DE10229906A1 - New purified polypeptide (e.g. an antibody) that induces apoptosis of a neoplastic cell, useful for diagnosing or treating a neoplasm or a proliferative disorder in mammals, including humans - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen humanen monoklonalen Antikörper mit schweren und leichten Kettenmolekülen, die jeweils einen von Antikörper zu Antikörper konstant und einen von Antikörper zu Antikörper variabel aufgebauten Bereich aufweisen, oder ein funktionelles Fragment davon. Desweiteren sieht die Erfindung Verfahren zur Herstellung des Antikörpers vor, die Verwendung des Antikörpers zur Bekämpfung von Tumoren, und ein Arzneimittel und ein Diagnostikum, welche den Antikörper enthalten.The invention relates to a human monoclonal antibodies with heavy and light chain molecules, each one of antibody to antibody constant and one of antibody to antibody have variably constructed area, or a functional fragment from that. Furthermore, the invention provides methods of manufacture of the antibody before using the antibody for fighting of tumors, and a drug and a diagnostic agent, which the antibody contain.
Die derzeitigen Verfahren zur Behandlung von Krebs umfassen eine operative Entfernung des Tumors, Strahlenbehandlungen und Chemotherapie. Ein wesentlicher Nachteil jeder dieser Methoden ist darin zu sehen, daß sie nicht spezifisch auf die Tumorzellen ausgerichtet sind. So kann es bei einer operativen Entfernung beispielsweise vorkommen, daß nicht der ganze Tumor ertaßt wird, was dazu führt, daß sich ein neuer Tumor entwickelt und gegebenenfalls Methastasen gebildet werden, die sich an weiteren Stellen im Körper festsetzen. Bei der Behandlung von Tumoren mit Strahlen oder chemotherapeutischen Mitteln führt die fehlende Selektivität häufig dazu, daß auch gesunde Zellen durch die eingesetzten Mittel geschädigt werden. Die nachteilige Folge hiervon ist, daß die Dosen an Strahlung oder chemischen Wirkstoffen nicht so hoch gewählt werden können, daß sie alle Krebszellen abtöten. Ein wesentlicher Teil der heutigen Krebsforschung zielt daher darauf ab, effektivere und insbesondere selektiv wirkende Verfahren und Mittel zur Bekämpfung von Tumoren zu finden.Current treatment procedures from cancer include surgical removal of the tumor, radiation treatments and chemotherapy. A major disadvantage of each of these methods can be seen in the fact that she are not specifically targeted to the tumor cells. So can for example, an operative removal may not the whole tumor is seized becomes what leads to that itself a new tumor is developed and methastases are formed if necessary that get stuck in other parts of the body. During treatment of tumors with radiation or chemotherapeutic agents lack of selectivity frequently to that too healthy cells are damaged by the means used. The disadvantageous consequence of this is that the doses of radiation or chemical agents can not be chosen so high that they all Kill cancer cells. An essential part of today's cancer research is aimed at this ab, more effective and especially selective processes and Control means of finding tumors.
Wie immunologische Studien gezeigt haben, ist auch dann, wenn das Immunsystem maligne Zellen nicht wirksam bekämpfen kann, eine zelluläre und humorale Aktivität meßbar. Diese Aktivität reicht jedoch nicht aus, um die Tumorzellen zu zerstören. Ein vielversprechender Ansatz zur Bekämpfung von Tumoren ist daher, von der Immunantwort des Patienten stammende Antikörper zu isolieren, geeignet zu vermehren und therapeutisch einzusetzen.As shown by immunological studies have, even if the immune system doesn't have malignant cells fight effectively can, a cellular and humoral activity measurable. This activity however, it is not enough to destroy the tumor cells. On promising approach to fighting tumors is therefore antibodies derived from the patient's immune response isolate, multiply and use therapeutically.
Ein Verfahren nach dem Stand der Technik, das diesen Weg beschreitet, ist unter dem Namen Hybridoma-Technik bekannt. Es beruht auf der In-Vitro-Gewinnung von zellulären Hybriden, die durch Zellfusion von normalen Lymphocyten mit unbegrenzt lebens- u. teilungsfähigen Myelomzellen gewonnen werden. Die hierbei erzeugten Hybridom-Zellen weisen die Eigenschaften beider Elternzellen auf. Dementsprechend besitzen sie die Fähigkeit der Lymphozyten, Antikörper zu produzieren, und die Fähigkeit der Mylomzelle zur unbegrenzten Teilung und damit zur Produktion der Antikörper in großen Mengen.A state of the art process Technology that treads this path is called Hybridoma technology known. It is based on in vitro production of cellular Hybrids by cell fusion of normal lymphocytes with unlimited life and divisible Myeloma cells are obtained. The hybridoma cells produced here have the properties of both parent cells. Accordingly they have the ability of lymphocytes, antibodies to produce and ability the myloma cell for unlimited division and thus for production the antibody in large Amounts.
