezifische Reaktion, wenn die Verabreichung zusammen mit allogenen Tumorzellen erfolgt. Ähnliche Ergebnisse wurden bei der Untersuchung der lytischen Reaktionen auf das Tumorzellwachstum in syngenen Tieren beobachtet. Die i. p. erfolgende Übertragung von EL4-, RDM4- oder P815-Tumorzellen in syngene Mäuse führt zum Tumorwachstum und schließlich zum Tod der Mäuse. Wenn LMI, die Tumorantigen in Form der Plasmamembran, die von den Tumorzellen isoliert wurde, tragen, zum Zeitpunkt der Übertragung verabreicht werden, dann entwickelt sich eine starke lytische Reaktion innerhalb von 10 bis 12 Tagen. Ferner wird die peritoneale Tumorbelastung in LMI-behandelten Tieren im Vergleich mit den Kontrollen dramatisch verringert (oder ausgeschaltet; Verringerung > 99 %).
  • Eine einzigartige und erstaunliche synergistische Wirkung tritt auf, wenn LMI und Cyclophosphamid (CY) in Kombination zur Behandlung von tumortragenden Wirten verwendet werden. Ein Aspekt der Erfindung ist daher die gemeinsame Verwendung von LMI und CY bei der Behandlung von Tumoren.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung eines Säugers mit einem Tumor, um die Zellreaktionen zu aktivieren. Das Verfahren wird durch die Verabreichung von großem mehrwertigem Immunogen, das im wesentlichen aus mehrwertigen Ligandenanordnungen besteht, die auf großen Teilchen mit einem Hauptdurchmesser größer als 0,2 um getragen werden, in vivo durchgeführt. Gemäß einem bevorzugten Verfahren weist das große mehrwertige Immunogen einen Durchmesser von etwa 5,0 um auf. Das große mehrwertige Immunogen kann einen wesentlich größeren Durchmesser aufweisen; es sind jedoch keine wesentlichen Vorteile für größere Durchmesser bekannt. Die Zellaktivierung kann in der Aktivierung von antigenspezifischen T-Zellen, Makrophagen, Monocyten oder natürlichen Killerzellen bestehen.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung eines Säugers, von dem nicht bekannt ist, oder der nicht in Verdacht steht, einen Tumor zu haben, um die Zellreaktionen zu aktivieren und auf diese Weise das Wachstum von Tumoren in dem Säuger zu hemmen oder zu verhindern. Das Verfahren wird durch Verabreichung von großem mehrwertigem Immunogen, das im wesentlichen aus einer mehrwertigen Ligandenanordnung besteht, die auf großen Teilchen mit einem Hauptdurchmesser größer als 0,2 um getragen werden, in vivo durchgeführt. Gemäß einem bevorzugten Verfahren weist das große mehrwertige Immunogen einen Durchmesser von etwa 5,0 um auf. Die Zellaktivierung kann in der Aktivierung antigenspezifischer T-Zellen, Makrophagen, Monocyten oder natürlicher Killerzellen bestehen.
  • Individuelle T-Zellen unterscheiden sich im Hinblick auf die Spezifität ihrer antigenspezifischen Rezeptoren (TCR), zeigen ansonsten aber gemeinsame Aktivierungsanforderungen. Daten, die die Wirksamkeit von LMI für allogene Modelle (Transplantation) und Tumormodelle zeigen, werden vorgelegt. Implizit ist in diesen Befunden die Anwendung von LMI zur Immunisierung oder Behandlung anderer Erkrankungen, die T-Zellreaktionen beinhalten, unter Einschluß viraler, bakterieller, parasitärer, Graft-versus-host- und Autoimmunerkrankungen. In allen Fällen ist das wesentliche Verfahren das gleiche, und die Verwendung würde sich nur im Hinblick auf die Wahl des Antigens (Ligand), der dem LMI einverleibt wird, unterscheiden.
  • Sowohl für die Behandlung als auch für die Prävention von Säugererkrankungen kann das Verfahren mit einer Stoffzusammensetzung durchgeführt werden, wie sie vorstehend beschrieben wurde, und zwar mit oder ohne Zugabe eines Liganden in einer physikalischen Form, die sich von der des großen mehrwertigen Immunogens unterscheidet. Die Ligandenkomponente kann im wesentlichen aus Antikörpern, die spezifisch für eine Zelloberfläche, ein Antigen, ein Hapten oder andere immunogene Spezies sind, oder einem Gemisch verschiedener Liganden bestehen. Der Ausdruck "Ligand" wird hier in seinem allgemeinen immunochemischen Sinn verwendet, d. h. es handelt sich um ein beliebiges Molekül, das einen Komplex mit einem anderen Molekül bildet oder an eine spezifische Determinante bindet oder diese einschließt, wie auf einer Zelle, einer Oberfläche oder einem Molekül, wobei die üblicheren Beispiele dafür Antikörper und Antigene sind (vgl. z. B. D. P. Stites, J. D. Stobo und J. V. Wells, Basic & Clinical Immunology, Appleton & Lange, Norwalk, CT, 1987).
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 stellt graphisch Daten dar, die zeigen, daß die Verstärkung der CTL-Reaktion in vivo spezifisch für das Antigen auf der LMI-Oberfläche ist.
  • CD2F1-Mäusen wurde i. p. der angegebene Stimulus injiziert. Tumorzellen und Kügelchen wurden mit 10&sup7; Kügelchen verwendet. H-2Kb wurde aus EL4-Tumorzellen gereinigt, und H- 2Kk aus RDM4-Tumorzellen. 10 Tage nach der Injektion wurden peritoneale Zellen entnommen und auf die cytolytische Aktivität unter Verwendung von &sup5;¹Cr-markierten RDM4- und EL4-Zielen in einem 4-stündigen Assay bei den angegebenen Effektor:Ziel- Verhältnissen untersucht. Die Ergebnisse sind als prozentuale spezifische Chrom-Freisetzung gezeigt. Zellen von Mäusen, die den RDM4-Stimulus (allein oder mit Kügelchen) erhielten, töteten nicht die EL4-Ziele ab, und Zellen, die den EL4-Stimulus (allein oder mit Kügelchen) erhielten, töteten nicht die RDM4-Ziele ab (auf dem Graph nicht gezeigt).
  • Fig. 2 stellt graphisch Daten dar, die zeigen, daß die spezifische Verstärkung der CTL-Aktivierung in vivo von der Antigendichte auf der LMI-Oberfläche abhängt.
  • C57BL/6-Mäusen wurde i. p. der angegebene Stimulus injiziert. RDM4-Tumorzellen und LMI wurden mit 10&sup7; pro Tier verwendet. LMI, die eine hohe Dichte an Antigen trugen, wurden unter Verwendung von 10 ug H-2 pro 10&sup7; Kügelchen hergestellt, und LMI geringer Dichte wurden unter Verwendung von 3 ug pro 10&sup7; hergestellt. H-2Kk-Antigen wurde aus RDM4-Zellen gereinigt, und H-2d-Antigen aus P815-Tumorzellen. 10 Tage nach der Injektion wurden peritoneale Zellen entnommen und auf die cytolytische Aktivität unter Verwendung von &sup5;¹Cr-markierten RDM4-Zielen (H-2k) und P815-Zielen (H-2d) untersucht. PEL aus 2 Mäusen pro Gruppe wurden für den Assay vereinigt.
  • Fig. 3 stellt graphisch Daten dar, die zeigen, daß die Verabreichung von LMI die peritoneale Tumorbelastung verringert.
  • Behandelte Mäuse (+) erhielten 10&sup7; LMI, die Tumorantigen (Plasmamembran) trugen, zur gleichen Zeit. Neun (EL4 und RDM4) oder elf (P815) Tage später wurden peritoneale Zellen gewonnen und gezählt. Die gezeigten Werte sind Mittelwerte, die für 2 Mäuse in jeder Gruppe erhalten wurden. Die prozentuale Verringerung der Tumorbelastung in behandelten Tieren ist im Vergleich mit unbehandelten (-) Kontrollen gezeigt.
  • Fig. 4 stellt graphisch Daten dar, die zeigen, daß die Tumorverringerung es erfordert, daß das Tumorantigen (Plasmamembran) auf LMI und nicht als freie Plasmamembranvesikel verabreicht wird.
  • C57BL/6-Mäusen wurden i. p. 106 lebende EL4-Zellen verabreicht. Gleichzeitig wurden 10&sup7; LMI, die EL4-Plasmamembran trugen, oder EL4-Plasmamembran in Suspension verabreicht. Die Membranen wurden in einer Menge verwendet, die äquivalent zu der auf dem LMI (1x Plasmamembran) war, oder in einer 10-fach höheren Dosis (10x Plasmamembran). Peritoneale Zellen wurden am 13. Tag gewonnen und gezählt. Die Werte sind Mittelwerte, die für 2 Mäuse in jeder Gruppe erhalten wurden, und der Bereich, der für das Paar erhalten wurde, ist gezeigt.
  • Fig. 5 stellt graphisch Daten dar, die die Wirksamkeit von drei Wegen der Verabreichung von LMI hinsichtlich der Verringerung des Tumorwachstums zeigen.
