Um eine Signaltransduktion mittels agnostischer Antikörper an Rezeptoren der TNFRSF zu bewirken, ist eine vorherige Immobilisation über des Fc Anteil des Antikörpers Grundvorraussetzung. In dieser Arbeit sollte die Möglichkeit der Verankerung über eine andere Bindungsdomäne untersucht werden. Es konnte gezeigt werden, dass eine Immobilisation mittels scFv:CD70 zu einer starken Signalaktivierung führt. / In order to effect signal transduction by means of agnostic antibodies at receptors of TNFRSF, prior immobilization via the Fc part of the antibody is a basic requirement. In this thesis the possibility of anchoring via a different binding domain should be investigated. It could be shown that immobilization by means of scFv: CD70 leads to strong signal activation.

Obwohl Protein-Mikroarrays ursprünglich aus dem gut entwickelten und fest etablierten DNA-Pendant entstanden sind, repräsentierte jedoch die Umstellung der Mikroarray-Technik von der DNA- auf die Proteinanalyse aufgrund der enormen physikalisch-chemischen Variabilität der Proteine, deren relativ niedrigen Stabilität und der komplexen Mikrospot-Kinetik eine große technologische Herausforderung. Deshalb setzt das Vorhaben, die Technik der Antikörper–Mikroarrays von ihrem konzeptuellen Zustand ausgehend zu einem robusten, real funktionierenden Werkzeug zu etablieren, nicht nur eine Vielzahl an technologischen Lösungen, sondern auch eine systematische und physikalisch begründete Herangehensweise in dieser technologischen Entwicklung voraus. Das waren im Wesentlichen die zwei wichtigsten, der eigentlichen Entwicklung der Antikörper-Mikroarrays untergeordneten Ziele der Arbeit. Mit dem Ziel, Antikörper-Mikroarrays prinzipiell zu etablieren und eine optimale Immobilisierungschemie für deren Herstellung zu finden, wurden im ersten Teil dieser Arbeit mehrere chemische Beschichtungen von Glasslides optimiert, unterschiedliche Spotting-Bedingungen von Antikörpern für verschiedene Oberflächen getestet und verschiedene Blockierungsverfahren und Strategien zur Aufbewahrung von Slides analysiert. Anschließend wurde eine Reihe von kommerziellen und selbst hergestellten chemisch beschichteten Slides unter den optimierten Bedingungen miteinander verglichen. Als Hauptergebnis dieser Untersuchung wurde die Herstellung der Antikörper-Microarrays etabliert. Unter anderem konnte im Zuge dieser systematischen Analyse gezeigt werden, dass Epoxysilan-modifizierte Oberflächen am besten geeignet sind. Diese Oberfläche ist heutzutage auf dem Gebiet der Protein-Microarrays am weitesten verbreitet und wurde für alle weiteren Studien innerhalb dieser Dissertation verwendet. Die Entwicklung der Antikörper-Mikroarrays in den letzten Jahren demonstrierte erhebliche Schwierigkeiten im Erreichen der nötigen Sensitivität und Reproduzierbarkeit. Um dieser Problematik auf den Grund zu gehen, und die Mikrospot-Kinetik experimentell untersuchen zu können, wurde im Rahmen dieser Arbeit eine modifizierte und für den Fall der Mikrorrays angepasste Variante des Two-Compartment Modells (TCM) entwickelt. TCM ermöglicht auf eine phänomenologische Weise, d.h., dass Diffusionskoeffizienten, Mischintensität oder Dichte der Bindungsstellen nicht bekannt sein müssen, eine quantitative experimentelle Analyse der Mikrospot-Kinetik unter Berücksichtigung von Effekten des Massentransports. Um die phänomenologischen TCM-Werte interpretieren zu können und um den Mechanismus der Mikrospot-Reaktion zu untersuchen, wurden auch andere, für die Mikrospot-Kinetik relevante, klassische Theorien an die Bedingungen der Mikrospot-Reaktion angepasst und mit dem modifizierten TCM mathematisch verbunden. Als das erste in der Mikroarray-Technologie mathematisch-physikalische Werkzeug dieser Art hat die hier entwickelte Theorie ein großes Potential, auch in den anderen verwandten Techniken wie DNA- oder Peptid-Mikroarrays Verwendung zu finden. Außerdem wurde innerhalb dieser Arbeit ein anderes einheitliches theoretisches Modell entwickelt, das eine kinetische Simulation von verschiedenen Reaktionsphasen sowohl für konventionelle als auch für Mikrospot-Immunoassays ermöglicht. Im Rahmen dieser Arbeit konnte für einen typischen Standard-Antikörper-Mikroarray theoretisch und experimentell eine lang andauernde, stark massentransportabhängige Mikrospot-Kinetik beschrieben werden. Es konnte gezeigt werden, dass das Erreichen eines thermodynamischen Gleichgewichts in Mikroarrays wegen eines relativ langsamen Ligandentransports zum Spot eine lange Zeit dauert, je nach Bindungskonstante, Diffusionsgeschwindigkeit und Ligandenkonzentration mehrere Stunden bis hin zu Wochen. In dieser Arbeit wurde ein neues physikalisches Konzept, das dem heutzutage dominierenden Blickwinkel, der sogenannten ambient analyte Theorie, opponierend gegenübersteht, formuliert. Auch konnten viele Konsequenzen fürs Design und die zukünftige Entwicklung dieser relativ neuen Technologie gezogen werden. Als eine logische Folge der massentransportlimitierten Reaktionen ist das Design eines Antikörper-Mikroarray ein kritischer Punkt für die Leistung des Verfahrens. Im Laufe der experimentellen und/oder theoretischen Betrachtungen konnte gezeigt werden, dass eine Reihe allgemeiner Parameter wie Größe eines Spots, Spotting-Muster, Inkubationsgeometrie, Volumen und Konzentration einer Probe, Viskosität des Inkubationspuffers und Mischintensität die Reaktionsraten auf den Spots insgesamt um mehrere Größenordnungen beeinflusst. Ist die maximale Rate des Massentransports in einem Mikroarray-Verfahren gewährleistet, kann dann auch die maximale Bindungsleistung der Spots, die durch die Dichte der Bindungsstellen, Bindungsaffinität, Inkubationszeit und andere relevante Parameter eingestellt wird, erreicht werden. Aber nicht nur in der Inkubationsphase, sondern auch bei den Wasch- und Detektionsschritten sollte die gleiche Liste der Parameter berücksichtigt werden. Durch die Optimierung all dieser Parametern konnte eine deutliche Verbesserung der Sensitivität von Antikörper-Mikroarrays in der Protein-Expressionsanalyse von klinischen Blutproben erzielt werden In einer weiteren Studie zur Analyse von unterschiedlichen Detektionsverfahren konnte die Sensitivität und Reproduzierbarkeit der etablierten Antikörper-Mikroarrays weiter verbessert werden. Eine Reihe unterschiedlicher Markierungssubstanzen mit NHS (N-hydroxysuccinimide) und ULS (universal linkage system) reaktiven Gruppen wurden innerhalb drei Detektionsverfahren untersucht: 1) eine direkte Probenmarkierung mit Fluoreszenzfarbstoffen, 2) Markierung der Probe mit Biotin-Substanzen und nachfolgender Detektion mittels fluoreszenzmarkierten Extravidin und 3) Markierung der Probe mit Fluorescein-Substanzen mit Anti-Fluorescein-Detektion. Aus den Erfahrungen der vorherigen kinetischen Untersuchungen wurde hier vorerst das kinetische Verhalten des Testsystems analysiert und optimale Inkubationsbedingungen festgelegt. Anschließend wurden optimale Konzentrationen all dieser Substanzen für die Markierung von Blutplasma bestimmt. Im Vergleich zur direkten Fluoreszenzmarkierung resultierten sich die indirekten