In der vorliegenden Arbeit wurden Tumorimpfstoffe auf der Basis des Plasmid-Vektors pCI, modified vaccinia virus Ankara (MVA) und MVA-infizierten dendritischen Zellen entwickelt und durch Sequenzierung, Western blotting und durchflußzytometrische Analyse überprüft. Die in vivo Wirksamkeit der Vakzinen wurde in verschiedenen Tumormodellen in C57BL/6 Mäusen verglichen. Die auf dem eukaryotischen Expressionsvektor pCI basierende DNA-Vakzinierung induzierte einen sehr wirksamen, antigenspezifischen und langfristigen Schutz vor Muzin, CEA oder beta-Galactosidase exprimierenden Tumoren. Eine MVA-Vakzinierung bietet in den in dieser Arbeit durchgeführten Tumormodellen keinen signifikanten Schutz vor Muzin oder beta-Galactosidase exprimierenden Tumoren. <br /> <br /> Sowohl humane, als auch murine in vitro generierte dendritische Zellen lassen sich mit MVA &ndash; im Vergleich zu anderen viralen Vektoren &ndash; sehr gut infizieren. Die Expressionsrate der eingefügten Gene ist aber gering im Vergleich zur Expression in permissiven Wirtszellen des Virus (embryonale Hühnerfibroblasten). Es konnte gezeigt werden, daß eine MVA-Infektion dendritischer Zellen ähnliche Auswirkungen auf den Reifezustand humaner und muriner dendritischer Zellen hat, wie eine Infektion mit replikationskompetenten Vakzinia-Stämmen, und außerdem die Hochregulation von CD40 während der terminalen Reifung von murinen dendritischen Zellen inhibiert wird. Die während der langfristigen in vitro Kultur auf CEF-Zellen entstandenen Deletionen im MVA Genom führten zu einer starken Attenuierung und dem Verlust einiger Gene, die immunmodulatorische Proteine kodieren, jedoch nicht zu einer Verminderung des zytopathischen Effekts in dendritischen Zellen. <br /> <br /> Die geringe Expressionsrate und die beobachtete Inhibition der Expression kostimulatorischer Moleküle auf dendritischen Zellen kann für eine wenig effektive Induktion einer Immunantwort in MVA vakzinierten Tieren durch cross priming oder die direkte Infektion antigenpräsentierender Zellen verantwortlich sein.<br /> <br /> Durch die Modifikation einer Methode zur intrazellulären IFN-gamma Färbung konnten in vakzinierten Mäusen tumorantigenspezifische CTL sensitiv und quantitativ detektiert werden. Die so bestimmte CTL-Frequenz, nicht jedoch die humorale Antwort, korrelierte mit der in vivo Wirksamkeit der verschiedenen Vakzinen: DNA vakzinierte Tiere entwickeln starke tumorantigenspezifische CTL-Antworten, wohingegen in MVA-vakzinierten Tieren überwiegend gegen virale Epitope gerichtete CD4 und CD8-T-Zellen detektiert wurden.<br /> <br /> Die Wirksamkeit der pCI-DNA-Vakzine spricht für die Weiterentwicklung in weiteren präklinischen Mausmodellen, beispielsweise unter Verwendung von MUC1 oder HLA-A2 transgenen Mäusen. Die Methoden zur Detektion Tumorantigen-spezifischer CTL in 96-Loch-Mikrotiterplatten können dabei zur systematischen Suche nach im Menschen immundominanten T-Zell-Epitopen im Muzin-Molekül genutzt werden. <br /> <br /> Der durchgeführte Vergleich der auf den Vektoren pCI und MVA basierenden Vakzinen und die Analyse neuerer Publikationen führen zu dem Ergebniss, daß vor allem DNA-Vakzinen in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von aktiven Tumorimpfstoffen spielen werden. Rekombinante MVA-Viren, eventuell in Kombination mit DNA- oder anderen Vektoren, haben sich dagegen in zahlreichen Studien als wirksame Impfstoffe zur Kontrolle von durch Pathogene hervorgerufenen Infektionserkrankungen erwiesen. / In this study, tumor vaccines based on the plasmid pCI, the attenuated vaccinia virus strain modified vaccinia virus Ankara (MVA) and MVA-infected dendritic cells were constructed and characterized by sequencing, Western blot and flow cytometric analysis. The efficiency to induce tumor immunity in vivo was compared in several C57BL/6 mouse tumor models. Naked DNA Vaccination based on the eukaryotic expression vector pCI did induce very effective, antigen-specific and long-term protection against tumor cell lines expressing mucin, CEA or beta-Gal whereas MVA vaccination did not elicit protective immunity against Mucin or beta-Gal expressing tumors. MVA does infect human or murine in vitro generated dendritic cells very efficiently compared to other viral vectors, however expression levels of the inserted antigens in dendritic cells are significantly lower