Jede aus der Fusion resultierende Hybridzelle stellt monoklonale Antikörper her, deren Spezifität von der ursprünglichen Lymphozyten-Zelle bestimmt wird. Die Hybridom-Zellen werden vermehrt und dann diejenigen selektiert, welche Antikörper der gewünschten Spezifität produzieren. Die Kultivierung dieser Auswahl und deren Isolierung führt zu hochspezifisch reagierenden Antikörpern, welche nur mit einer bestimmten antigenen Determinante reagieren. Monoklonale Antikörper, welche spezifisch an Antigene von Tumoren binden, eröffnen daher vielversprechende Möglichkeiten für Diagnose und Therapie von Tumorzellen.Any resulting from the merger Hybrid cells produce monoclonal antibodies, the specificity of which original Lymphocyte cell is determined. The hybridoma cells are expanded and then selected those which antibodies of the desired one specificity to produce. Cultivating this selection and isolating it leads to highly specific reacting antibodies, which only with a respond to certain antigenic determinants. Monoclonal antibodies which bind specifically to antigens of tumors, therefore open up promising possibilities for diagnosis and therapy of tumor cells.
Zur Verbesserung der Verfahren und Mittel im Kampf gegen Krebs besteht daher der Bedarf an derartigen monolonalen Antikörpern. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen humanen monoklonalen Antikörper, Verfahren zu dessen Herstellung und aus dem Antikörper abgeleitete Dignostika und Arzneimittel anzugeben, die eine hohe Spezifität für Antigene verschiedener Tumore aufweisen und sich daher für eine tumorspezifische Therapie und Dignose gut eignen.To improve procedures and There is therefore a need for such means in the fight against cancer monolonal antibodies. The object of the present invention is a human monoclonal Antibody, Process for its preparation and derived from the antibody Dignostics and medicines indicate a high specificity for antigens have different tumors and are therefore suitable for tumor-specific therapy and dignose are well suited.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich des monoklonalen Antikörpers dadurch gelöst, daßAccording to the invention, this object is achieved with regard to of the monoclonal antibody solved by that
- – wenigstens eine variable Region der leichten und/oder der schweren Ketten substanziell jeweils die in Anlage 1 wiedergegebene Aminosäure-Sequenz aufweisen.- at least a variable region of the light and / or heavy chains substantially each have the amino acid sequence shown in Appendix 1.
Aus chemischer Sicht sind Antikörper Immunglobulin-Moleküle. Diese Moleküle weisen jeweils zwei identische leichte und zwei identische schwere Ketten auf, die durch Disulfid-Brücken miteinander verbunden sind. Jede der Ketten enthält eine Region von etwa 110 Aminosäuren mit variabler Sequenz, während der verbleibende Rest jeder Kette einen Bereich mit konstanter Sequenz aufweist. Die variablen Regionen von leichter und schwerer Kette ihrerseits umfassen jeweils mehrere hypervariable Regionen, welche für die Bindung der Antigene verantwortlich sind. Die spezielle Ausbildung der hypervariablen Regionen bestimmen daher die spezifischen Eigenschaften des Antikörpers.From a chemical point of view, antibodies are immunoglobulin molecules. This molecules each have two identical light and two identical weights Chains that are connected by disulfide bridges. Each of the chains contains a region of about 110 amino acids with variable sequence while the rest of each chain is a constant sequence region having. The variable regions of light and heavy chain in turn each comprise several hypervariable regions, which for the Binding of the antigens are responsible. The special training of the hypervariable regions therefore determine the specific properties of the antibody.
Wie klinische Tests belegen, begründet die Ausbildung der genannten variablen Bereiche des erfindungsgemäßen Antikörpers gemäß der angegebenen Aminosäuren-Sequenz eine hohe spezifische Wirksamkeit gegenüber den Antigenen der untersuchten Tumorzellen. Da die auf Tumorzellen auftretenden Antigene auf Normalzellen nicht vorhanden sind, zeigen vorliegende Antikörper gegenüber normalen Zellen erwartungsgemäß keine oder nur geringe Bindung.As demonstrated by clinical tests, the Formation of said variable areas of the antibody according to the invention in accordance with the specified Amino acid sequence a high specific activity against the antigens of the examined Tumor cells. Since the antigens appearing on tumor cells on normal cells are not present, expected antibodies to normal cells do not show any or only a slight bond.
