RANK

Rolle und therapeutische Modulation des RANK-RANKL Molekülsystems bei der Immunüberwachung von malignen hämatopoetischen Erkrankungen durch NK Zellen"

01.07.2015 bis 30.06.2018

NK Zellen spielen eine wichtige Rolle bei der Tumor-Immunüberwachung und tragen durch „antibody-dependent cellular cytotoxicity“ (ADCC) wesentlich zum klinischen Erfolg von therapeutischen Antikörpern wie z.B. Rituximab bei. Gegenwärtig wird deshalb intensiv versucht, die Wirkung von Anti-Tumorantikörpern durch Modifikation ihres Potentials, ADCC auszulösen, zu verstärken. Sowohl die direkte Reaktivität als auch die ADCC von NK Zellen werden durch Zielzell-exprimierte Liganden für NK Rezeptoren beeinflusst und können entsprechend durch Neutralisation von inhibierenden Liganden verstärkt werden. In der vorangehenden Förderperiode konnten wir zeigen, dass das TNFR Familienmitglied RANK (vor allem bekannt hinsichtlich seiner Rolle im Knochenstoffwechsel) von NK Zellen exprimiert wird, während maligne hämatopoetische Zellen dessen Liganden RANKL exprimieren. Wir konnten herausarbeiten, dass Signale über RANKL in maligne hämatopoetische Zellen übertragen werden (reverse signaling), die deren Überleben begünstigen. Zudem stellten wir fest, dass die nach RANKL-Signaling von den malignen Zellen freigesetzten Faktoren die Reaktivität von NK Zellen hemmen und zudem zu einer Hochregulation des RANK Rezeptors auf den NK Zellen führen. Schliesslich konnten wir noch zeigen, dass Signale über von NK Zellen exprimiertes RANK deren Reaktivität weiter beeinträchtigen und dadurch die Immunevasion maligner Zellen begünstigen. Deshalb entwickelten wir Fc-optimierte RANK-Ig Fusionsproteine zur therapeutischen Modulation der RANK-RANKL Interaktion, die nach Bindung an von malignen Zellen exprimierten RANKL dessen hemmende Effekte neutralisieren und gleichzeitig durch die Fc-Modifikation verstärkt ADCC von NK Zellen induzieren.

In der zweiten Förderperiode soll nun aufgeklärt werden, über welche Signalwege RANKL in malignen Zellen Zytokinfreisetzung und Stoffwechselaktivität induziert und über welche molekularen Mechanismen die beobachtete (differentielle) Hemmung der Zytotoxizität und Zytokinfreisetzung von NK Zellen via RANK vermittelt wird. Schwerpunkt der geplanten Untersuchungen ist die präklinische Charakterisierung der von uns generierten RANK-Fc Fusionsproteine. Aufbauend auf in der ersten Förderperiode erhobenen Daten, dass murine im Vergleich zu humanen NK Zellen eine deutlich geringere Suszeptibiltät für ADCC Induktion zeigen und den resultierenden Problemen bei der Testung der Fusionsproteine in einem syngenen Mausmodells sollen nun geeignete humanisierte Mausmodelle etabliert werden. Diese sollen ermöglichen, unsere Strategie zur dualen Verstärkung der NK Reaktivität gegen maligne hämatopoetische Zellen durch RANKL Neutralisation und gleichzeitige Induktion von ADCC zu validieren. Perspektivisch können die Konstrukte dann nachfolgend mit Hilfe einer am Universitätsklinikum Tübingen etablierten GMP-konformen Produktionseinheit in pharmazeutischer Qualität und Quantität hergestellt und klinisch erprobt werden.