than in permissive host cells (chicken embryo fibroblasts). <br /> <br /> It could be shown that the effect of MVA infection on the maturation status of dendritic cells is similar to the effects described for dendritic cells infected with replication competent vaccinia strains. In addition it was shown that the upregulation of the important costimulatory molecule CD40 through LPS stimulation is strongly inhibited in MVA infected cells. During passage in tissue culture, MVA has accumulated a number of large deletions, including a number of immunomodulatory molecules and resulting in a strong attenuation. However the strong cytopathic effect on dendritic cells is maintained. <br /> <br /> The low level of expression and the effect on dendritic cell maturation may be responsible for the failure of MVA to induce tumor immunity through either cross presentation or direct infection of antigen presenting cells.<br /> <br /> To detect and quantify tumor-antigen-specific CTL a method based on intracellular IFN-gamma staining was modified and it could be shown that the cellular &ndash; but not the humoral &ndash; response does correlate with in vivo protection: DNA but not MVA vaccines do induce high levels of tumorantigen-specific CTL whereas MVA-vaccines do induce strong and long lasting CD4 and CD8-T-cell responses against vaccinia antigens. <br /> <br /> The excellent protection induced by pCI-DNA-vaccination in different tumor models does encourage us to further investigate the elicitation of tumor immunity in MUC1 or HLA-A2 transgenic mice. In mice transgenic for human MHC-I, the IFN-gamma staining protocol could be used to systematically screen for mucin T-cell epitopes that are relevant in humans.

CD47 is a so-called "don't eat me" signal, which protects cells from phagocytosis. Its high expresion on tumor cells brings new perspective to the tumor therapy. Monoclonal antibodies, which are these days undergoing clinical trials, prevent CD47 binding to the SIRPA inhibitory receptor on macrophages, and so they enhance their phagocytic functional capacity. In this way they enable phagocytic removal of tumor cells. Overall expression, structural conformation and stoichiometry of CD47 on a particular cell predestine whether it will be phagocytised. The aim of the thesis is to develop and test methods to characterise expression parameters of CD47 via flow cytometry (FCM), quantitative PCR (qPCR) and microscopy. To achieve this goal I performed competition tests of commercially available antibodies in order to characterise their binding epitopes on cell lines. After performing tSNE analysis of primary BCa patient samples I correlated CD47 expression with other cell surface markers. I focused on CD47 expression in various differentiation stages of the tumor. To better understand the relationship between CD47 expression and differentiation status of cells I performed qPCR analysis of particular transcription factors. Using cell lines I examined method for phagocytosis quantification, which will be...

Biological activity of IL-2 and IL-7 in vivo is significantly increased when complexed with some of the respective anti-cytokine mAb. Different immune cell subsets can be preferentially stimulated depending on the anti-IL-2 mAb used to complex IL-2. IL-2/anti-IL-2 mAb S4B6 immunocomplexes (IL-2/S4B6) induce preferential expansion of CD122high cells whereas IL-2/anti-IL-2 mAb JES6-1 immunocomplexes (IL-2/JES6-1) highly selectively stimulate CD25high cells in mice. Similarly, IL-7/anti-IL-7 mAb M25 immunocomplexes (IL-7/M25) possess higher stimulatory activity for both naïve and memory CD8+ T cells in vivo in comparison to free IL-7. CTLA-4 and PD-1 molecules are inhibitory receptors which negatively regulate proliferation, survival and effector functions of T cells. Blocking antibodies against these molecules represent promising immunotherapeutic tool for treatment of malignant diseases. We examined possible synergism of IL-2/S4B6 and αCTLA-4 plus αPD-1 mAbs in tumor-bearing mice. We found that the expansion of recently activated CD8+ T cells driven by IL-2/S4B6 was further augmented by αCTLA-4 plus αPD-1 mAbs. However, these two immunotherapeutic approaches did not show synergistic antitumor activity in any mouse tumor model tested. Next, we showed that IL-7/M25 possessed higher biological activity...