Detektionsverfahren mit Biotin- und Fluorescein-Substanzen in wesentlich besseren Signal-zu-Hintergrund-Verhältnissen. In einer anschließenden Vergleichsanalyse zeigten sich einige Substanzen wie Biotin-ULS oder Fluoresceine-NHS als am besten geeignet für eine Protein-Expressionsanalyse von Blutplasma. Sensitivitäten im femtomolaren Bereich konnten mittels der etablierten Antikörper-Mikroarrays sowohl für eine markierte Antigenmischung als auch für komplexe klinische Proben innerhalb dieser Dissertation erzielt werden. Viele niedrig konzentrierte Proteine wie beispielsweise Zytokine, die normalerweise in einer piko-oder femtomolaren Konzentration im Blut vorliegen, wurden in dieser Arbeit mit sehr hohen Signal-zu-Hintergrund-Verhältnissen detektiert. Das hier beschriebene Verfahren öffnet zusätzliche Möglichkeiten für schnelle, kostengünstige und unbeschränkt erweiterungsfähige Mikrospot-Immunoassays. / Although protein microarrays are superficially similar to DNA microarrays, the conversion of microarray technology to the protein world still represents a big technological challenge because of the enormous physicochemical variability and relatively low stability of proteins as well as complex microspot kinetics. Therefore, the intention of developing the concept of antibody microarray into a really functioning tool requires a multiplicity of technological solutions as well as a systematic and physically justified approach in this technological development. These were essentially the two most important goals while developing antibody microarrays. Aiming to establish antibody microarrays in principle und to find optimal antibody immobilization chemistry, several chemical coatings of glass slides, antibody spotting conditions for different surfaces, different blocking procedures and strategies for slides storage were analysed and optimised in the first part of this dissertation. Subsequently, a set of commercial and home-made chemically coated slides was compared under these optimized conditions. As a main result, manufacturing of antibody microarrays was established. Among other things, the epoxysilan surface was found to be best suitable for fabrication of antibody microarrays in course of this systematic analysis. This kind of chemical coating is nowadays one of the most popular in the protein microarray field and it was also used in all other studies presented here. The development of antibody microarray technology in the last years demonstrated substantial difficulties trying to achieve the required sensitivity and reproducibility. In order to get the bottom of this issue and to be able to examine microspot kinetics experimentally, the so-called two-compartment model (TCM) was modified and adapted for the case of microrrays in this work. TCM enables a quantitative experimental analysis of microspot kinetics with regard to effects of mass transport. It is a phenomenological model, so that one does not need to know density of binding sites or any parameters of mass transport such as diffusion coefficient or mixing intensity. To be able to interpret the phenomenological reaction descriptors of TCM and to investigate reaction mechanism, some relevant theoretical models were also adapted for the case of microspot reaction as well as were mathematically joined with the modified TCM. Our theory is the first mathematical tool of this sort in the microarray technology and it has therefore a lot of potential to be applied also in the other related techniques such as DNA or peptide microarrays. Additionally, another uniform theoretical model was developed in this work. It enables a kinetic simulation of different reaction regimes for the case of conventional as well as microspot immunoassays. Long-lasting and strongly mass transport dependent microspot kinetics was described in this work, both theoretically and experimentally. The attainment of the thermodynamic equilibrium in microarrays may require many hours, days or even weeks due to a relatively slow ligand transport to spots. A new physical concept, which represents the opposite view to the today’s most widespread concept, so called ambient analyte theory, could be formulated in consequence of this investigation. Also, we could draw many consequences for design and future development of this relatively new techique. As a logical consequence of the mass transport limited reactions, proper assay design is cruicial for performance of antibody microarrays. In the course of our experimental and/or theoretical considerations, it was shown that a number of general parameters such as size of a spot, spotting pattern, incubation geometry, volume and concentration of a sample, viscosity of incubation buffer and mixing intensity could altogether affect signal velocity by many orders of magnitude. If the maximum rate of mass transport in a microarray procedure is ensured, then also the maximum binding capacity of spots could be achieved by adjusting such parameters as density of binding sites, binding affinity, incubation time etc. The same factors should be also considered for washing and detection steps in a kinetically relevant design of microarray procedure. Optimizing these parameters, the performance of antibody microarrays as applied for protein profiling of clinical specimens could be strongly improved. A significant improvement of the antibody microarray performance as applied for protein profiling of clinical blood samples could be also achieved in a further study aiming to analyze different detection approaches. A number of labeling substances containing either NHS (N-hydroxysuccinimide) or ULS (universal linkage system) reactive groups was examined within three general detection procedures: 1) direct sample labeling with fluorescence dyes, 2) sample labelling with biotin- containing substances with subsequent detection using fluorescently labeled extravidin and 3) sample labelling with fluorescein-substances with detzection by anti-fluorescein. Based on the experience of the previous kinetic investigations, kinetic behavior of the applied test system was first analyzed in this study to find optimal incubation conditions. Also, optimal blood plasma labelling concentration for every analyzed substance was determined in this study. The indirect detection approaches (biotin/extravidin and fluorescein/anti-fluorescein) resulted in substantially better signal-to-noise ratios as compared to direct fluorescent labeling. Some substances such as biotin-ULS or fluorescein-NHS were found to be best suitable for microarray-based protein profiling of blood plasma. Using the established antibody microarrays, sensitivities in the fM range could be attained in this dissertation both for a labeled mix of antigens as well as for complex clinical samples. Many low abundant proteins as for example cytokines, which are normally present in a pM-fM concentration in the blood, was detected in this work with very high signal-to-noise ratios. The approach described here opens additional possibilities for fast, economical and unrestricted multiplexing microspot immunoassays.

