Freie Universiẗat, Diss., 2005--Berlin. / Dateiformat: zip, Dateien im PDF-Format. Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2004.

Der Granulozyten-Makrophagen Kolonie-stimulierende Faktor (GM-CSF) spielt eine zentrale Rolle in entzündlichen Prozessen. Die Behandlung mit Antikörpern, die murines GM-CSF neutralisieren, zeigte signifikante Behandlungseffekte in Maus-Modellen für Rheumatoide Arthritis, Autoimmune Enzephalomyelitis, entzündliche Erkrankungen der Lunge und Psoriasis. Diese Arbeit beschreibt die Generierung des ersten vollständig humanen Einzelketten (scFv)-Antikörpers, der effektiv humanes GM-CSF (hGM-CSF) neutralisiert. Dieser humane scFv-Antikörper wurde mit Hilfe der Phage-Display-Technologie, ausgehend von einem monoklonalen Ratten-Antikörper mit hGM-CSF-neutralisierender Aktivität, konstruiert. In einem ersten Schritt wurde die VH-Domäne des parentalen Ratten-Antikörpers mit einem humanen leichte Ketten V-Repertoire kombiniert. Nach Phage-Display-Selektion wurde ein dominanter Klon identifiziert, der für ein chimäres Ratte/Human scFv-Fragment kodiert. Dieser scFv-Antikörper neutralisiert hGM-CSF mit einer halbmaximalen inhibitorischen Konzentration (IC50) im nanomolaren Bereich. Die humane leichte Kette dieses Klons wurde dann mit einem humanen schwere Ketten V-Repertoire kombiniert. Um die Bindungsspezifität des Ursprungsantikörpers für den neutralisierenden Bereich auf dem Antigen zu erhalten, enthielt dieses Repertoire die Komplementaritäts-bestimmende Region 3 (CDR3) der parentalen VH-Domäne. Nach Phage-Display-Selektion wurden mehrere scFv-Antikörper identifiziert, die hGM-CSF im niedrig nanomolaren Konzentrationsbereich neutralisierten. Das scFv-Fragment mit der höchsten hGM-CSF-neutralisierenden Aktivität (3077) wurde in verschiedene therapeutisch relevante Antikörperformate überführt. Zum einen wurde das scFv-Fragment über einen zusätzlichen C-terminalen Cystein-Rest an ein verzweigtes, 40 kD-grosses Polyethylenglycol (PEG) –Polymer konjugiert. Zum anderen wurde das scFv-Fragment durch Fusion mit humanen konstanten Immunglobulin-Domänen zu einem ganzen IgG1/kappa-Antikörper vervollständigt. Die so generierten Konstrukte mit identischer Spezifität wurden dann in vitro im Hinblick auf Bindungsaffinität, Neutralisierungsaktivität und Stabilität untersucht. Die Konjugation des PEG-Polymers hatte einen vernachlässigbaren Effekt auf das Neutralisierungspotential des scFv-Fragments in vitro, obwohl sie aufgrund einer verlangsamten Assoziationsrate eine reduzierte Bindungsaffinität verursachte. Der humane IgG1-Antikörper zeigte sowohl eine verbesserte Bindungsaffinität als auch eine erhöhte Neutralisierungsaktivität im Vergleich zum nicht-PEGylierten wie auch zum PEGylierten scFv-Fragment. Wir konnten außerdem zeigen, dass die PEGylierung in der thermischen Stabilität des scFv-Antikörpers einen deutlichen Anstieg um 10°C vermittelte. Aufgrund der hohen Neutralisierungsaktivität und Stabilität des IgG1-Antikörpers 3077 wie auch des PEGylierten scFv-Fragments 3077 sind beide Moleküle - in unterschiedlichen klinischen Anwendungsbereichen - potentielle Kandidaten für eine Behandlung humaner entzündlicher Erkrankungen. / Granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF) plays a central role in inflammatory processes. Treatment with antibodies neutralizing murine GM-CSF showed significant effects in mouse models of rheumatoid arthritis, lung inflammation, autoimmune encephalomyelitis and psoriasis. This work describes the generation of the first human single-chain antibody (scFv) potently neutralizing human GM-CSF (hGM-CSF). This human scFv fragment was constructed by phage display technology starting from a rat monoclonal antibody with hGM-CSF neutralizing activity. In a first step the VH domain of the parental rat antibody was combined with a human light chain variable (V) repertoire. After phage display selection one dominant clone was identified which encoded a chimeric rat/human scFv antibody neutralizing hGM CSF with a low nanomolar half-maximal inhibitory concentration (IC50). The human light chain of this clone was then combined with a human heavy chain V repertoire. The latter preserved the complementary determining region (CDR) 3 of the parental rat VH domain to retain binding specificity to the neutralizing binding area on the antigen. After phage display selection, several human single-chain antibody fragments were identified that efficiently neutralized human GM-CSF at low nanomolar concentrations. The most potent GM-CSF neutralizing human scFv fragment (3077) was further engineered to different antibody formats with relevance for therapeutic application. On the one hand, the scFv fragment was conjugated to a branched 40 kDa polyethylene glycol (PEG) polymer via an additional C-terminal cysteine residue. On the other hand, the scFv fragment was converted to a human IgG1/kappa-antibody by fusion with human constant immunoglobulin domains. The naked scFv, the PEGylated scFv and the IgG antibody of identical specificity were then compared to each other in terms of binding affinity, neutralizing activity and stability in vitro. PEG conjugation had a neglegible effect on the in vitro neutralizing potential of the scFv fragment although it caused a significant drop in binding affinity due to a reduced on-rate. The human IgG1 antibody variant showed an improved equilibrium dissociation constant as well as neutralizing activity superior to the non-PEGylated and the PEGylated scFv fragment. We also demonstrated that PEGylation mediates a significant increase in thermal stability of about 10°C as compared to the naked scFv fragment. Because of the high neutralizing activity and stability the IgG1 3077 antibody as well as the PEGylated scFv fragment 3077 both are - in different clinical settings - potential candidates to treat pro-inflammatory human diseases.