  • CD2F1-Mäusen wurden i. p. 10&sup5; P815-Zellen überimpft. Gleichzeitig wurden LMI mit entweder P815-Plasmamembran oder normalen Mäuseserumproteinen (NMS) auf dem angegebenen Weg verabreicht, und zwar unter Verwendung von 10&sup7; LMI/Maus in allen Fällen. Peritoneale Zellen wurden 11 Tage nach der Überimpfung gewonnen und gezählt. Gruppen von mit tumorantigentragenden LMI behandelten Mäusen bestanden aus jeweils 4 Mäusen, und die gezeigten Werte sind die Mittelwerte mit den angegebenen Standardabweichungen. Kontrollgruppen (nur Tumor- und NMS-LMI behandelt) bestanden aus jeweils 2 Mäusen, und die Mittelwerte sind gezeigt. Die Gewinnung von peritonealen ausgewaschenen Zellen von normalen Mäusen, die weder eine Tumorüberimpfung noch LMI erhalten hatten, wurde für 6 Mäuse bestimmt (unterer Balken), und die Standardabweichung ist angegeben.
  • Fig. 6 stellt graphisch Daten dar, die die tumorspezifische cytolytische Aktivität von peritonealen Exsudat-Lymphocyten aus Mäusen, die mit LMI behandelt wurden, zeigen.
  • Tumorspezifische cytolytische Aktivität von peritonealen Exsudat-Lymphocyten aus Mäusen, die mit LMI behandelt wurden; C57BL/6-Mäusen wurden 10&sup6; lebende EL4-Zellen überimpft. Die behandelten Mäuse erhielten 10&sup7; LMI, die EL4-Membranen trugen, zur gleichen Zeit (EL4 + LMI). Kontrollmäusen ohne lebenden Tumor wurden ebenfalls 10&sup7; LMI, die EL4-Membranen trugen (nur LMI), injiziert. Nach 12 Tagen wurden peritoneale Zellen gewonnen; man ließ sie 1 Stunde an Kunststoff anhaften, und nicht-haftende Zellen wurden auf die lytische Aktivität in einem 4-stündigen Cr-Freisetzungsassay unter Verwendung von EL4- und RDM4-Zielen untersucht. Die LMI-behandelten Mäuse waren die gleichen wie diejenigen, die in Fig. 4 gezeigt wurden, wobei die Tumorbelastung um > 99 % durch die LMI-Behandlung verringert worden war. Zellen von einzelnen Mäusen wurden untersucht, und die Ergebnisse sind für beide Tiere aus jeder Gruppe gezeigt. Die Abtötung ist als prozentuale spezifische Freisetzung ausgedrückt. Die spontane Freisetzung betrug 195 cpm für EL4 und 248 cpm, und die gesamte freisetzbare Menge betrug 2549 für EL4 und 2938 für RDM4.
  • Fig. 7 stellt graphisch Daten dar, die die erneute Stimulierung der tumorspezifischen CTL-Reaktion durch Milzzellen von mit LMI behandelten Mäusen zeigen.
  • Um die in Fig. 7-A graphisch dargestellten Daten zu erhalten, wurden C57BL/6-Mäusen i. p. 106 lebende EL4-Zellen überimpft und gleichzeitig 10&sup7; LMI, die EL4-Antigen trugen, verabreicht. 12 Tage später wurden die Milzen (2 Mäuse) entnommen, vereinigt und in eine Kultur mit oder ohne bestrahlte EL4-Zellen gegeben. Nach 6 Tagen der Kultur in vitro wurden die Zellen auf ihre lytische Aktivität in einem 4-stündigen Cr-Freisetzungsassay unter Verwendung von EL4- und RDM4-Zielen untersucht. Die Ergebnisse sind für Zellen gezeigt, die mit bestrahlten EL4 kultiviert wurden. Die in Abwesenheit von Stimulatoren kultivierten Zellen wiesen bei keinem der Ziele eine lytische Aktivität auf.
  • Um die in Fig. 7-B graphisch gezeigten Daten zu erhalten, wurden CD2F1-Mäusen 10&sup6; lebende P815-Zellen überimpft, und gleichzeitig wurden sie entweder mit nichts (nichts), 10&sup7; LMI, die P815-Antigen trugen (LMI-P815), oder 10&sup7; LMI, die normales Mäuseserum trugen (LMI-NMS), behandelt. 7 Tage später wurden die Milzen entnommen (2 Mäuse pro Gruppe) und in eine Kultur allein oder mit bestrahlten P815-Zellen gegeben. Nach 6 Tagen der Kultur in vitro wurde die lytische Aktivität für P815- und RDM4-Ziele untersucht. Die für erneut stimulierte Zellen im Hinblick auf P815-Ziele erhaltenen Ergebnisse sind gezeigt. Es wurde keine Abtötung von RDM4-Zielen festgestellt. Zellen, die nicht erneut in vitro stimuliert wurden, lysierten weder P815- noch RDM4-Ziele.
  • Fig. 8 stellt Daten dar, die die Überlebenszeit von Mäusen zeigen, die nur mit LMI, nur mit CY und mit LMI+CY gemeinsam behandelt wurden, wobei die Behandlung am Tag der Tumorüberimpfung begann, was den Synergismus zwischen LMI und CY bei der Behandlung von Tumoren zeigt, wenn sie zusammen verwendet werden.
  • Fig. 9A stellt Daten dar, die die relative mittlere Tumorfläche bei Mäusen zeigen, die nur mit LMI, nur mit CY und mit LMI+CY zusammen behandelt wurden, wobei die Behandlung 10 Tage nach dem Datum der Tumorüberimpfung begann, wenn Tumoren bei den Mäusen aufgetreten waren, was den Synergismus zwischen LMI und CY bei der Behandlung von Tumoren zeigt, wenn sie zusammen verwendet werden.
  • Fig. 9B stellt Daten dar, die die Überlebens zeit von Mäusen zeigen, die nur mit LMI, nur mit CY und mit LMI+CY zusammen behandelt wurden, wobei die Behandlung 10 Tage nach dem Datum der Tumorüberimpfung begann, wenn Tumoren bei den Mäusen aufgetreten waren, was den Synergismus zwischen LMI und CY bei der Behandlung von Tumoren zeigt, wenn sie zusammen verwendet werden.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Ein zentraler Befund von in vitro-Studien besteht darin, daß CTL-Bindung und Transmembransignalübertragung eine hochgradig mehrwertige Wechselwirkung über einen erheblichen Bereich der CTL-Oberfläche erfordern. LMI erfüllen diese kritischen Anforderungen, und sie sind quantitativ genauso wirksam wie antigentragende Zellen bei der Stimulierung von Reaktionen in vitro. Die Wirkungen von antigentragenden LMI in vivo sind durch Experimente definiert worden, die allogene Reaktionen untersuchen, und mögliche Anwendungen von LMI bei der Immuntherapie sind unter Verwendung von 3 Mäusetumor-Modellsystemen bewertet worden.
  • LMI, die affinitätsgereinigtes Alloantigen tragen, stimulieren nicht die Entwicklung einer CTL-Reaktion, wenn sie i. p. verabreicht werden, die Reaktion von bestrahlten allogenen Zellen in vivo wird jedoch erheblich verstärkt (10- bis 50- fach), wenn auch LMI verabreicht werden. Diese unerwartete und dramatische Verstärkung ist antigenspezifisch und hängt von der Alloantigendichte auf dem LMI ab.
  • CTL-Reaktionen gegenüber syngenen Tumoren wurden unter Verwendung von LMI, die gereinigte Plasmamembranen, die aus Tumorzellen isoliert wurden, trugen, untersucht. Die untersuchten Tumorzellen umfaßten P815 (ein Mastocytom), EL4 (ein primärer Thymustumor) und RDM4 (ein Lymphom). Alle wachsen rasch im Bauchfell von syngenen Mäusen und töten die Mäuse innerhalb von 2 bis 4 Wochen. Die in vivo-Verabreichung von LMI, die Tumormembranen tragen, führt zu einer dramatischen Verringerung der peritonealen Tumorbelastung, und zwar zu einer mehr als 99 %-igen Verringerung im Vergleich mit Kontrollen am 12. Tag in einigen Fällen. Wie im Fall der allogenen Reaktion rufen LMI, die Tumorantigen tragen, keine CTL- Reaktion hervor, wenn sie allein verabreicht werden. Peritoneale Lymphocyten von Tieren, denen ein Tumor überimpft wurde und die mit LMI behandelt wurden, entwickeln jedoch einen hohen Grad an tumorspezifischer cytolytischer Aktivität. Ferner bauen Milzzellen von Tieren, deren Tumorbelastung durch LMI- Behandlung verringert oder ausgeschaltet wurde, eine starke, tumorspezifische Reaktion auf, wenn sie in vitro erneut stimuliert werden, während Milzzellen von unbehandelten, tumortragenden Tieren eine geringe, wenn überhaupt eine Reaktion zeigen. Die Verabreichung von Tumorantigen in einer geeigneten Form kann also das Tumorwachstum dramatisch verringern. Die Wirkung ist sehr wahrscheinlich zumindest zum Teil durch tumorspezifische CTL vermittelt.
  • Die Anwendung dieser Befunde und Methoden auf die Krebstherapie bei Tieren und Menschen ist unmittelbar einsichtig, und die Anwendung auf andere Krankheiten gehört klar zum Können des Fachmanns, insoweit als die immunochemische Begründung, auf der die Erfindung beruht, allgemein und nicht einzigartig für Tumoren und dergl. ist.