Erfindungswesentlich ist die substanzielle Gleichheit einer der variablen Regionen der leichten oder der schweren Ketten mit der erfindungsgemäßen Sequenz. Die substanzielle Gleichheit bedeutet dabei eine überwiegende Übereinstimmung der genannten Bereiche. Geringfügige Modifikationen oder Substitutionen der Ketten sind in vorliegender Erfindung mit eingeschlossen, sofern der monoklonale Antikörper oder der funktionelle Teil davon tumorspezifische Eigenschaften beibehält.Essential to the invention is the substantial equality of one of the variable regions of the light or heavy chains with the sequence according to the invention. Substantial equality means that the areas mentioned are largely in agreement. Minor modifications or substitutions of the chains are included in the present invention if the monoclonal antibody or the functional part thereof retains tumor-specific properties.
Tumorspezifische monoklonaler Antikörper nach dem Stand der Technik betreffen in der überwiegenden Zahl der Fälle von Mäusen hergeleitete Antikörper. Jene Antikörper weisen in nachteiliger Weise jedoch eine stark eingeschränkte Einsatzmöglichkeit auf, da Mausantikörper bei Anwendung auf den Menschen durch dessen Immunsystem als Fremd-protein erkannt und neutralisiert werden können noch bevor sie ihre therapeutische Wirkung entfalten.Tumor-specific monoclonal antibodies after the prior art relate to the vast majority of cases of mice derived antibodies. Those antibodies disadvantageously, however, have a very restricted application on because mouse antibody when applied to humans by their immune system as a foreign protein can be recognized and neutralized even before your therapeutic Make an impact.
Die Erfindung geht demgegenüber von humanen monoklonalen Antikörpern aus, welche diese Beschränkungen bei Einsatz in der Humanmedizin nicht aufweisen. Diese Antikörper weisen Sequenzen der hypervariablen Kettenbereiche auf, die substanziell denen von menschlichem Immunglobulin entsprechen. Die Antikörper können daher nach Erkennung der Determinanten oder Epitope der ihnen entsprechenden Antigene ungehindert an den betreffenden Zellen anbinden, ohne daß eine Abwehrreaktion des Immunsystems erfolgt. Bei einer Kopplung der erfindungsgemäßen Antikörper mit diagnostischen und therapeutischen Mitteln sind vorliegende Antikörper somit in vorteilhafter Weise zur Früherkennung und effektiven Behandlung von Tumoren unterschiedlicher Art geeignet.In contrast, the invention is based on human monoclonal antibodies out what these restrictions not show when used in human medicine. These antibodies exhibit Sequences of hypervariable chain regions that are substantial correspond to those of human immunoglobulin. The antibodies can therefore after detection of the determinants or epitopes of the corresponding ones Antigens bind freely to the cells in question without a defense reaction of the immune system. When the antibodies according to the invention are coupled with Diagnostic and therapeutic agents are thus present antibodies advantageously for early detection and effective treatment of different types of tumors.
Bei der Lösung der Aufgabe hinsichtlich des Herstellungsverfahrens wird vorgeschlagenen, die humanen monoklonalen Antikörpers vorzugsweise mittels der Hybridoma-Technik zu erzeugen. Gemäß einem Merkmal der Erfindung werden hierzu B-Lymphozyten aus einem lymphatischen Organ, vorzugsweise der Milz oder des Lymphknotens, eines Karzinom-Patienten entnommen. Diese Lymphozyten sind infolge des vorhandenen Karzinoms zur Bildung derjenigen Antikörpern stimuliert, welche speziell auf die Antigene der vorliegenden Tumorzellen reagieren.When solving the task regarding The manufacturing process is proposed to be human monoclonal antibody preferably by means of the hybridoma technique. According to one characteristic The invention uses B lymphocytes from a lymphatic Organ, preferably the spleen or lymph node, of a carcinoma patient taken. These lymphocytes are due to the existing carcinoma for the formation of those antibodies stimulates which specifically to the antigens of the tumor cells present react.