Les neutrophiles sont d'une grande importance dans la première ligne de défense de l'organisme contre les pathogènes. Ils participent activement par leurs actions antimicrobiennes, comme la phagocytose et la relâche de granules, mais influencent également la réponse immunitaire par les différentes cytokines et chimiokines qu'ils produisent. L'étude des différentes fonctions du neutrophile a permis d'établir les étapes clés de la signalisation intracellulaire qui mène à ces différentes fonctions. De plus, les études dé signalisation, dans différents organismes, ont placé TAK1, une MAP3K, à l'avant-plan dans l'activation des sentiers MAP kinase et des facteurs de transcription NF-kB. Nos efforts pour élucider les sentiers métaboliques du neutrophile nous ont fait nous pencher sur le rôle que TAK1 pouvait y jouer. Nous avons donc découvert que TAK1 était la kinase d'importance dans le contrôle des fonctions du neutrophile avec le LPS et le TNF[alpha], deux stimuli activateurs de NF-kB. Dans cette étude, nous nous sommes penchés sur le rôle de TAK1 chez le neutrophile avec des stimuli dont les réponses cellulaires ne passent pas par l'activation de NF-kB. C'est dans cette perspective que nous avons utilisé un chimioattractant, le fMLP, et un facteur de croissance, le GM-CSF. Ce sont deux stimuli physiologiques fréquemment retrouvés aux sites inflammatoires. Le fMLP et le GM-CSF activent rapidement TAK1 et celle-ci se retrouve en amont de la voie MEK/ERK, mais pas des voies p38 MAPK et PI3K/AKT. L'inhibition de TAK1 diminue l'expression et la sécrétion d'IL-8 et d'IL-1RA. L'inhibition de MEK/ERK et de PI3K/AKT a le même effet. De plus, l'inhibition de TAK1 empêche l'effet antiapoptotique du GM-CSF ainsi que diminue la production de leucotriènes par le fMLP. En conclusion, les travaux présentés montrent que TAK1 est une MAP3K essentielle dans les réponses fonctionnelles du neutrophile au fMLP et au GM-CSF. Cette découverte ouvre la porte à de nouvelles cibles thérapeutiques, particulièrement dans le cas de maladies chroniques impliquant le GM-CSF.

University, Diss., 2006--Giessen.

Zugl.: Giessen, Univ., Diss., 2006

Freiburg, Univ., Diss., 1999.

Despite effective antibiotics, Mycobacterium tuberculosis (Mtb), the causative agent of tuberculosis, still infects nearly one-third of the world's population. While key immune factors including CD4+ T cells and IFNg production have been identified, there are still many antimicrobial mechanisms yet to be explored. Here we characterized the role of invariant natural killer T (iNKT) cells and GM-CSF during Mtb infection.

Cancer är idag en vanlig sjukdom som uppstår på grund av okontrollerad celltillväxt och kan visa sig som cirka 200 olika sjukdomar beroende på vilken celltyp som drabbas. Trots dagens standardterapier med kirurgi, strålning och kemoterapi så dör årligen runt 23 000 människor av cancer i Sverige. Dödsfallen beror ofta på svåråtkomliga metastaser som bildats från ursprungstumören och sedan spridits med blod och lymfa ut i kroppen. En långt gången cancer kan även visa upp resistens mot vissa terapier, vilket försvårar behandling ytterligare.  Det är därför viktigt att nya effektiva läkemedel och behandlingsmetoder utvecklas. Ett alternativ är onkolytisk virusterapi. Onkolytiska adenovirus är modifierade till att selektivt replikera i och lysera tumörceller, samtidigt som friska celler lämnas opåverkade. Genom att armera det onkolytiska adenoviruset med cytokinet granulocyt makrofag-kolonistimulerande faktor (GM-CSF) kan den terapeutiska effektiviteten ökas ytterligare. GM-CSF kommer då uttryckas i infekterade tumörceller och stimulera kroppens immunförsvar till ökad antitumoral immunrespons. Syftet med detta arbete var att undersöka om behandling med onkolytiskt adenovirus armerat med GM-CSF kan fungera som behandling mot cancer. För att svara på frågeställningen analyserades fem vetenskapliga studier som rörde frågeställningen. Två av dessa var av fas I-typ och hade därför som främsta syfte att undersöka säkerheten hos olika doser. Den antitumorala effekten studerades dock också och därför inkluderades de i arbetet. Antitumorala effekter sågs hos vissa patienter i form av minskning av tumörstorlek, densitet och tumörmarkörer i blodet. I studier där CD8+ T-celler mättes sågs ofta en ökning av nivån vilket kan tyda på ökad immunrespons.  Patientgrupperna var små i samtliga studier vilket gör det svårt att dra några slutsatser om behandlingens effektivitet. I tre av fem studier hade patienterna även olika cancersjukdomar, vilket försvårar analysen ytterligare. Resultaten från behandlingen ser lovande ut med milda biverkningar, men för att med säkerhet kunna säga att det finns en antitumoral effektivitet hos onkolytiskt adenovirus armerat med GM-CSF krävs större studier på mer specifika patientgrupper.

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