  • Die Erfindung umfaßt Verfahren zur Behandlung eines Säugers, um virale, bakterielle, parasitäre, Graft-versus-host - und Autoimmunerkrankungen sowie die spezielle Klasse von Erkrankungen, die vorstehend erörtert wurde, zu verhindern oder zu behandeln, um im Säuger Zellreaktionen zu aktivieren, wobei die Verfahren die Verabreichung einer Zusammensetzung mit großem mehrwertigem Immunogen umfassen, das im wesentlichen aus mehrwertigen Ligandengruppierungen besteht, die auf großen Teilchen mit einem Hauptdurchmesser größer als 0,2 um als Träger aufgebracht sind, vorzugsweise unter Verwendung von Zusammensetzungen, bei denen das große mehrwertige Immunogen einen Hauptdurchmesser von etwa 5 um oder größer aufweist, wobei die Zusammensetzung wahlweise einen Liganden in einer physikalischen Form, die von der des großen mehrwertigen Immunogens verschieden ist, umfaßt und in Form einer injizierbaren Lösung vorliegt.
  • Materialien und Verfahren
  • MHC-Klasse I- und Klasse II-Antigene wurden durch Affinitätschromatographie gereinigt.
  • Die Proteine in Desoxycholat-haltigem Puffer wurden mit einer Suspension von SpherisorbR ODS1R (5 um)-Kügelchen (Phase Sep, Norwalk, CT) gemischt, und Lipid wurde zugegeben. SpherisorbR ODS1R sind kugelförmige, mikroporöse Siliciumdioxidteilchen. Die Porengröße beträgt 80 Å, und C18-Alkylketten sind kovalent an das Siliciumdioxid gebunden.
  • Ein typisches Verhältnis von Komponenten betrug 6 ug H-2- Protein:5 nMol Lipid:10&sup7; Kügelchen. Die Suspension wurde dann 48 Stunden zur Entfernung von Desoxycholat dialysiert. Am Ende dieser Zeit sind das gesamte Protein und Lipid mit den Kügelchen assoziiert, und etwa 50 % des Proteins sind auf der Kügelchenoberfläche exponiert (S. A. N. Goldstein und M. F. Mescher, Cell-sized supported artificial membranes (pseudocytes): Response of precursor cytotoxic T lymphocytes to class I MHC proteins, J. Immunol., Bd. 137 (1986), S. 3383). Nach der Dialyse wurden die Kügelchen für die Verwendung durch mehrmaliges Waschen in einem geeigneten Puffer vorbereitet, wobei die Kügelchen durch Zentrifugation bei geringer Geschwindigkeit pelletiert wurden.
  • Für Komponenten der CTL-Oberfläche spezifische Antikörper wurden den Kügelchen durch ein Verdünnungsverfahren einverleibt. SpherisorbR ODS1R (5 um)-Kügelchen (Phase Sep, Norwalk, CT) wurden in Dimethylsulfoxid suspendiert (typischerweise 1,5 mg trockene Kügelchen in 0,02 ml Dimethylsulfoxid). Diese Suspension wurde dann zu einer Lösung des Antikörpers unter Bedingungen gegeben, die zu einer großen Verdünnung des Dimethylsulfoxids führten. Die Protein-Kügelchen-Suspension wurde dann 1 Stunde bei 4ºC gerührt, und die Kügelchen wurden anschließend gewonnen und 3 mal mit Puffer gewaschen.
  • Plasmamembranen, die von Tumorzellen isoliert werden, tragen tumorspezifische Antigene. Isolierte Plasmamembranen wurden auf SpherisorbR ODS1R-Kügelchen auf die gleiche Weise, wie es vorstehend beschrieben wurde, aufgetragen. In Dimethylsulfoxid suspendierte Kügelchen wurden zu einer Suspension von Tumorzellplasmamembranen in Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung gegeben. Es wurde 1 Stunde bei 4ºC inkubiert, und dann wurden die Kügelchen 2 mal durch Zentrifugation bei geringer Geschwindigkeit gewaschen, um ungebundene Membranvesikel zu entfernen.
  • Die in vitro erfolgende CTL-Aktivierung wurde auf einem von zwei Wegen bewertet. Gemäß dem ersten Verfahren wurde die Induktion einer cytolytischen Reaktion durch Mäusemilzzellen in Kultur gemessen. Ausführliche Verfahren dafür sind veröffentlicht worden (S. J. Burakoff und M. F. Mescher, 1982, Reconstituted membranes and liposomes in the study of lymphocyte interactions. In: G. Poste, B. Nicholson (Hrsg.) Cell Surface Reviews, North Holland, Elsevier. S. A. N. Goldstein und M. F. Mescher, Cell-sized, supported artificial membranes (pseudocytes): Response of precursor cytotoxic T lymphocytes to class I MHC proteins. J. Immunol., Bd. 137, (1986), S. 3383). Gemäß dem zweiten Verfahren wurde die Aktivierung von clonierten Effektor-CTL durch Messung ihrer stimulierten Freisetzung von Serinesteraseaktivität in das Medium bestimmt (M. Pasternak, C. R. Verret, M. A. Liu und H. N. Eisen, Serine esterase in cytolytic T lymphocytes. Nature, Bd. 322 (1986), S. 740).
  • C57BL/6 und (CBA x DBA/2)F1 (CD2F1)-Mäuse wurden von Jackson Laboratories, Bar Harbor, MA, bezogen. H-2Kk-, H-2Kb und K-2d-Klasse I-Mäuse-MHC-Antigene wurden gereinigt, wie es bereits beschrieben wurde (M. F. Mescher, K. C. Stallcup, C. P. Sullivan, A. P. Turkewitz und S. H. Herrmann: Purification of murine MHC antigens by monoclonal antibody affinity chromatography. In: J. J. Langone, H. VanVunakis (Hrsg.), Methods in Enzymology, New York, Academic Press, Bd. 92 (1983), S. 86). Die Antigene wurden Kügelchen mit 5 um unter Anwendung des vorstehend beschriebenen Dialyseverfahrens einverleibt. Die erhaltenen LMI wurden in Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung suspendiert und Mäusen i. p. mit 10&sup7; Kügelchen pro Maus entweder allein oder zusammen mit 10&sup7; allogenen Tumorzellen injiziert. Die verwendeten Tumorzellinien waren RDM4 (H-2k), ein Lymphom, das aus AKR-Mäusen stammt, und EL4 (H-2b), ein primärer Thymustumor mit C57BL/6-Ursprung. 10 Tage nach der Injektion wurden die Mäuse getötet, und peritoneale Zellen wurden gewonnen, gewaschen und gezählt. In einigen Fällen wurden anhaftende Zellen durch einen Zyklus des Anheftens an Kunststoffschalen entfernt. Die cytolytische Aktivität der peritonealen Zellpopulation wurde durch Messung ihrer Fähigkeit, allogene Tumorzellziele abzutöten, unter Verwendung von &sup5;¹Cr-markierten Zielzellen in einem 4-stündigen Standard- Chrom-Freisetzungsassay bei mehreren verschiedenen Effektor (E) zu Ziel (T)-Verhältnissen bewertet. Die Ergebnisse sind entweder als prozentuale spezifische Lyse bei variierenden E:T-Verhältnissen oder als lytische Einheiten ausgedrückt. Eine lytische Einheit ist als die Zahl von Effektorzellen (peritoneal) definiert, die für eine 50 %-ige Lyse der Ziele in dem 4-stündigen Assay erforderlich ist.
  • Ergebnisse und Diskussion
  • Die Ergebnisse von in vivo-Versuchen unter Verwendung von 2 Mäusemodellen haben die Fähigkeit von LMI gezeigt, zellvermittelte Reaktionen zu induzieren und das Tumorwachstum zu verringern. Die kritischen Befunde werden hier zusammengefaßt und diskutiert, und Einzelheiten der Daten und Kontrollversuche werden im folgenden Abschnitt vorgelegt.
  • Das erste eingesetzte Modell ist das der aIIogenen CTL-Induktion, bei dem für Klasse I-MHC-Antigene auf einer fremden Zelle spezifische CTL aktiviert werden. Die Einführung eines allogenen Tumors in ein Tier führt zur Induktion einer spezifischen CTL-Reaktion und zur Abstoßung des Tumors. Bisherige Versuche in unserem Labor, Antigen auf Liposomen zu verwenden, um diese Reaktion in vivo zu induzieren, führten zur Entwicklung einer humoralen Reaktion (Antikörperreaktion), es konnte jedoch kein Hinweis auf die Induktion der zellvermittelten Immunität erhalten werden, und zwar ungeachtet der Tatsache, daß diese Form von Antigen eine CTL-Reaktion in vitro induzieren kann. Liposomen sind teilchenförmig und stellen eine mehrwertige Form des Antigens bereit, sie sind jedoch klein mit einem Durchmesser von weniger als 0,1 um.