In der vorliegenden Studie wurde der mögliche Einfluß von heterophilen Antikörpern auf die Thyreoglobulinbestimmung in der Nachsorge beim Patienten mit differenziertem Schilddrüsenkarzinom untersucht. Dazu wurde bei 201 Patientenseren der Thyreoglobulinwert auf herkömmliche Weise und in einer Parallelbestimmung nach Vorbehandlung mit heterophilen Antikörper blocking tubes bestimmt. Dieses Vorgehen ermöglichte es, einen direkten Vergleich beider Messergebnisse anzustellen und einen möglichen Einfluß heterophiler Antikörper aufzudecken. Darüber hinaus wurde das selbe Verfahren bei einer heterogenen Kontrollgruppe angewandt. In 99% der Proben ergab sich kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Messergebnissen. Somit ist ein Einfluß von heterophilen Antikörpern auf die Thyreoglobulinbestimmung bei Patienten mit differenziertem Schilddrüsenkarzinom unwahrscheinlich. / The aim of the study was to determine the impact of heterophile antibodies on the measurement of serum thyroglobulin, thyroglobulin recovery, and thyroglobulin antibody levels in differentiated thyroid carcinoma patients. We studied serum samples of 201 individual patients that were followed in our hospital for differentiated thyroid carcinoma and 52 control samples. Samples were split; half were treates by incubating the sample for 1 h in HAB-blocking tubes, the remainder was left untreated. Subsequently thyroglobulin and thyroglobulin antibodies levels were measured in both the blockes and untreated samples. As result heterophile antibody interference is not a factor to be reckoned with in the daily practice of Tg measurement in the treatment and follow-up of differentiated thyroid carcinoma patients.

Bei agonistischen Antikörpern gegen Rezeptoren der TNFRSF reicht eine einfache Bindung der Antikörper an die Rezeptoren oft nicht aus, um ein intrazelluläres Signal zu erzeugen. Es konnte herausgefunden werden, dass die Verankerung der Antikörper über ihren Fc-Anteil an Fc gamma Rezeptoren ihre Fähigkeit zur agonistischen Aktivierung der TNFR extrem steigert. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, ob die Verankerung über andere Rezeptoren möglich ist. Mit scFv:CD70 als Beispiel, konnte diese Frage positiv beantwortet werden. / Using agonistic antibodies specific for TNFRSF receptors, a single binding of one antibody to two receptors is not able to induce intracellular singnaling pathways. It became evident from in vitro studies that Fc gamma receptors binding of antibodies is of crucial relevance for agonistic activity. This dissersation approaches to the question, if the anchoring is possible to reach with another receptor than Fc gamma receptor. Using scFv:CD70 as an example, this question could be answered positive.

Der menschliche Organismus ist zeitlebens von malignen Neoplasien bedroht, die durch lokales oder metastasiertes Wachstum lebensnotwendige Funktionen des Körpers beeinträchtigen können. Als wichtigstes Werkzeug zur Abwehr dieser Neoplasien wurde in den letzten Jahrzehnten die natürliche Immunität aufgedeckt. Besonders die Antikörper der innaten Immunität spielen eine entscheidende Rolle. BARB-4 ist ein humaner, tumorspezifischer Antikörper und Teil dieser natürlichen Immunität. Er wurde mit Hilfe der Hybridomatechnologie aus einem Patienten mit Siegelringkarzinom des Magens isoliert, und ist einer der wenigen Vertreter innater humaner IgG Antikörper. Diese Arbeit gibt einen ersten Überblick über die Bindungsspezifität und die funktionellen Eigenschaften des BARB-4-Antikörpers. In den immunhistochemischen Färbungen konnte die Tumorspezifität des Antikörpers nachgewiesen werden. Bei dem zugehörigen Antigen handelt es sich um eine Variante des TAF15, einem Protein der FET-Familie, die intrazelluläre Aufgaben bei Transkriptionsvorgängen haben, bei denen zudem aber auch eine Beteiligung an Adhäsions- und Migrationsvorgängen vermutet wird. Diese Variante ist bei malignen Zellen an der Oberfläche lokalisiert, was die Ergebnisse der Durchflußzytometrie belegen. Durch konfokale Mikroskopie mit Fluoreszenz-markiertem BARB-4 konnte diese Oberflächenbindung an Tumorzellen bestätigt werden. Im weiteren zeitlichen Verlauf konzentrierte sich der Antikörper im Zellinneren. Die Präsenz des Antikörpers führte bei Versuchen mit Tumorzellen zu einer bemerkenswerten Hemmung der Adhäsions- und Migrationsfähigkeit der Zellen. Beide stellen Schlüsseleigenschaften für die Metastasierung von Tumorzellen dar. Diese Eigenschaften könnten BARB-4 für einen möglichen, therapeutischen Einsatz zur Prävention von Tumormetastasen qualifizieren. / Throughout live, the human body is threatened by malign neoplasms whose local or metastasizing growth can restrict its essential functions. In the last decades, natural immunity was discovered as an instrumental tool in the fight against these neoplasms. Especially antibodies of the innate immune response play a central role in this defense. BARB-4 is part of this repertoire of antibodies. B-cells producing BARB-4 were isolated from a patient suffering from signet ring carcinoma, and propagated using Hybridoma-technology. While most antibodies of the innate immune response are of the IgM subclass, BARB-4 is an IgG antibody. This work offers an assessment of the specificity and functional properties of BARB-4. By using immuno-histochemistry, it couId be shown that BARB-4 specifically binds to human cancer cells. More specifically BARB-4 binds to a variant of TAF15, a member of the FET family of transcriptional regulators. TAF15 is also assumed to be involved in adhesion and cell-migration. Flow-cytometry confirmed its localization to the plasma-membrane, which is unique to this tumor-specific variant of TAF15. Subsequent confocal microscopy showed that after initial binding of TAF15, the BARB-4 antibody is internalized by the bound cancer cells. Remarkably, BARB-4 treatment of cancer cells resulted in the inhibition of their ability to adhere and migrate. As both adhesion and migration are hallmarks of metastasis in cancer cells, BARB-4 is a possible candidate for therapeutic prevention of cancer metastasis.

