Erforschung und Etablierung neuer „Nanobody-Drug-Conjugates“ für die Therapie von Spätstadium- und Cisplatin-resistenten Keimzelltumorpatienten sowie als Alternative zur Standardtherapie - überarbeitete Version
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Keimzelltumoren stellen die häufigsten malignen Tumoren junger Männer im Alter von 14 - 45 dar und ihre Inzidenz steigt stetig. Alle Typ-II-Keimzelltumoren (KZT), zu denen die Seminome und die Nicht-Seminome gehören, entwickeln sich aus einer gemeinsamen Vorläuferläsion, der GCNIS (germ cell neoplasia in situ), welche wiederrum das Resultat einer entarteten Keimzellentwicklung ist. Allgemein umfasst die Therapie der KZTs eine Orchiektomie mit anschließender Chemo- oder Radiotherapie. Obwohl KZT generell sehr sensitiv auf eine Cisplatin-basierte Chemotherapie reagieren, kann die Erkrankung aufgrund von Metastasierung und Resistenzmechanismen dennoch tödlich verlaufen. Zudem ist eine Chemotherapie häufig mit starken Nebenwirkungen und einer deutlich verminderten Fruchtbarkeit assoziiert. Aus diesem Grund müssen neue Therapiekonzepte erforscht werden, um diese Therapie-resistenten Tumoren behandeln zu können und um nebenwirkungsärmere Cisplatin-Ersatztherapien zu finden. In dieser Studie wurden alternative Therapieoptionen für KZT untersucht, die auf neuen immuntherapeutischen Ansätzen, wie Nanobody / Antikörper-Wirkstoffkonjugaten (NDC / ADC, nanobody / antibody-drug-conjugate) oder "Natürliche Killerzellen mit einem chimären-Antigenrezeptor" (NK-CAR) beruhen. Im Spezifischen für Dottersacktumoren (DST; eine Nicht-Seminom-Entität) wurden weiterführend Rezeptortyrosinkinase-Inhibitoren getestet. Zunächst wurde ein Atlas möglicher Therapieziele etabliert. Hier wurden Faktoren, deren mRNA- Expression in Vorarbeiten als deutlich gesteigert gegenüber gesunden Fibroblasten gefunden wurde und sich so als mögliche Therapieziele eigneten, mittels Durchflusszytometrie und Immunfluoreszenzfärbungen auf der Zellmembran von 16 verschiedenen KZT-Zelllinien inklusive Cisplatin-resistenten Subklonen nachgewiesen. Als Kontrolle dienten 11 verschiedene gesunde (Immun-)Zellen, wie Fibroblasten oder Makrophagen. Aus diesen Kandidaten konnte erfolgreich ein ADC gegen das Protein Claudin6 (CLDN6) hergestellt werden, bei dem ein Antikörper gegen CLDN6 an das Spindelgift MMAE gekoppelt wurde. CLDN6 wird hochspezifisch in KZT exprimiert, entsprechend effektiv wirkte das CLDN6-ADC gegen KZT-Zellen in vitro. Da in aggressiv wachsenden und häufig Therapie-resistenten DST-Zellen eine CDLN6-negative Subpopulation (ca. 40 %) gefunden wurde, lies dies den Schluss, dass die CLDN6-Therapie hier vermindert effizient sein könnte. Weiterführende molekularbiologische Studien identifizierten daher verschiedene zelluläre Signalwege als mögliche therapeutische Angriffspunkte für Rezeptortyrosinkinase-Inhibitoren, welche erfolgreich getestet werden konnten. Des Weiteren konnte ein NDC gegen CXCR4 getestet werden. Das CXCR4-NDC konnte ebenfalls erfolgreich CXCR4+ KZT-Zellen, im Spezifischen Seminome und DST, abtöten. Darüber hinaus konnte auch ein ungekoppelter Nanobody gegen CXCR7 (ein verwandter Rezeptor zu CXCR4) getestet werden und gezeigt werden, dass die Blockierung des CXCR7-Rezeptors die Migration und Proliferation von KZT-Zellen inhibiert. Abschließend konnte eine Immuntherapie gegen CD24 etabliert werden. CD24 wird von Embryonalkarzinomzellen (eine Nicht-Seminom-Entität), aber auch weiteren urologischen Malignitäten, wie Urothelkarzinomen, Nierenkarzinomen und Prostatakarzinomen, exprimiert. Die Verwendung von NK-CD24-CAR-Zellen konnte hochspezifisch CD24+ Zellen urologischer Malignitäten abtöten. Damit konnten wir in dieser Studie einen Atlas neuer Therapieziele erstellen sowie neue und vielversprechende Therapieansätze für KZT und weitere urologische Malignitäten etablieren, die zukünftig in weiterführende Studien überführt werden können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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CD24 targeting with NK‐CAR immunotherapy in testis, prostate, renal and (luminal‐type) bladder cancer and identification of direct CD24 interaction partners. The FEBS Journal, 290(20), 4864-4876.
Söhngen, Christian; Thomas, David J.; Skowron, Margaretha A.; Bremmer, Felix; Eckstein, Markus; Stefanski, Anja; Driessen, Marc D.; Wakileh, Gamal A.; Stühler, Kai; Altevogt, Peter; Theodorescu, Dan; Klapdor, Rüdiger; Schambach, Axel & Nettersheim, Daniel
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Molecular characterization of the CXCR4 / CXCR7 axis in germ cell tumors and its targetability using nanobody-drug-conjugates. Experimental Hematology & Oncology, 12(1).
Wakileh, Gamal A.; Bierholz, Philipp; Kotthoff, Mara; Skowron, Margaretha A.; Bremmer, Felix; Stephan, Alexa; Anbuhl, Stephanie M.; Heukers, Raimond; Smit, Martine J.; Ströbel, Philipp & Nettersheim, Daniel
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Targeting CLDN6 in germ cell tumors by an antibody-drug-conjugate and studying therapy resistance of yolk-sac tumors to identify and screen specific therapeutic options. Molecular Medicine, 29(1).
Skowron, Margaretha A.; Kotthoff, Mara; Bremmer, Felix; Ruhnke, Katja; Parmaksiz, Fatma; Richter, Annika; Küffer, Stefan; Reuter-Jessen, Kirsten; Pauls, Stella; Stefanski, Anja; Ströbel, Philipp; Stühler, Kai & Nettersheim, Daniel