  • Die Verabreichung von MHC-Antigen auf LMI führt in vivo zu einer dramatischen Verstärkung der allogenen CTL-Reaktion, wenn die Verabreichung zusammen mit lebenden Tumorzellen erfolgt. Tabelle I Lytische Einheiten (gesamt) Ziel Stimulus
  • Alloantigen auf LMI verstärkt spezifisch die in vivo-Aktivierung der CTL-Reaktion gegen alloantigentragende Tumorzellen. Tumorzellen und/oder LMI wurden i. p. CD2F1-Mäusen injiziert. Zellen und LMI wurden mit 10&sup7; pro Tier verwendet. LMI wurden unter Verwendung von 10 ug H-2Kk pro 10&sup7; Kügelchen hergestellt. 10 Tage nach der Injektion wurden peritoneale Zellen entnommen und auf die cytolytische Aktivität unter Verwendung von mit Chrom markierten RDM4- und EL4-Zielzellen bei 3 E:T-Verhältnissen untersucht. Die cytolytische Aktivität ist in lytischen Einheiten, die berechnet wurden, wie es unter "Methoden" beschrieben wurde, angegeben.
  • Wie in Tabelle I gezeigt ist, stimulierten RDM4 (H-2k)- Zellen eine Reaktion von 6 lytischen Einheiten. LMI, die H- 2Kk trugen, stimulierten keine Reaktion, wenn sie allein verabreicht wurden, wenn sie jedoch zusammen mit Tumorzellen verabreicht wurden, verstärkten sie die Reaktion etwa 100fach auf 625 lytische Einheiten. Diese verstärkte Reaktion blieb spezifisch, indem die Effektorzellen wirksam Ziele, die H-2k-Antigen trugen, abtöteten, jedoch eine geringe abtötende Wirkung für EL4 (H-2b)-Ziele, die ein anderes Antigen trugen, aufwiesen.
  • Weitere Experimente ergaben durchwegs eine 20- bis 100- fache Verstärkung bei LMI-Behandlung und bestätigten ferner die Antigenspezifität dieser Wirkung (Fig. 1). Die Wirksamkeit der Verstärkung hängt von der Oberflächendichte des Antigens auf dem LMI ab (Fig. 2). Die Verstärkung hängt auch von der Größe der antigentragenden Teilchen ab; die Injektion des gleichen gereinigten Antigens auf Liposomen (Durchmesser (0,2 um) verstärkte die Reaktionen nicht.
  • Die Verstärkung der Induktion der allogenen cytolytischen Aktivität durch LMI zeigte die Möglichkeit der Verwendung von LMI, um schützende CTL-Reaktionen zu verstärken und auf diese Weise eine Therapie für eine Reihe von Krankheiten unter Einschluß viraler Infektionen und Krebs bereitzustellen. Die Verstärkung einer schwachen cytolytischen Reaktion durch LMI, die ein geeignetes Antigen tragen, könnte zur Bildung einer CTL-Population führen, die zur wirksamen Ausschaltung viral infizierter oder krebsartiger Zellen, die die Erkrankung hervorrufen, imstande ist.
  • Um dies zu testen, wurden 3 verschiedene Mäusetumormodelle untersucht. LMI wurden durch Beschichten von Kügelchen mit Plasmamembranvesikeln, die aus RDM4-, P815- und EL4-Tumorzellen isoliert worden waren, hergestellt. RDM4 ist ein Lymphom, das aus AKR-Mäusen stammt, P815 ist ein Mastocytom, das aus DBA2-Mäusen stammt, und EL4 ist ein primärer Thymustumor mit C57BL/6-Ursprung. Die Tumoren wachsen bei i. p. Injektion in syngene Mäuse (d. h. Mäuse vom Stamm des Ursprungs) rasch und töten die Mäuse innerhalb von 10 bis 20 Tagen. Plasmamembranen wurden aus den Tumorzellen gereinigt und als Antigen verwendet, wobei die Membranvesikel LMI unter Anwendung des Verfahrens, das die Verdünnung aus Dimethylsulfoxid beinhaltet, einverleibt wurden. Bei allen drei Tumoren führte die Verabreichung von LMI, die das entsprechende Antigen trugen, zu einer dramatischen Verringerung der Anzahl der Tumorzellen, die 9 Tage nach der Überimpfung vorhanden waren (Fig. 3). Diese dramatische Verringerung in der Tumorbelastung wurde reproduzierbar in zahlreichen Versuchen beobachtet, und in vielen Fällen unterscheidet sich die Anzahl der Zellen, die aus LMI-behandelten Tieren gewonnen wurde, nicht von der Anzahl, die aus Kontrolltieren, die niemals einen Tumor erhalten hatten, gewonnen wurde; d. h., die LMI-Behandlung hat den Tumor vollständig ausgeschaltet.
  • Die Verringerung der Tumorbelastung hängt kritisch von der physikalischen Größe des antigentragenden Teilchens ab. Die Verabreichung von isolierten Plasmamembranvesikeln mit Durchmessern von weniger als 0,2 um hat keine signifikante Wirkung auf das Tumorwachstum, während die gleichen Vesikel, die LMI einverleibt werden, in wirksamer Weise das Tumorwachstum verringern (oder ausschalten) (Fig. 4). In den vorstehenden Versuchen wurden LMI intraperitoneal, d. h. an der Stelle des Tumorwachstums, verabreicht. LMI sind auch wirksam hinsichtlich einer Verringerung des intraperitonealen Tumorwachstums, wenn sie subkutan oder intravenös verabreicht werden (Fig. 5). Gegenwärtige Daten zeigen, daß die Verabreichung i. v. möglicherweise der wirksamste Weg ist, die Erfindung hängt jedoch nicht von einer Verabreichung i. v. ab. Diese Ergebnisse erweitern das Potential für die Verwendung von LMI in der Immuntherapie, indem sie zeigen, daß LMI nicht an der Stelle des Tumorwachstums verabreicht werden müssen, um wirksam zu sein.
  • Mäuse entwickeln eine geringe oder keine tumorspezifische CTL-Reaktion bei Überimpfung von syngenen Tumoren, die hier verwendet wurden, und die Tumoren wachsen und töten das Tier. Im Gegensatz dazu wurde eine wirksame tumorspezifische cytolytische Aktivität bei Mäusen festgestellt, denen der Tumor überimpft wurde und die mit LMI behandelt wurden. Peritoneale Exsudat-Lymphocyten von Tieren, denen ein Tumor überimpft wurde und die mit LMI behandelt wurden (7 bis 10 Tage nach der Überimpfung), zeigten eine starke lytische Aktivität gegenüber dem Tumor, der für die Überimpfung verwendet wurde, jedoch keine lytische Aktivität für ein irrelevantes Tumorziel (Fig. 6). Eine tumorspezifische cytolytische Aktivität wurde bei behandelten Tieren auch gezeigt, indem nachgewiesen wurde, daß Milzzellen von diesen Tieren eine starke, tumorspezifische Reaktion bei erneuter Stimulierung in vitro entwickelten (Figuren 7A und B). Im Gegensatz dazu entwickelten Milzzellen von tumortragenden Tieren, die keine LMI-Behandlung erhielten, keine Reaktion (Fig. 7B).
  • Wie im Fall der allogenen Reaktion verstärken antigentragende LMI (von einem nicht nachweisbaren Niveau) die tumorspezifischen cytolytischen Reaktionen. Zusammen mit der Aktivierung der lytischen Reaktion tritt eine dramatische Verringerung oder eine Ausschaltung des Tumorwachstums bei den Tieren auf. Es ist zwar noch nicht bewiesen, es scheint jedoch sehr wahrscheinlich, daß die aktivierten cytolytischen T-Lymphocyten die Ausschaltung des Tumorwachstums vermitteln. Unabhängig vom Mechanismus der Wirkung der LMI-Behandlung zeigen die erhaltenen Ergebnisse klar den Wert der Erfindung für die Krebsimmuntherapie bei Säugern. Ferner sind die parallelen Befunde, die für zwei verschiedene untersuchte Modellsysteme erhalten wurden, eine starke Stütze für den Schluß, daß die Behandlung mit LMI, die geeignete Antigene tragen, geeignet für die Immunisierung und/oder Therapie bei anderen Erkrankungen ist, bei denen T-Lymphocyten eine schützende Rolle spielen können, und zwar unter Einschluß viraler, bakterieller und parasitärer Infektionen, der Graft-versus-host- Erkrankung und von Autoimmunerkrankungen.
  • Die Befunde der vorstehend beschriebenen in vivo-Versuche zeigen enge Parallelen zwischen der in vitro-Aktivität von LMI bei der Aktivierung von T-Zellen und ihrer in vivo-Aktivität. Auf dieser Basis haben weitere in vitro-Versuche eine Anzahl möglicher nützlicher Ansätze für die Konstruktion von LMI gezeigt, die die in vivo-Aktivität verstärken würden. Zum Beispiel aktivieren LMI, die nur nominale Antigene (d. h. keine MHC-Klasse I- oder -Klasse II-Proteine) tragen, in vitro-CTL Reaktionen. Beispiele für derartige nominale Antigene umfassen Peptide, die Sequenzen entsprechen, die in viralen Proteinen oder in tumorspezifischen Antigenen vorhanden sind. Ein geeignetes virales Peptid kann die Serinesterasefreisetzung durch clonierte, virusspezifische CTL aktivieren, und dieses Hapten allein kann clonierte, haptenspezifische CTL stimulieren, sofern das nominale Antigen LMI einverleibt wird.