Cancer cells frequently escape from immune surveillance by down-regulating two important components of the immune defence: antigen-presenting MHC and costimulatory molecules. Therefore several novel anti-tumour compounds that aim to assist the immune system in recognising and fighting cancer are currently under development. Recombinant bispecific antibodies represent one group of such novel therapeutics. They target two different antigens and recruit cytotoxic effector cells to tumour cells. For cancer immunotherapy, bispecific T cell-engaging antibodies are already well characterised. These antibodies target a tumour-associated antigen and CD3ε, the constant molecule of the T cell receptor complex. On the one hand, this study presents the development of a bispecific antibody targeting CD3ε and the rhabdomyosarcoma-associated fetal acetylcholine receptor. On the other hand, it describes a novel two-part trispecific antibody format for the treatment of leukaemia and other haematological malignancies in the context of haematopoietic stem cell transplantation (HSCT). For HSCT, an HLA-identical donor is preferred, but very rarely available. In an HLA-mismatched setting, the HLA disparity could be exploited for targeted cancer treatment. In the present study, a two-part trispecific HLA-A2 × CD45 × CD3 antibody was developed for potential cases in which the patient is HLA-A2-positive, but the donor is not. This holds true for about half the cases in Germany, since HLA-A2 is the most common HLA molecule found here. Combinatorial targeting of HLA-A2 and the leucocyte-common antigen CD45 allows for highly specific dual-antigen restricted tumour targeting. More precisely, two single-chain antibody constructs were developed: i) a single-chain variable fragment (scFv) specific for HLA-A2, and ii) a scFv against CD45, both linked to the VL and the VH domain of a CD3ε-specific antibody, respectively. It turned out that, after the concomitant binding of these constructs to the same HLA-A2- and CD45-expressing cell, the unpaired variable domains of a CD3ε-specific antibody assembled to a functional scFv. In a therapeutic situation, this assembly should exclusively occur on the recipient’s blood cancer cells, leading to T cell-mediated cancer cell destruction. In this way, a relapse of disease might be prevented, and standard therapy (radiation and chemotherapy) might be omitted. For both approaches, the antibody constructs were periplasmically expressed in E. coli, purified via His tag, and biochemically characterised. Their binding to the respective targets was proven by flow cytometry. The stimulatory properties of the antibodies were assayed by measuring IL-2 release after incubation with T cells and antigen-expressing target cells. Both the bispecific antibody against rhabdomyosarcoma and the assembled trispecific antibody against blood cancer mediated T-cell activation in a concentration-dependent manner at nanomolar concentrations. For the trispecific antibody, this effect indeed proved to be dual antigen-restricted, as it could be blocked by prior incubation of either HLA-A2- or CD45-specific scFv and did not occur on single-positive (CD45+) or double-negative (HLA-A2- CD45-) target cells. Furthermore, antibodies from both approaches recruited T cells for tumour cell destruction in vitro. / Krebszellen entgehen der Immunüberwachung oftmals dadurch, dass sie zwei wichtige Komponenten der Immunabwehr, nämlich antigenpräsentierende MHC- und kostimulatorische Moleküle, herunter regeln. Zurzeit befindet sich daher eine Reihe neuartiger Anti-Krebs-Substanzen in der Entwicklung, die darauf abzielen, das Immunsystem beim Erkennen und Bekämpfen von Krebs zu unterstützen. Rekombinante bispezifische Antikörper stellen eine Gruppe solch neuartiger Therapeutika dar. Sie erkennen zwei unterschiedliche Antigene und rekrutieren gezielt zytotoxische Effektorzellen zu Tumorzellen. Zur Krebsimmuntherapie sind BiTE-Antikörper (bispecific T cell engager) bereits gut untersucht. Diese Antikörper sind gegen ein tumorassoziiertes Antigen sowie gegen CD3ε, das konstante Molekül des T Zell-Rezeptor-Komplexes, gerichtet. Diese Arbeit beschreibt zum einen die Entwicklung eines bispezifischen Antikörpers, der CD3ε und den mit Rhabdomyosarkom assoziierten fetalen Acetylcholinrezeptor erkennt. Zum anderen präsentiert sie ein neues, zweiteiliges trispezifisches Antikörperformat, das zur Behandlung von Leukämie und anderen bösartigen Erkrankungen des blutbildenden Systems im Zusammenhang mit hämatopoetischer Stammzelltransplantation (HSZT) genutzt werden könnte. Für eine HSZT wird ein HLA-identischer Spender bevorzugt. Dieser steht jedoch nur sehr selten zur Verfügung. In Fällen mit nur einer Unstimmigkeit in den HLA-Merkmalen zwischen Patient und Spender könnte diese HLA-Unstimmigkeit nun zur gezielten Krebsbehandlung ausgenutzt werden. In dieser Arbeit wurde ein trispezifisches HLA-A2 × CD45 × CD3 Antikörperkonstrukt speziell für solche Fälle entwickelt, in denen der Patient HLA-A2-positiv ist, der Spender jedoch nicht. Dies trifft in Deutschland auf ungefähr die Hälfte aller Fälle zu, da HLA-A2 hier als häufigstes HLA-Molekül vorkommt. Mit der Kombination aus HLA-A2 und dem Pan-Leukozytenmarker CD45 (leucocyte-common antigen) als Ziel, wird eine hochspezifische, von zwei Antigenen abhängige, zielgerichtete Tumoransteuerung (tumour targeting) möglich. Genauer gesagt wurden zwei Einzelketten-Antikörperkonstrukte entwickelt: i) ein HLA A2-spezifisches single-chain variable fragment (scFv) und ii) ein CD45-spezifisches scFv, jeweils verbunden mit der VL- bzw. der VH-Domäne eines CD3ε-spezifischen Antikörpers. Es stellte sich heraus, dass nach gleichzeitiger Bindung der beiden Konstrukte an dieselbe HLA-A2- und CD45-exprimierende Zelle sich die beiden einzelnen, ungepaarten variablen Domänen eines CD3ε-spezifischen Antikörpers zu einem funktionellen scFv zusammenfügen. Dieses Zusammenfügen sollte in einer therapeutischen Situation ausschließlich auf den Blutkrebszellen des Empfängers geschehen, was zur T-Zell-vermittelten Zerstörung der Krebszellen führen würde. Auf diese Weise könnte ein Rückfall der Erkrankung vermieden und eventuell sogar auf die Standardtherapie (Bestrahlung und Chemotherapie) verzichtet werden. Für die beiden beschriebenen Ansätze wurden die Antikörperkonstrukte periplasmatisch in E. coli exprimiert, über einen His-Tag aufgereinigt und biochemisch charakterisiert. Ihre Bindung an die jeweiligen Zielantigene wurde mittels Durchflusszytometrie nachgewiesen. Die stimulatorischen Eigenschaften der Antikörper wurden durch eine Messung der IL-2-Freisetzung nach Inkubation zusammen mit T-Zellen und antigenexprimierenden Zielzellen untersucht. Sowohl der gegen Rhabdomyosarkom gerichtete BiTE-Antikörper, als auch der zusammengefügte trispezifische Antikörper gegen Blutkrebs vermittelten konzentrationsabhängig eine T Zellaktivierung bei nanomolaren Konzentrationen. Für den trispezifischen Antikörper erwies sich dieser Effekt tatsächlich als abhängig von zwei Antigenen, da er durch eine vorausgehende Inkubation mit entweder einem HLA-A2- oder einem CD45-spezifischen scFv-Fragment geblockt werden konnte und nicht auf Zellen auftrat, die nur ein Antigen (CD45+) oder keins von beiden (HLA-A2- CD45-) tragen. Darüber hinaus rekrutierten die Antikörper beider Ansätze T-Zellen zur Zerstörung von Tumorzellen in vitro.