  • LMI, die Antigen und zusätzliche Moleküle tragen, die an Komponenten auf T-Zelloberflächen binden, fördern spezifische Wechselwirkungen. Das gemeinsame Einverleiben von Alloantigen und zusätzlichen Liganden führt zu einer stärkeren in vitro- CTL-Reaktion, als sie nur mit dem Alloantigen auf dem LMI erhalten wird. Zusätzliche LMI-Liganden, von denen gezeigt wurde, daß sie die antigenspezifische Auslösung verstärken, umfassen Antikörper, die spezifisch für CTL-Oberflächenproteine sind (unter Einschluß von H-2, theta und Lyt-2) und irrelevante Klasse I-Proteine (jedoch nicht Klasse II-Proteine). Auf der Basis der in vitro erhaltenen Wirkungen werden diese Ansätze Anwendung bei der Entwicklung von LMI mit einer optimalen in vivo-Aktivität, um spezielle Reaktionen hervorzurufen, haben.
  • Zusammenfassend wurde bei früheren Anstrengungen, um zu bestimmen, ob die in vivo-Verabreichung von Alloantigen auf Liposomen in vivo-CTL-Reaktionen stimulieren oder verstärken könnte, eine gute Antikörperreaktion auf das Alloantigen erhalten, es wurden jedoch keine Einflüsse auf die Entwicklung von CTL-Reaktionen festgestellt.
  • Es wurde nun festgestellt, daß das gleiche Alloantigen, wenn es Kügelchen mit 5 um einverleibt wird, wobei großes mehrwertiges Immunogen gebildet wird, in vivo-CTL-Reaktionen auf antigentragende Zellen dramatisch verstärken kann. Das therapeutische Potential dieses Ansatzes ist durch den Befund gezeigt worden, daß LMI, die ein geeignetes Tumorantigen tragen, das Wachstum von Tumoren bei Mäusen in vivo dramatisch verringern (oder ausschalten) können. Kritische Parameter für die Herstellung wirksamer LMI sind die Teilchengröße (> 0,2 um; z. B. Durchmesser von 5 um) und die Dichte des Antigens auf dem Teilchen. Der Nachweis der Wirksamkeit der LMI-Behandlung in zwei verschiedenen Modellsystemen (allogene und tumorspezifische Reaktionen) erlaubt den Schluß, daß dieser Ansatz mögliche Vorteile für die Immunisierung und/oder Therapie bei anderen Erkrankungen, die T-Zellreaktionen beinhalten, bereitstellt.
  • Einzelheiten der Daten
  • Die i. p. erfolgende Injektion von allogenen Tumorzellen führt in 8 bis 12 Tagen zu einer peritonealen Exsudat-Lymphocyten-Population mit Alloantigen-spezifischer CTL-Aktivität, und optimale Reaktionen werden unter Verwendung von 10&sup7; Stimulatorzellen erhalten. Wenn 10&sup7; alloantigentragende LMI i. p. zusammen mit den Stimulatorzellen injiziert werden, dann ist die cytolytische Aktivität von PEL, die 10 Tage später gewonnen werden, gegenüber PEL aus Tieren, denen nur Stimulatorzellen injiziert wurden, dramatisch verstärkt. Fig. 1 zeigt die Ergebnisse eines doppelt reziproken Versuchs, der belegt, daß LMI zu einer Verstärkung führen, wenn sie das gleiche Alloantigen wie die Stimulatorzellen tragen, jedoch keine Reaktion stimulieren, wenn sie allein injiziert werden. CD2 (H-2d)-Responder wurden i. p. mit RDM4 (H-2k) oder EL4 (H-2b)-Zellen und LMI, die H-2Kk oder H-2Kb trugen, in verschiedenen Kombinationen injiziert. Kb-LMI verstärkten die Entwicklung einer EL4-spezifischen Reaktion, wenn sie zusammen mit EL4-Stimulatorzellen verabreicht wurden, während Kk-LMI dies nicht taten (linkes Diagramm). Kb-LMI, die allein verabreicht wurden, führten zu keiner Reaktion. Das reziproke Ergebnis (rechtes Diagramm) wurde unter Verwendung von RDM4- Stimulatorzellen erhalten. Kk-LMI führten zu einer Verstärkung, wenn sie zusammen mit RDM4 injiziert wurden, und Kb-LMI taten dies nicht. Kk-LMI, die allein injiziert wurden, führten zu keiner Reaktion. Alle Effektorpopulationen in diesem Versuch wurden auf die Abtötung sowohl von EL4- als auch von RDM4-Zielen untersucht.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Verstärkung der in vivo-CTL-Reaktion spezifisch für das Antigen auf der LMI- Oberfläche. CD2F1-Mäusen wurde i. p. der angegebene Stimulus injiziert. Tumorzellen und Kügelchen wurden mit 10&sup7; pro Tier verwendet. LMI wurden unter Verwendung von 10 ug H-2-Protein pro 10&sup7; Kügelchen hergestellt. H-2Kb wurde aus EL4-Tumorzellen gereinigt, und H-2Kk aus RDM4-Tumorzellen. 10 Tage nach der Injektion wurden peritoneale Zellen entnommen und auf die cytolytische Aktivität unter Verwendung von &sup5;¹Cr-markierten RDM4- und EL4-Zielen in einem 4-stündigem Assay bei den angegebenen Effektor:Ziel-Verhältnissen untersucht. Die Ergebnisse sind als prozentuale spezifische Chrom-Freisetzung angegeben. Zellen aus Mäusen, die den RDM4-Stimulus (allein oder mit Kügelchen) erhielten, töteten EL4-Ziele nicht ab, und Zellen, die den EL4-Stimulus (allein oder zusammen mit Kügelchen) erhielten, töteten die RDM4-Ziele nicht ab.
  • Verstärkte Reaktionen blieben vollständig spezifisch für das stimulierende Antigen, und Einflüsse Dritter wurden nicht festgestellt, d. h. Effektoren, die aus der Injektion von Kb- LMI zusammen mit RDM4-Stimulatoren erhalten wurden, hatten keine lytische Aktivität für EL4-Ziele.
  • Die Spezifität der Verstärkung wurde unter Verwendung von H-2Kk, H-2Kb und H-2d aus mehreren unabhängigen Antigen- und LMI-Zubereitungen gezeigt. Auf der Basis eines Vergleichs des E:T-Verhältnisses, das für ein gegebenes Niveau der Lyse der Ziele erforderlich war, oder der Bestimmung der lytischen Einheiten lag die Verstärkung in diesen Versuchen beim 10 - bis 100-fachen gegenüber der Reaktion, die erhalten wurde, wenn nur Stimulatorzellen injiziert wurden. Wie für CTL-Reaktionen zu erwarten ist, führt die Entfernung von anhaftenden Zellen (durch einen Zyklus der Anheftung an Kunststoff) zu einer erhöhten lytischen Aktivität bei PEL-Populationen aus Tieren, die nur mit allogenen Zellen stimuliert wurden, und aus LMI-behandelten Tieren. Von Effektorzellen, die in der LMI-verstärkten PEL-Population vorhanden waren, wurde bestätigt, daß es sich um T-Zellen handelte, indem gezeigt wurde, daß die lytische Aktivität beseitigt wurde, wenn die Zellen mit Anti-thyl-Antikörper und Komplement vor der Zugabe zu den Zielzellen behandelt wurden.
  • Wie betont wurde, ist die physikalische Form, in der gereinigtes Alloantigen verabreicht wird, kritisch. Antigen auf LMI führt zu einer Verstärkung, in Liposomen einverleibtes Antigen, das in der gleichen oder in höheren Dosen verabreicht wird, hat jedoch keine verstärkende Wirkung. Es scheint so, daß die Dichte auf dem LMI ebenfalls von Bedeutung ist, was auch für die CTL-Aktivierung in vitro gilt. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hängt die spezifische Verstärkung der CTL-Aktivierung in vivo von der Antigendichte auf der LMI- 0berfläche ab. C57BL/6-Mäusen wurde i. p. der angegebene Stimulus injiziert. RDM4-Tumorzellen und LMI wurden mit 10&sup7; pro Tier verwendet. LMI, die eine höhere Dichte an Antigen trugen, wurden unter Verwendung von 10 ug H-2 pro 10&sup7; Kügelchen hergestellt, und LMI geringer Dichte wurden unter Verwendung von 3 ug pro 10&sup7; hergestellt. H-2Kk-Antigen wurde aus RDM4- Zellen gereinigt, und H-2d-Antigen aus P815-Tumorzellen. 10 Tage nach der Injektion wurden peritoneale Zellen entnommen und auf die cytolytische Aktivität unter Verwendung von &sup5;¹Crmarkierten RDM4 (H-2k)- und P815 (H-2d)-Zielen untersucht. PEL von 2 Mäusen pro Gruppe wurden für die Untersuchung vereinigt. Eine größere lytische Aktivität wurde bei Tieren festgestellt, die mit LMI hoher Dichte behandelt worden waren, als bei denjenigen, die mit LMI geringer Dichte behandelt worden waren (Fig. 2).
  • Alloantigen auf LMI verstärkt also spezifisch, was ansonsten eine optimale in vivo-Reaktion gegenüber intakten allogenen Stimulatoren ist, und die erhaltenen Effektor-CTL behalten ihre Spezifität für das stimulierende Alloantigen. LMI in vivo wirken anscheinend auf der Ebene der PCTL-Aktivierung und nicht auf die Helferwaffe der Reaktion. In vitro sind LMI sehr wirksam bei der Auslösung von PCTL, sie sind jedoch unwirksam bei der Bereitstellung vqn Antigen für die Aufnahme, Prozessierung und Präsentation für TH-Zellen. Alloantigen auf Liposomen, das nicht zu einer Verstärkung in vivo führt, sorgt für Antigen für die in vitro-TH-Zellaktivierung, ist jedoch sehr unwirksam hinsichtlich der direkten Aktivierung von PCTL.
  • LMI können die Ausdehnung der PCTL-Population stimulieren, und zwar möglicherweise über einen IL-2-abhängigen autokrinen Mechanismus. In Abwesenheit der TH-Zellaktivierung (d. h. ohne ganze Zellen als Costimulatoren) werden die proliferierenden Vorläufer möglicherweise aufgrund des Fehlens eines spät wirkenden Differenzierungsfaktors nicht zu Effektoren. LMI allein entwickeln also keine lytische Reaktion (können sie jedoch initiieren). Warum LMI die PCTL-Ausdehnung wirksamer stimulieren als intakte, antigentragende Zellen ist nicht bekannt. Dies mag z. B. eine Folge ihrer Wechselwirkung mit PCTL für längere Zeitspannen sein und auf diese Weise für eine anhaltende Stimulierung der IL-2-Bildung sorgen.
  • Auf der Basis der bei der Untersuchung von LMI-Wirkungen auf die allogene CTL-Entwicklung erhaltenen Ergebnisse wurden Experimente initiiert, um die Wirkungen von antigentragenden LMI auf syngene, tumorspezifische Reaktionen zu untersuchen. Wir haben EL4, einen Primären Thymustumor mit C57BL/6-Ursprung, RDM4, ein Lymphom mit AKR-Ursprung, und P815, ein Mastocytom mit DBA/2-Ursprung, untersucht. Alle diese Tumoren wachsen in den Bauchfellen von syngenen Mäusen und töten schließlich den Wirt. Tumorantigene, die für die CTL-Erkennung relevant sind, sind nicht definiert. Es können jedoch Plasmamembranen von den Tumorzellen isoliert werden, und sie tragen vermutlich die gleiche Gruppierung von Oberflächenproteinen wie die intakten Tumorzellen. Daß dies Antigene umfaßt, die von tumorspezifischen CTL erkannt werden, wird durch Studien gezeigt, die belegen, daß Membranen, die von Tumorzellen isoliert wurden, spezifisch die Induktion von sekundären in vitro-tumorspezifischen Reaktionen stimulieren können.
  • Tumorantigene in Form von Membranen tragende LMI können ohne weiteres durch einfache Verdünnung von Kügelchen (die in DMSO suspendiert sind) in einer Suspension van gereinigten Plasmamembranvesikeln in PBS hergestellt werden. Wenn antigentragende LMI i. p. zusammen mit Tumorzellen syngenen Mäusen injiziert wurden, dann wurde eine dramatische Verringerung der Tumorbelastung, die an den Tagen 9 bis 11 vorhanden war, festgestellt. Dies war der Fall für alle drei untersuchten Tumoren, und die Verringerung der Tumorbelastung trat über einen Bereich der Tumorüberimpfung von 10&sup7; bis 10&sup7; Zellen auf (Fig. 3). Obwohl immer noch erheblich, war die Verringerung im Fall von RDM4 am geringsten, und bei einer Überimpfung von 10&sup7; RDM4 hatte die LMI-Behandlung eine geringe oder keine Wirkung. RDM4 ist der schnellstwachsende der drei untersuchten Tumoren. Die Tumorverringerung tritt nicht auf, wenn LMI keine Tumorplasmamembran tragen. LMI, die mit normalem Mäuseserumprotein beschichtet sind, haben keinen Einfluß auf die Tumorbelastung für irgendeinen der untersuchten Tumoren (nicht gezeigt).
  • Wie für die Verstärkung der allogenen Reaktionen ist die physikalische Form des Antigens für eine wirksame Verringerung der Tumorbelastung kritisch. Die Injektion von Plasmamembranen als freie Membranvesikel (Durchmesser < 0,2 um) in Suspension hat eine geringe oder keine Wirkung auf die Tumorbelastung, während die gleichen Membranen auf LMI sehr wirksam sind. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, erfordert die Tumorverringerung, daß Tumorantigen (Plasmamembran) auf LMI und nicht als freie Plasmamembranvesikel verabreicht wird. C57BL/6-Mäusen wurden i. p. 10&sup6; lebende EL4-Zellen überimpft. Gleichzeitig wurden 10&sup7; LMI, die EL4-Plasmamembran trugen, oder EL4- Plasmamembran in Suspension verabreicht. Die Membranen wurden in einer Menge verwendet, die äquivalent zu der auf den LMI war (1x Plasmamembran), oder in der 10-fach höheren Dosis (10x Plasmamembran). Peritoneale Zellen wurden am 13. Tag gewonnen und gezählt. Die Werte sind Mittelwerte, die für 2 Mäuse in jeder Gruppe erhalten wurden, und der Bereich für das Paar ist gezeigt.
  • Bei dem in Fig. 4 gezeigten Versuch wurden 2 Mäuse pro Gruppe untersucht, und der gefundene Bereich ist gezeigt. Bei den meisten der vorbereitenden Versuche, die hier beschrieben werden, wurden 2 Mäuse pro Gruppe verwendet, wobei der Bereich der Werte ähnlich wie der in Fig. 4 gezeigte war. Die Daten werden als adäquat angesehen, um die dramatischen Wirkungen der hier beschriebenen LMI-Behandlung zu zeigen.
  • Die begrenzte Dosis-Ansprech-Information, die bisher erhalten wurde, deutet darauf hin, daß LMI wirksam hinsichtlich der Verringerung der Tumorbelastung bis herunter zu mindestens 10&sup6; pro Maus (nicht gezeigt) bleiben, einer 10-fach geringeren Dosis als die, die in den hier gezeigten Versuchen verwendet wurde. Die Kinetik des P815-Tumorwachstums und die LMI-Wirkungen wurden in einem Versuch untersucht. Mäusen wurden 10&sup5; Tumorzellen mit oder ohne Verabreichung von LMI überimpft. Am 5. Tag war ein Tumorwachstum sowohl in Kontrollen als auch in behandelten Tieren aufgetreten, und etwa 20 x 10&sup6; peritoneale Zellen pro Maus wurden gewonnen. Über diese Zeit hinaus trat weiter ein Wachstum in Kontrolltieren auf, die Tumorbelastung nahm bei den behandelten Tieren jedoch ab. Am 9. Tag wiesen die Kontrollen 161 x 10&sup6; Zellen pro Maus auf, während die behandelten Tiere 1,4 x 10&sup6; aufwiesen.
  • Bei einigen Versuchen führte eine einzelne Injektion von antigentragenden LMI zu einer mehr als 99 %-igen Verringerung der Anzahl der peritonealen Zellen, die im Vergleich mit Kontrollen gewonnen wurden (Fig. 4 und der vorstehend beschriebene kinetische Versuch). Auf diesem Niveau ist die Anzahl der Zellen, die von behandelten Tieren gewonnen wurde, nicht signifikant verschieden von der, die von normalen Tieren gewonnen wurde, die keinen Tumor erhalten hatten.
  • Die wirksamen Wege der LMI-Verabreichung wurden in einem ausreichenden Maß untersucht, um wirksame Verabreichungswege festzulegen. Mäusen wurden i. p. 10&sup7; P815 überimpft, und LMI wurden entweder i. p., i. v. (Schwanzvene) oder subkutan verabreicht. 11 Tage später wurden die Tiere getötet, peritoneale Zellen wurden ausgewaschen, und die Zellen wurden gezählt. LMI, die P815-Membranantigen trugen, verringerten die Tumorbelastung um 60 bis 70 %, wenn sie i. p. oder subkutan verabreicht wurden. Relevante Daten sind graphisch in Fig. 5 dargestellt. CD2F1-Mäusen wurden i. p. 10&sup7; P815-Zellen überimpft. Gleichzeitig wurden LMI, die entweder P815-Plasmamembran oder normales Mäuseserumprotein (NMS) aufwiesen, auf dem angegebenen Weg verabreicht, und zwar unter Verwendung von 10&sup7; LMI/Maus in allen Fällen. Peritoneale Zellen wurden 11 Tage nach der Überimpfung gewonnen und gezählt. Gruppen, die mit tumorantigentragenden LMI behandelt wurden, bestanden aus jeweils 4 Mäusen, und die gezeigten Werte sind Mittelwerte mit den angegebenen Standardabweichungen. Kontrollgruppen (nur Tumor und NMS-LMI-behandelt) bestanden aus jeweils 2 Mäusen, und die Mittelwerte sind gezeigt. Die Gewinnung von peritonealen ausgewaschenen Zellen aus normalen Mäusen, die weder einen Tumor noch LMI erhielten, wurde für 6 Mäuse (unterer Balken) bestimmt, und die Standardabweichung ist angegeben.