The cancer stem cell hypothesis is a cancer development model which elicited great interest in the last decades stating that cancer heterogeneity arises from a stem cell through asymmetrical division. The Cancer Stem Cell subset is described as the only population to be tumorigenic and having the potential to renew. Conventional therapy often fails to eradicate CSC resulting in tumor relapse. Consequently, it is of great inter-est to eliminate this subset of cells to provide the best patient outcome. In the last years several approaches to target CSC were developed, one of them being immunotherapeu-tic targeting with antibodies. Since markers associated with CSC are also expressed on normal stem cells or healthy adjacent tissue in colorectal cancer, dual targeting strate-gies are preferred over targeting only a single antigen. Subsequently, the idea of dual targeting two CSC markers in parallel by a newly developed split T cell-engaging anti-body format termed as Hemibodies emerged. In a preliminary single cell RNA sequenc-ing analysis of colorectal cancer cells CD133, CD24, CD166 and CEA were identified as suitable targets for the combinatorial targeting strategy. Therefore, this study focused on trispecific and trivalent Hemibodies comprising a split binding moiety against CD3 and a binding moiety against either CD133, CD24, CD166 or CEA to overcome the occurrence of resistance and to efficiently eradicate all tumor cells including the CSC compartment. The study showed that the Hemibody combinations CD133xCD24, CD133xCD166 and CD133xCEA are able to eliminate double positive CHO cells with high efficacy while having a high specificity indicated by no killing of single antigen positive cells. A thera-peutic window ranging between one to two log levels could be achieved for all combina-tions mentioned above. The combinations CD133xCD24 and CD133xCD166 further-more proved its efficacy and specificity on established colorectal cancer cell lines. Be-sides the evaluation of specificity and efficacy the already introduced 1st generation of Hemibodies could be improved into a 2nd generation Hemibody format with increased half-life, stability and production yield. In future experiments the applicability of above-mentioned Hemibodies will be proven on patient-derived micro tumors to also include variables like tumor microenvironment and infiltration. / In den letzten Jahrzenten wurde neben der klonalen Evolution ein weiteres Modell zur Krebsentstehung und dessen Heterogenität entwickelt: die Krebsstammzellhypothe-se. Diese Hypothese besagt, dass die Heterogenität eines Tumors durch asymmetri-sche Teilung von sogenannten Krebsstammzellen entsteht. Nur diese sind tumorigen und in der Lage Metastasen zu bilden. Außerdem werden Krebsstammzellen als re-sistent gegen konventionelle Therapien beschrieben, weshalb es nach einer anfängli-chen Tumorregression oft zu einem Rezidiv durch erneutes Auswachsen von zurück-bleibenden Krebsstammzellen kommt. Deshalb ist es von großem Interesse genau diese Population abzutöten, um eine erfolgreiche Therapie zu gewährleisten. In den letzten Jahren wurden zahlreiche Medikationen entwickelt, um Krebsstammzellen ge-zielt anzugreifen. Ein vielversprechender Ansatz ist hierbei die immuntherapeutische Adressierung mittels Antikörpern gegen Krebsstammzellmarkern. Einzelne Marker sind allerdings auch auf normalen Stammzellen und gesundem Gewebe exprimiert, weshalb Therapien, die auf mindestens zwei verschiedene Oberflächenproteine ab-zielen, erfolgsversprechender sind. In dieser Arbeit wurde ein neues T-Zell rekrutie-rendes Antikörperformat entwickelt, sogenannte Hemibodies. Hierbei handelt es sich um ein trispezifisches und trivalentes Format, bestehend aus jeweils zwei Fragmen-ten. Jedes Fragment besteht aus einer Bindedomäne gegen ein Krebsstammzellmar-ker und einer geteilten Bindedomäne gegen CD3. Durch Bindung beider Fragmente an einen Stammzellmarker kommt es zur Komplementierung der geteilten anti-CD3 Domäne und zur T-Zellrekrutierung. Der erste Teil der Arbeit befasst sich mit der bioin-formatischen Analyse von Einzelzell-RNA-Daten des kolorektalen Karzinoms (KRK) zur Identifizierung von potentiellen Krebsstammzellmarkern. Dabei konnten die Ober-flächenproteine CD24, CD133, CD166 und CEA und besonders deren Kombination als geeignete Zielstrukturen identifiziert werden. Die gegen oben genannte Antigene gerichteten Hemibodies zeigten in den Kombinationen CD133xCD24, CD133xCD166 und CD133xCEA auf doppelt positiven CHO-Zellen eine hohe Effektivität. Außerdem konnte die Spezifität durch ein Ausbleiben von Zelltod auf einzel-positiven CHO Zellen bewiesen werden. Die Kombinationen CD133xCD24 und CD133xCD166 konnten Effektivität und Spezifität auch auf etablierten Krebszellen zeigen. Die oben genann-ten Kombinationen waren in einem therapeutischen Fenster von ein bis zwei Logstu-fen funktional. Neben der Testung verschiedener Hemibody-Kombinationen konnten die bereits publizierten Hemibodies der ersten Generation in ein neues Format der zweiten Generation weiterentwickelt werden. Das neue Format zeigte eine verbesser-te Halbwertszeit, Stabilität und Produzierbarkeit. In zukünftigen Experimenten werden die in der Thesis benutzten Hemibodies auf Mikrotumoren getestet, um weitere Vari-ablen, die die Effektivität und Spezifität beeinflussen zu ermitteln.