  • Die i. v. erfolgende Verabreichung war noch wirksamer als die i. p. oder s. c. erfolgende Verabreichung, und die Anzahl der Zellen, die von diesen Mäusen gewonnen wurde, war nicht größer als die Anzahl, die von Mäusen gewonnen wurde, die keinen Tumor erhalten hatten. Für alle Wege der Verabreichung führten Kontroll-LMI, die mit normalem Mäuseserumprotein beschichtet waren, nicht zu einer signifikanten Verringerung der Tumorbelastung. Die gegenwärtigen Daten zeigen, daß die i. v. erfolgende Verabreichung möglicherweise der wirksamste Weg ist, die Erfindung ist jedoch nicht von einer i. v. erfolgenden Verabreichung abhängig. Diese Ergebnisse erweitern auch das Potential für LMI bei der Verwendung in der Immuntherapie, indem sie zeigen, daß LMI nicht an der Stelle des Tumorwachstums verabreicht werden müssen, um wirksam zu sein.
  • Berücksichtigt man die Wirkungen von antigentragenden LMI auf die allogenen CTL-Reaktionen, so ist anzunehmen, daß die LMI-Verabreichung einen Tumor in vivo als Ergebnis der Aktivierung der tumorspezifischen CTL-Reaktionen beeinflußt. Wenn nicht-haftende PEL-Zellen von Mäusen, denen EL4-Tumorzellen und LMI, die EL4-Plasmamembranen trugen, verabreicht worden waren, in einem 4-stündigen &sup5;¹Cr-Freisetzungsassay untersucht wurden, dann war eine cytolytische Aktivität für EL4-Ziele vorhanden, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Die Daten in Fig. 6 erläutern die tumorspezifische cytolytische Aktivität von peritonealen Exsudat-Lymphocyten von Mäusen, die mit LMI behandelt wurden. C57BL/6-Mäusen wurden 10&sup6; lebende EL4-Zellen überimpft. Behandelte Mäuse erhielten gleichzeitig 10&sup7; LMI, die EL4-Membranen trugen (EL4 + LMI). Kontrollmäusen ohne lebenden Tumor wurden ebenfalls 10&sup7; LMI, die EL4-Membranen trugen, injiziert (nur LMI). Nach 12 Tagen wurden peritoneale Zellen gewonnen. Man ließ sie für 1 Stunde an Kunststoff anhaften, und nicht-anhaftende Zellen wurden auf ihre lytische Aktivität in einem 4-stündigen Cr-Freisetzungsassay unter Verwendung von EL4- und RDM4-Zielen untersucht. Die LMI-behandelten Mäuse waren die gleichen wie die, die in Fig. 4 gezeigt sind, bei denen die Tumorbelastung durch die LMI-Behandlung um > 99 % verringert worden war. Zellen von einzelnen Mäusen wurden untersucht, und die Ergebnisse sind für beide Tiere jeder Gruppe gezeigt. Die Abtötung ist als prozentuale spezifische Freisetzung ausgedrückt. Die spontane Freisetzung betrug 195 cpm für EL4 und 248 cpm, und die Gesamtmenge an freisetzbarem Material betrug 2549 für EL4 und 2938 für RDM4.
  • Die Daten zeigen, daß die Aktivität spezifisch war, indem keine Aktivität für RDM4-Ziele nachgewiesen wurde. PEL von Mäusen, denen LMI, jedoch keine lebenden Tumorzellen injiziert worden waren, zeigten für keines der Ziele eine lytische Aktivität. PEL von Mäusen, denen der Tumor injiziert worden war, die jedoch nicht mit LMI behandelt worden waren, hatten ebenfalls keine abtötende Aktivität (nicht gezeigt), die große Anzahl der Tumorzellen, die in dieser Population vorhanden war, schließt eine endgültige Interpretation jedoch aus, da sie als kalte Zielblockierer wirken könnten.
  • Tumortragende Tiere wurden mit LMI-behandelten Tieren im Hinblick auf die cytolytische Aktivität von Milzzellpopulationen nach der erneuten Stimulierung in vitro mit bestrahlten Tumorzellen in 6-tägigen Kulturen verglichen, um lytische Reaktionen weiter zu untersuchen. Diese Daten sind in Fig. 7 gezeigt. Fig. 7A zeigt die Spezifität von CTL aus erneut stimulierten Milzzellen von mit LMI behandelten, EL4-Tumor-tragenden C57BL/6-Mäusen, und Fig. 7B stellt die Wirkung der Behandlung auf die erneute Stimulierung von Milzzellen von P815-Tumor-tragenden CD2F1-Mäusen dar.
  • C57BL/6-Mäusen wurden i. p. 10&sup6; lebende EL4-Zellen überimpft, und 10&sup7; EL4-Antigen-tragende LMI wurden gleichzeitig verabreicht (Fig. 7A). 12 Tage später wurden die Milzen (2 Mäuse) entnommen, vereinigt und in eine Kultur mit oder ohne bestrahlte EL4-Zellen gegeben. Nach 6 Tagen der Kultur in vitro wurden die Zellen auf die lytische Aktivität in einem 4- stündigen Cr-Freisetzungsassay unter Verwendung von EL4- und RDM4-Zielen untersucht. Es sind Ergebnisse für Zellen gezeigt, die mit bestrahlten EL4 kultiviert wurden. Zellen, die in Abwesenheit von Stimulatoren kultiviert wurden, wiesen für keines der Ziele eine lytische Aktivität auf.
  • CD2F1-Mäusen wurden 10&sup6; lebende P815-Zellen überimpft, und sie wurden gleichzeitig mit nichts (nichts), 10&sup7; LMI, die P815-Antigen trugen (LMI-P815), oder 10&sup7; LMI, die normales Mäuseserum trugen (LMI-NMS), behandelt (Fig. 7B). 7 Tage später wurden Milzen entnommen (2 Mäuse pro Gruppe) und in eine Kultur allein oder mit bestrahlten P815-Zellen gegeben. Nach 6 Tagen der Kultur in vitro wurde die lytische Aktivität für P815- und RDM4-Ziele untersucht. Die für erneut stimulierte Zellen im Hinblick auf P815-Ziele erhaltenen Ergebnisse sind gezeigt. Es wurde keine Abtötung von RDM4-Zielen festgestellt. Zellen, die nicht in vitro erneut stimuliert worden waren, lysierten weder P815- noch RDM4-Ziele.
  • Fig. 7A zeigt, daß Milzzellen, die 12 Tage, nachdem den Mäusen EL4-Tumor und LMI injiziert worden waren, entnommen wurden, eine starke cytolytische Reaktion gegen EL4-Ziele, nicht jedoch gegen RDM4-Ziele entwickeln konnten. Diese Reaktion trat nur in Kulturen auf, bei denen bestrahlte EL4-Stimulatoren zugegeben wurden. Ähnliche Ergebnisse wurden erzielt, wenn Milzzellen von Mäusen untersucht wurden, denen P815-Tumorzellen und keine weitere Zugabe, antigentragende LMI oder LMI, die mit normalem Mäuseserum beschichtet waren, injiziert wurden. Die erneute Stimulierung mit bestrahlten P815 führte zur Entwicklung einer starken anti-P815-Reaktion von Mäusen, die mit Tumor und antigentragenden LMI behandelt worden waren (Fig. 7B). Im Gegensatz dazu wurde eine geringe oder keine Reaktion von Zellen von Mäusen festgestellt, die nur Tumor oder Tumor oder mit normalem Mäuseserum beschichtete LMI erhalten hatten. In allen Fällen wurde keine Reaktion bei Abwesenheit von bestrahlten P815-Stimulatorzellen erhalten.
  • Im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wurden in der gleichen Art von Versuch bei der Untersuchung des RDM4-Tumors in AKR-Mäusen erhalten. Milzzellen, die von Mäusen 12 Tage nach der Injektion von RDM4 und antigentragenden LMI entnommen wurden, entwickelten eine starke Reaktion (61 % Lyse bei einem E:T von 2:1), die von einer erneuten Stimulierung mit bestrahlten Stimulatoren abhängig war und die spezifisch für RDM4-Ziele war. Zellen von Mäusen, denen nur Tumor gegeben worden war, entwickelten eine geringe Reaktion bei erneuter Stimulierung (8 % bei 2:1), was auch für Milzzellen von normalen Mäusen gilt, die weder Tumorzellen noch LMI erhalten hatten. Die LMI-Behandlungen, die zu einer PEL-Aktivität oder einer Aktivität bei erneuter Stimulierung in vitro führen, führen auch zu einer verringerten peritonealen Tumorbelastung im Vergleich mit Kontrollen.
  • Tumortherapie unter Anwendung einer kombinierten Behandlung durch LMI und Chemotherapie
  • Bei Verwendung in Kombination zur Behandlung von Tumoren tragenden Wirten haben LMI und Cyclophosphamid (CY) hochgradig synergistische Wirkungen auf das Tumorwachstum und das Überleben des Wirts. Das Tumorwachstum wurde in Mäusen durch Injektion von syngenen P815-Tumorzellen mit 10&sup5;/Maus induziert. Mäuse, die den intraperitoneal wachsenden, syngenen P815-Tumor trugen, wurden am Tag 0 (Tag der Tumorüberimpfung) mit LMI, 10&sup7; i. v., und am Tag 3 mit CY, 3 mg i. p., behandelt. Weder CY allein noch LMI allein dehnten das Überleben des Wirts in signifikanter Weise aus. Mäuse, die sowohl mit LMI als auch mit CY behandelt worden waren, wiesen jedoch ganz erheblich ausgedehnte Überlebenszeiten auf, wobei 40 % der Mäuse mehr als 180 Tage überlebten, wie in Fig. 8 gezeigt ist.
  • Wenn P815-Mastocytomzellen subkutan syngenen Wirten injiziert werden, dann wachsen sie als ein fester, subkutaner Tumor. Außerdem metastatisiert der Tumor in Lymphknoten, Milz und Lunge, und es sind die Metastasen, die den Wirt töten. Um zu bestimmen, ob LMI und CY das Wachstum von vorhandenen Tumoren beeinflussen können, wurden Mäusen subkutan P815-Zellen (Überimpfung von 10&sup7;) injiziert, und man ließ die Zellen 10 Tage wachsen. Zu diesem Zeitpunkt hatten alle Mäuse sichtbare, tastbare feste Tumoren. Gruppen von Mäusen wurden dann mit CY, 3 mg i. p. (Tag 10), LMI, 10&sup7; i. v. (Tag 13), oder beidem behandelt. Das Tumorwachstum wurde durch Messung der Fläche bestimmt, und die Überlebenszeit wurde bestimmt. Wie in Fig. 9B gezeigt ist, dehnte die Behandlung mit CY und LMI sehr wesentlich die Überlebenszeit des Wirts aus (p< 0,002 für unbehandelte gegenüber mit CY+LMI behandelten Wirte), während keine der Behandlungen allein eine signifikante Wirkung hatte. Das Wachstum des festen Tumors wurde durch die CY+LMI- Behandlung dramatisch verringert, wie durch die in Fig. 9A graphisch dargestellten Daten gezeigt wird. 0bwohl die Behandlung mit CY allein keinen Einfluß auf die Überlebenszeit hatte, verringerte sie das Tumorwachstum. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, daß die Chemotherapie allein die primäre Tumormasse verringern kann, jedoch eine geringe oder keine Wirkung auf Metastasen hat.
  • Die vorstehenden Ergebnisse erweitern die Belege für die Wirksamkeit der LMI-Behandlung auf zwei wichtigen Richtungen:
  • 1) Die Behandlung durch LMI und Chemotherapie kann hochgradig synergistische Wirkungen auf Tumorwachstum und Überleben des Wirts haben.
  • 2) Die kombinierte Behandlung durch LMI und Chemotherapie kann das Überleben des Wirts wesentlich verlängern, wenn die Behandlung erst begonnen wird, nachdem der Tumor aufgetreten Behandlung erst begonnen wird, nachdem der Tumor aufgetreten ist.
  • Zusammenfassende Darstellung
  • Die LMI-Behandlung von Tumoren tragenden Tieren führt also sowohl zu einer dramatischen Verringerung hinsichtlich der Tumorbelastung als auch zum Auftreten einer wirksamen, tumorspezifischen, cytolytischen Aktivität. Das Ausmaß und die Spezifität der lytischen Aktivität und die antigenabhängige erneute Stimulierung der Reaktion durch Milzzellen sind alles sehr starke Argumente dafür, daß diese Reaktion durch cytolytische T-Lyinphocyten vermittelt wird. Unabhängig vom Wirkungsmechanismus der LMI-Behandlung zeigen die bisher erhaltenen Ergebnisse den Wert der Erfindung für die Krebsimmuntherapie bei Säugern.
  • Therapeutische Anwendungen für LMI umfassen die in vivo- Verabreichung allein oder in Kombination mit anderen Mitteln, um gegen eine Krankheit zu immunisieren, oder als Therapie für bestehende Krankheiten. Krankheiten, bei denen LMI sich als wirksam erweisen werden, umfassen virale, bakterielle und parasitäre Krankheiten, Krebs, Graft-versus-host-Krankheit und Autoimmunerkrankungen. Liganden, die auf LMI verwendet werden, umfassen, ohne Beschränkung hierauf, MHC-Moleküle, natürliche oder synthetische Peptidantigene, Proteinantigene, isolierte Plasmamembranen, Antikörper und weitere Liganden, die durch Zelloberflächenkomponenten gebunden werden.
  • Die Behandlung mit LMI und Chemotherapie kann hochgradig synergistische Wirkungen auf das Tumorwachstum und das Überleben des Wirts haben, und eine kombinierte Behandlung durch LMI und Chemotherapie kann das Überleben des Wirts wesentlich verlängern, wenn die Behandlung erst begonnen wird, nachdem der Tumor aufgetreten ist.
  • Während erhebliche Anstrengungen nötig sein werden, bevor eine vollständige Charakterisierung des Mechanismus/der Mechanismen, durch die LMI in vivo die Entwicklung von CTL-Reaktionen verstärken, möglich sein wird und es bis jetzt nicht bekannt ist, ob die cytolytische Reaktion die dramatische Verringerung oder Ausschaltung eines Tumors vermittelt, der sich entwickelt hat, bevor die LMI-Immuntherapie begonnen wird, deuten die vorgelegten Daten und Ergebnisse auf einen wesentlichen Durchbruch bei der Behandlung und Verhinderung von Krankheiten.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung findet Anwendung bei der Erforschung und der Immunisierung und/oder Immuntherapie von Tumoren und anderen zellvermittelten Erkrankungen von Säugern, z. B. in der Veterinärmedizin und bei der immuntherapeutischen Behandlung von menschlichen Krebserkrankungen.

Claims (5)

1. Zusammensetzung, enthaltend große mehrwertige Immunogenteilchen, bestehend im wesentlichen aus auf große Teilchen als Träger aufgebrachten mehrwertigen Ligandengruppierungen mit einem Hauptdurchmesser von mehr als 0,2 um zur Verwendung beider Behandlung von Tumoren oder Virus-, Bakterien-, Autoimmun-, Parasiten- oder Graft-versushost-Erkrankungen bei Säugetieren, wobei die Liganden folgendes umfassen: i) Moleküle, die durch Oberflächenrezeptoren, einschließlich T-Zellrezeptoren, in antigenspezifischer Weise gebunden sind; (ii) Moleküle, die mit Zelloberflächenkomponenten in nicht-antigenspezifischer Weise zur Förderung antigenspezifischer Wechselwirkungen oder einer Zellaktivierung in Wechselwirkung treten.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das große mehrwertige Immunogen einen Hauptdurchmesser von etwa 5 um aufweist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zusammensetzung einen Liganden in einer physikalischen Form, die sich von der des großen mehrwertigen Immunogens unterscheidet, umfaßt und es sich bei der Zusammensetzung um eine injizierbare Lösung handelt.
4. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Ligand ein oder mehrere Antigene, Antikörper oder Haptene umfaßt.
5. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die zusätzlich ein chemotherapeutisches Mittel umfaßt.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6420172B1 (en) 1992-04-20 2002-07-16 Tib Company, Llc Method for inducing tumor immunity
US5292513A (en) * 1992-05-18 1994-03-08 Anthony G. Gristina Method for nonspecific cellular immune stimulation
JPH08505625A (ja) 1993-01-11 1996-06-18 ダナ−ファーバー キャンサー インスティチュート 細胞毒性tリンパ球応答の誘導
WO1996003144A1 (en) * 1994-07-27 1996-02-08 The Council Of The Queensland Institute Of Medical Research Polyepitope vaccines
US6033674A (en) * 1995-12-28 2000-03-07 Johns Hopkins University School Of Medicine Method of treating cancer with a tumor cell line having modified cytokine expression
US5951975A (en) * 1996-06-28 1999-09-14 University Of Pittsburgh Induction of CTLs specific for natural antigens by cross priming immunization
ATE283069T1 (de) 1996-08-16 2004-12-15 Univ Johns Hopkins Med Melanomzellinien, welche immundominante melanomantigene teilen und verfahren zu deren anwendung
US20020151690A1 (en) * 1997-08-12 2002-10-17 Luxemburg Alain T Purification of antigen-specific t cells
AU727541B2 (en) * 1996-09-06 2000-12-14 Ortho-Mcneil Pharmaceutical, Inc. Purification of antigen-specific T cells
US6087174A (en) * 1996-12-26 2000-07-11 Johns Hopkins University, School Of Medicine Growth medium for primary pancreatic tumor cell culture
US6387888B1 (en) 1998-09-30 2002-05-14 American Foundation For Biological Research, Inc. Immunotherapy of cancer through expression of truncated tumor or tumor-associated antigen
JP4688254B2 (ja) * 1999-02-09 2011-05-25 独立行政法人理化学研究所 腫瘍ワクチン
DE60040213D1 (de) * 1999-02-09 2008-10-23 Riken Wako Tumorimpfstoff

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4861589A (en) * 1987-03-23 1989-08-29 Trustees Of Boston University Method for therapeutically treating abnormal cells expressing a major histocompatibility complex class II antigen using cytolytic inducer T4 cells

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EP0422164A1 (de) 1991-04-17
JPH04501853A (ja) 1992-04-02
US5045320A (en) 1991-09-03
JP3059482B2 (ja) 2000-07-04

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