Der Verlauf von Prionenerkrankungen wird durch die Akkumulation einer abnormal gefalteten Isoform des zellulären Prion-Proteins PrPC bestimmt. Diese infektiöse Isoform, die PrPSc genannt wird, entsteht, indem sie mit PrPC interagiert und dieses die Konformation von PrPSc übernimmt. Die Konversion des zellulären Prion-Proteins PrPC in seine pathogene Isoform PrPSc und die damit verbundene PrPSc-Akkumulation sind demnach die wesentlichen Merkmale von Prionenerkrankungen und bieten mögliche therapeutische Ansatzpunkte. Studien aus den letzten Jahren haben gezeigt, dass Antikörper, die gegen PrPC und/oder PrPSc gerichtet sind, in vitro und in vivo in den Konversionsprozess eingreifen können und so die PrPSc-Akkumulation inhibieren (Enari et al., 2001; Feraudet et al., 2005b; Kim et al., 2004; Miyamoto et al., 2005; Pankiewicz et al., 2006; White et al., 2003). Das Ziel der vorliegenden Arbeit war somit die Generation neuer Anti-PrP-Antikörper, welche die PrPSc-Konversion effizient hemmen können und somit die Auswahl an Anti-PrP-Antikörpern für therapeutische und diagnostische Zwecke zu erweitern. Insgesamt wurden sieben Anti-PrP-Antikörper mittels „Hybridom“-Technik hergestellt. Zwei der Antikörper (B2-31-166 und B2-43-133) resultierten aus einer Fusion mit Milzzellen von Prnp0/0-Mäusen, die zuvor mit fibrillärem PrP immunisiert wurden. Bei fünf Antikörpern (7-12-5, 12-29, 48-11-5, 103-8 und 110-10) wurde für die Immunisierung rekombinantes PrP verwendet. Alle Antikörper detektierten rekombinantes PrP sowie natives und denaturiertes PrPC und PrPSc. Die bestimmten Aviditäten und die relativ einheitlichen Dissoziationskonstanten (KD-Konstante) waren mit kommerziellen Referenzantikörpern vergleichbar. Das Epitop des Antikörpers B2-31-166 wurde im unstrukturierten N-Terminus von PrP lokalisiert (Reste 96-110), während die Antikörper 7-12-5, 12-29 und 48-11-5 PrP im globulären C-Terminus binden (Reste 158-176). Das Epitop der Antikörper 103-8, 110-10 und B2-43-133 wurde ebenfalls im C-Terminus bestimmt (Reste 142-157). Diese Antikörper binden PrP im Bereich der Helix 1 (Reste 144-152), einem Epitop, das bereits häufiger für inhibitorisch wirksame Antikörper bestimmt wurde. Drei der sieben Anti-PrP-Antikörper (7-12-5, 12-29 und B2-31-166) hemmten die PrPSc-Akkumulation in Prion-infizierten N2a-Zellen (ScN2a-Zellen) nicht. Der Antikörper 48-11-5 führte zu einer unvollständigen Reduktion des PrPSc-Gehalts, die sich auch durch die Verlängerung des Applikationszeitraums nicht verstärken ließ. Dagegen inhibierten die Antikörper 103-8, 110-10 und B2-43-133 die PrPSc-Akkumulation vollständig. Dieser Effekt wurde auf eine spezifische Interaktion der Antikörper mit PrP zurückgeführt, da ein zytotoxischer Effekt, der den PrPSc-Gehalt unspezifisch hätte verringern können, nicht beobachtet wurde. Bei der Analyse der Infektiosität von ScN2a-Zellen zeigte sich jedoch, dass der Antikörper 110-10 zwar die PrPSc-Akkumulation inhibierte, aber die Infektiosität der Zellen nicht reduzieren konnte. Die Behandlung mit dem Antikörper 103-8 reduzierte die Infektiosität der ScN2a-Zellen zwar, jedoch setzte 30 Tage nach Abschluss der Behandlung eine erneute PrPSc-Akkumulation in ScN2a-Zellen ein. Dagegen reduzierte die Behandlung mit dem Antikörper B2-43-133 die Infektiosität der ScN2a-Zellen vollständig. Des Weiteren wurde bei diesen Zellen auch nach 36 Tagen Kultivierung ohne Antikörper keine erneute PrPSc-Akkumulation detektiert. Die starke inhibitorische Wirkung dieses Antikörpers wird zusätzlich durch einen sehr niedrigen IC50-Wert (0,31 nM) unterstützt, der mit kommerziellen Referenzantikörpern vergleichbar ist. Zusammenfassend sprechen diese Ergebnisse dafür, dass von den sieben neu generierten Anti-PrP-Antikörpern der Antikörper B2-43-133 ein Kandidat für weiterführende Experimente mit therapeutischem Hintergrund ist. Welchen Mechanismus die Anti-PrP-Antikörper für die Inhibition nutzen, konnte nicht geklärt werden. Obwohl der Antikörper B2-43-133 die Verweildauer von PrPC auf der Zelloberfläche (Retention) verlängerte, wodurch hypothetisch die gebundenen PrPC-Moleküle der PrPSc-Konversion entzogen werden können, wurde dies für einen Referenzantikörper, welcher einen ähnlichen inhibitorischen Effekt besitzt, nicht beobachtet. Dies spricht entweder dafür, dass die Verlängerung der Retention nur ein weiteres Charakteristikum der Antikörper ist und ein anderer Mechanismus genutzt wird, oder dafür, dass verschiedene Antikörper verschiedene Mechanismen nutzen können. Auch die Hypothese, dass die inhibitorische Wirkung des Antikörpers durch eine Komplexbildung mit PrP vermittelt wird, konnte nicht bestätigt werden, da eine stabile Komplexbildung des Antikörpers B2-43-133 mit rekombinantem PrP zu einer Erhöhung des IC50-Werts im Vergleich zu freiem Antikörper führte. / The development of prion diseases is characterized by accumulation of an abnormal folded isoform of the cellular prion protein (PrPC). This infectious isoform, called PrPSc, emerges through interaction with PrPC adopting the conformation of PrPSc. Thus, conversion of PrPC to its pathogenic isoform and the resulting PrPSc accumulation are substantial hallmarks of prion diseases that provide possible therapeutical intervention points. Recent studies have shown that antibodies recognizing PrPC and/or PrPSc interfere with the conversion process in vitro and in vivo and inhibit PrPSc accumulation (Enari et al., 2001; Feraudet et al., 2005b; Kim et al., 2004; Miyamoto et al., 2005; Pankiewicz et al., 2006; White et al., 2003). This study was initiated to generate new anti-PrP antibodies that could efficiently inhibit the PrPSc conversion and thereby extend the repertoire of monoclonal antibodies (mAbs) for therapeutic and diagnostic use. Altogether, seven antibodies could be established by hybridoma-technique: two mAbs from immunisation of Prnp0/0 mice with fibrillar PrP (B2-31-166 and B2-43-133) and the remainder (7-12-5, 12-29, 48-11-5, 103-8 und 110-10) by using recombinant PrP as immunogen. All antibodies were able to detect recombinant PrP as well as native and denaturated PrPC and PrPSc. The avidities and similar dissociation constants were comparable to commercial reference antibodies. The epitope of mAb B2-31-166 was determined in the unstructured N-terminal domain (residues 96-110), whereas mAbs 7-12-5, 12-29 and 48-115 detected an epitope in the C-terminal globular domain (residues 158-176). The epitopes of mAbs 103-8, 110-10 and B2-43-133 are located in the C-terminus (residues 142-157) as well and correspond to the -helix 1 of PrPC (residues 144-152). This region was already determined as a potential epitope for other inhibitory effective antibodies. Three antibodies (7-12-5, 12-29 and B2-31-166) did not inhibit PrPSc accumulation in prion-infected cells (ScN2a cells). MAb 48-11-5 only led to an incomplete reduction of the PrPSc content. This effect could not be strengthened through extending the treatment period. In contrast, mAbs 103-8, 110-10 and B2-43-133 were able to completely inhibit the PrPSc accumulation in ScN2a cells. This effect was attributed to a specific interaction between antibodies and PrP as no cytotoxic effect was detectable that could lead to an unspecific reduction of the PrPSc content. Interestingly, analysis of the infectivity of antibody-treated ScN2a cells showed that mAb 110-10 was indeed able to inhibit PrPSc accumulation, although it did not affect the infectivity of ScN2a cells. MAb 103-8 reduced the infectivity level, but new PrPSc accumulation could be detected in ScN2a cells 30 days after the treatment had been finished. Only treatment with mAb B2-43-133 completely eliminated the infectivity of ScN2a cells and no PrPSc could be detected in ScN2a cells even 36 days after treatment. The strong inhibitory effect of this antibody is supported by a very low IC50 value (0,31 nM) which is also comparable with commercial anti-PrP antibodies. In summary, these results indicate that anti-PrP antibody B2-43-133 represents a good candidate for future immunotherapeutic approaches. Furthermore, it was impossible to clearly identify the underlying mechanisms of the antibodies for the inhibition of PrPSc accumulation. Although mAb B2-43-133 prolonged the retention of PrPC on the cell surface, whereby the bound PrPC molecules could hypothetical withdraw the PrPSc conversion, this could not be observed for commercial antibodies with similar inhibitory effect. These data imply that the prolongation of the PrP retention is only one feature of mAb B2-43-133. However, it is possible that different antibodies use different mechanisms to inhibit PrPSc conversion and that the retention is one of them. In addition, the inhibition of PrPSc accumulation is probably not mediated by the formation of an antibody-protein complex since the treatment of ScN2a cells with a stable complex consisting of B2-43-133 and recombinant PrP complex decreased the inhibitory effect compared to free antibody.

Diese Arbeit befasst sich mit der Herstellung monoklonaler Antikörper gegen Gliotoxin und eine Charakterisierung der Eigenschaften dieser Antikörper sowie ihrer Fab-Fragmente im ELISA sowie in Zellkulturen. Insgesamt konnten fünf monoklonale Antikörper generiert werden, die spezifisch für das Mykotoxin Gliotoxin waren. / This work focuses at the production of Gliotoxin specific monoclonal antibodies and their characterization as well as their fab fragments in ELISA and cell culture. All in all, five specific antibodies could be isolated.

Transmissible spongiform encephalopathies (TSEs) or prion diseases are a group of infectious neurodegenerative diseases that are associated with misfolding of the cellular form of the cellular prion protein (PrPC) into a disease associated conformer (PrPSc). No therapy for prion diseases is available at present. So far, anti-PrPC vaccination is hampered by immunological tolerance of the mammalian immune system to endogenous PrPC. The aim of this thesis was to set up a new vaccination strategy based on virus-like particles (VLP) to induce anti-PrPC antibody responses in PrPC-competent mice. In a first step it was assessed whether VLP have the capacity to induce antibody responses that are protective against conventional pathogens. For this purpose, VLP displaying the vesicular stomatitis virus-gylcoprotein (VLP-VSV) were generated and tested for their immunogenicity. Similarly to live vesicular stomatitis virus (VSV), replication deficient VLP-VSV induced T help-independent VSV neutralizing IgM responses that switched to the IgG subclass in a T help-dependent manner. Furthermore, type I IFN receptor (IFNAR) triggering only marginally affected VLP-VSV induced neutralizing IgM responses, whereas it was critically required to promote the IgG switch. The analysis of conditional knockout mice with a lymphocyte-specific IFNAR deletion revealed that IFNAR triggering of lymphocytes did not play a crucial role, neither upon VLP-VSV nor VSV immunization. Collectively, these data verified the high immunogenicity of VLP. Therefore, in a next step VLP were generated displaying the C-terminal half of PrP (residues 121-231aa) fused to the platelet derived growth factor receptor (PDGFR) transmembrane region (VLP-PrPD111) for anti-PrPC immunization. On the surface of such retroparticles, PrPC was expressed at high levels as determined by electron microscopy. VLP-PrPD111 immunization of Prnp-deficient (Prnp0/0) mice resulted in antibody response specifically binding the cellular form of PrPC. Upon intravenous injection of wild-type mice, high PrPC-specific IgM responses were induced, whereas the T cell-dependent switch from the IgM to the IgG subclass was less pronounced. As a consequence, anti-PrPC titers were rather short-lived. The impaired subclass switch was probably related with host T cell tolerance to endogenous PrPC. Attempts to increase anti-PrPC IgG responses in wild-type mice via administration of VLP-PrPD111 emulsified in various different adjuvants failed. Nevertheless, in single individuals low IgG antibodies were induced after immunization of VLP-PrPD111 emulsified in CFA. To circumvent T cell tolerance in wild-type mice, a multitude of different immunization strategies was tested, including priming and boosting protocols with different types of VLP or VLP expressing PrPC together with foreign T helper epitopes. Overall, those efforts did not improve anti-PrPC IgG responses in wild-type mice. Interestingly, anti-PrPC antibodies induced in Prnp0/0 mice reduced PrPSc levels in prion infected cell cultures, whereas serum of vaccinated wild-type mice did not. To assess the protective capacity of VLP-PrPD111 induced immune responses, vaccinated wild-type mice were infected with scrapie (RML 5.0). Unfortunately, vaccinated mice did not show a significant delay in the onset of scrapie. In a last part of the thesis it was studied whether in the absence of T cell help activated “memory” B cells were able to produce anti-PrPC specific antibodies. To address this question, PrPC-specific memory B cells were sorted from vaccinated Prnp0/0 mice and adoptively transferred into wild-type recipient mice. Upon VLP-PrPD111 challenge, no PrPC-specific IgG titers were induced in the recipients. Nevertheless, several VLP-PrPD111 challenged recipient mice were protected against scrapie infection. In conclusion, VLP were characterized as highly immunogenic vaccines that were used to elucidate various questions concerning adaptive immune response and basic mechanisms of PrPC-specific tolerance vs. immunity. Remarkably, VLP-PrPD111 was able to induce native PrPC-specific antibodies in wild-type mice but major difficulties associated with PrPC-specific tolerance made efficacious scrapie vaccination impossible. New vaccination approaches are being tested to overcome these limitations. / Prionkrankheiten sind tödlich verlaufende neurodegenerative Erkrankungen des zentralen Nervensystems. Der Erreger ist das infektiöse pathologisch gefaltete Prionen Protein PrPSc, welches durch Umfaltung des zellulären ubiquitär exprimierten Prionen Proteins PrPC entsteht. Bis heute existieren keine erfolgreichen Therapiemöglichkeiten für Prionkrankheiten. Aus unterschiedlichen Zellkulturstudien ist jedoch bekannt, dass Antikörper, die gegen das zelluläre PrPC gerichtet sind, eine PrPSc Ausbreitung verhindern können. Weiterhin zeigen Infektionsstudien in Mäusen, in denen passive Immunisierungen mit PrPC-spezifischen Antikörpern vorgenommen wurden, eine Verlängerung der Inkubationszeit bis zum Ausbruch der Erkrankung. In dieser Arbeit sollte untersucht werden, ob es möglich ist, durch eine aktive Immunisierung mit Virus-ähnlichen Partikeln (VLP) anti-PrPC spezifische Antikörperantworten zu induzieren, die gegen Prionkrankheiten Schutz vermitteln können. Dazu wurde zuerst die Immunogenität von VLP bestimmt, um anschließend PrPC exprimierende VLP als Antigene für PrP-Immunisierungen zu entwickeln. Im ersten Teil dieser Arbeit wurden replikationsdefiziente VLP, die als fremdes Protein das Vesikuläre Stomatitis Virus Glykoprotein auf der Oberfläche exprimieren, hergestellt (VLP-VSV). VLP-VSV immunisierte Mäuse zeigten analog zu VSV infizierten Tieren T-Zell Hilfe unabhängige neutralisierende IgM Antikörperantworten und einen T-Zell Hilfe abhängigen Subklassenwechsel nach IgG. Interessanterweise ist nach VLP-VSV Immunisierung die frühe Induktion von neutralisierenden IgM Antikörpern unabhängig vom Typ I Interferon Rezeptor (IFNAR) Signalweg. Dagegen wird für den Subklassenwechsel nach IgG der IFNAR-Signalweg benötigt. Mäuse mit einer lymphozytenspezifischen IFNAR-Deletion zeigten nach VLP-VSV oder VSV Infektion IgM und IgG Antikörperantworten gegen VSV. Diese Beobachtungen zeigten, dass der Signalweg über den IFNAR auf Lymphozyten keine entscheidende Rolle bei der Induktion von VSV-neutralisierenden IgG Antikörpern spielte. Zusammenfassend ergab sich aus den Daten, dass VLP-VSV Retropartikel starke Immunogene sind, geeignet um schützende Immunantworten gegen ein Modellvirus zu induzieren. Im zweiten Teil der Arbeit wurden PrPC exprimierende VLP hergestellt. Da der C-terminale Teil des Prionenproteins eine wichtige Rolle bei der Umfaltung von PrPC nach PrPSc spielt, wurde die distale Domäne (Aminosäure 121-231) auf der Oberfläche von VLP exprimiert (VLP-PrPD111). Die erfolgreiche Inkorporation von PrP111 auf VLP konnte mittels Elektronenmikroskopie gezeigt werden. Im nächsten Schritt wurden PrP-defiziente (Prnp0/0) Mäuse mit VLP-PrPD111 immunisiert und auf PrPC-spezifischen Antikörperantworten untersucht. Tatsächlich induzierte die Immunisierung mit VLP-PrPD111 starke Antikörperantworten mit hohen IgG Serum-Titern, die spezifisch die native Form des Prionen Proteins erkannten. Nach VLP-PrPD111 Immunisierung von Wildtyp Mäusen wurde eine Induktion von frühen IgM Antikörperantworten beobachtet, der Subklassenwechsel nach IgG erfolgte jedoch nur sehr schwach. Die induzierten IgG Antikörper zeigten eine geringe Affinität zu PrP und waren nicht lange im Serum nachweisbar. Eine mögliche Ursache hierfür ist die PrPC-spezifische T-Zell Toleranz. Die Zugabe von unterschiedlichen Adjuvanzien zu VLP-PrPD111 verbesserte die IgG Antwort nicht. Als Ausnahme konnte in einzelnen Wildtyp Mäusen nach Immunisierung mit VLP-PrPD111 in „complete Freund´s Adjvant“ (CFA) IgG Antikörper detektiert werden, die bis zu 144 Tage nach der Immunisierung im Serum wiederzufinden waren. Zu einem späteren Zeitpunkt waren diese PrPC-spezifischen Antikörper jedoch nicht mehr detektierbar. Um die T-Zell Toleranz zu umgehen, wurden im nächsten Schritt unterschiedliche Retropartikel in verschiedenen Immunisierungsstrategien getestet. Im Einzelnen wurden verschiedene Typen von PrP-exprimierende HIV oder MLV Retropartikel in Primär- und Sekundärimmunisierungen eingesetzt oder VLP hergestellt, die zusätzlich zum Prion-Protein das VSV-G Protein als fremdes T-Helfer Epitop auf der Oberfläche exprimierten. Mit Hilfe dieser Immunisierungsansätze konnten jedoch keine verstärkten IgG Antikörperantworten in Wildtyp Mäusen erzielt werden. In Zellkultur konnten die in Prnp0/0 Mäusen induzierten PrPC-spezifischen Antikörper den PrPSc-Gehalt in Prion-infizierten Zellen reduzieren. Die Seren der VLP-PrPD111 immunisierten Wildtyp Mäuse zeigten jedoch keinen Schutzeffekt. Im Weiteren wurde getestet, ob VLP-PrPD111 immunisierte Wildtyp Mäuse nach Inokulation eines Maus-adaptierten Scrapiestammes (RML 5.0) geschützt sind. Die VLP-PrPD111 immunisierten Mäuse erkrankten jedoch im gleichen Zeitraum wie nicht immunisierte Kontrolltiere. Der letzte Teil dieser Arbeit beschäftigte sich mit der Frage, ob nach adoptivem Transfer von Prnp0/0 B-Gedächtniszellen in Wildtyp Rezipienten eine Steigerung der PrPC-spezifischen Immunantwort in Abwesenheit von T-Zellhilfe erzielt werden kann. Dazu wurden aus VLP-PrPD111 immunisierten Prnp0/0 Mäusen B-Zellen isoliert und adoptiv in Wildtyp Rezipienten transferiert. Nach VLP-PrPD111-Immunisierung der Wildtyp Rezipienten konnten keine erhöhten IgG Antikörper Titer beobachtet werden. Trotzdem waren einzelne Wildtyp Mäuse nach PrPSc Inokulation gegen Scrapie geschützt. Zusammenfassend wurde in dieser Arbeit gezeigt, dass VLP-PrPD111 sehr gute Antigene sind, die durchaus eine Umgehung der PrP-spezifischen Toleranz erlauben. Im Vergleich zu anderen bisher beschriebenen PrP-spezifischen Antikörperantworten, die nach Immunisierung vorzugsweise lineare Epitope erkennen, induzierten VLP-PrPD111 Autoantikörperantworten, die gegen das native PrPC Protein gerichtet sind. Schwierigkeiten bezüglich aktiver PrP-Immunisierungen liegen jedoch in der verbleibenden T-Zell Toleranz gegenüber PrPC.