Die Lymphozyten werden in vitro jeweils mit einer Myelom-Zelle fusioniert. Gemäß vorliegender Erfindung werden hierbei die Heteromyelomzellen HAB-1 sowie deren Subklone verwendet. Die Heteromyelomzelle HAB-1 ist spezifiziert in der Literatur: Fallen, G et al., HAB-1, BrJCancer 62, 595-8 (1990). Gleichermaßen können Subklone der HAB-1-Zelle Verwendung finden, die als HAB-1.X bezeichenbar sind. Die entstandenen Zellklone besitzen wie die originären B-Lymohozyten die Eigenschaft, Antikörper zu produzieren. Die Spezifität dieser Antikörper wird dabei durch die ursprüngliche Lymphozyten-Zelle bestimmt. In vorliegendem Fall bedeutet dies, daß auch die von den Zellklonen produzierten Antikörper mit den Antigenen des speziell vorliegenden Tumors korrespondieren. Nach Selektion derjenigen Zellen, die jeweils Antikörper der gewünschten Spezifität synthetisieren, werden diese Zellen kultiviert und dabei von jeder der Hy bridzellen jeweils monoklonale Antikörper in unbegrenzter Menge produziert.The lymphocytes are in vitro each fused with a myeloma cell. According to the present invention the heteromyeloma cells HAB-1 and their subclones are used. The HAB-1 heteromyeloma cell is specified in the literature: Fallen, G et al., HAB-1, BrJCancer 62, 595-8 (1990). Likewise, subclones can the HAB-1 cell, which can be designated as HAB-1.X are. The resulting cell clones have like the original B-lymohocytes the property of antibodies to produce. The specificity of this antibody is replaced by the original Lymphocyte cell determined. In the present case, this means that too the antibodies produced by the cell clones with the antigens of the specifically correspond to the tumor. After selection of those Cells, each antibody the desired one Synthesize specificity, these cells are cultivated by each of the hybrid cells each monoclonal antibody produced in unlimited quantities.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung werden bei dem vorgeschlagenen Verfahren insbesondere Lymphozyten von Patienten entnommen, die ein Karzinom desAccording to a feature of the invention Lymphocytes in particular are used in the proposed method taken from patients with carcinoma of the
- – Dickdarm- colon
- – Bauchspeicheldrüses- pancreas
- – Lunge- lungs
- – Speiseröhres- esophagus
- – Brust- Chest
- – Prostata aufweisen.- prostate exhibit.
Neben einer Herstellung der vorliegenden humanen monoklonalen Antikörper durch die Hybridoma-Technik schließt die Erfindung auch andere Herstellungsmethoden ein. Vorgeschlagen wird, insbesondere bei der Herstellung kleinerer funktioneller Fragmente, die direkte Synthese mittels der dem Fachmann bekannten Rekombinanten-Methode oder der Herstellung mittels der bekannten Phagenbankmethode (phage display).In addition to producing the present human monoclonal antibody the invention also includes others through the hybridoma technique Manufacturing methods. It is proposed, especially at the Production of smaller functional fragments, direct synthesis by means of the recombinant method known to the person skilled in the art or the Production using the known phage bank method (phage display).
Die Vermehrung erfolgt unter Anwendung der bekannten Polymerase Ketten Reaktion (Polymerase chain reaction = PCR).The propagation takes place using the well-known polymerase chain reaction = PCR).
Das PCR-Verfahren ist dem Fachmann
bekannt, beispielsweise aus dem
Bei Anwendung des vorliegenden Verfahrens zur Herstellung der erfindnungsgermäßen monoklonalen Antikörper, oder von funktionellen Frag mentes davon, wird RNA der Hybridomzellen, die tumorspezifische monoklonale Antikörper produzieren, in vitro mittels reverser Transcriptase in komplementäre doppelsträngige cDNA umkopiert. Anschließend wird die cDNA, welche funktionelle Fragmente der variablen Bereiche der leichten und schweren Ketten enthält, mittels PCR vervielfältigt. Die PCR-Produkte werden gereinigt, extrahiert und anschließend kloniert.When using the present procedure for the production of the monoclonal antibodies according to the invention, or of functional fragments thereof, RNA of the hybridoma cells, that produce tumor-specific monoclonal antibodies in vitro using reverse transcriptase into complementary double-stranded cDNA copied. Subsequently is the cDNA, which is functional fragments of the variable regions which contains light and heavy chains, reproduced by PCR. The PCR products are cleaned, extracted and then cloned.
Der Aufbau des konstanten Bereichs der schweren Kette eines Antikörpers bestimmt dessen Isotyp und legt die Effektor-Funktion des Antikörpers fest. Bei Immunglobulin besteht die konstante Region der schweren Ketten aus einer der fünf in der Literatur mit μ, γ, δ, α oder ε bezeichneten Sequenzen, die konstante Region der leichten Ketten aus einer der Sequenzen κ oder λ. Der unterschiedliche Aufbau der schweren Ketten führt zu den fünf Immunglobilin-Klassen IgA, IgD, IgE, IgG und IgM. Die Antikörper gemäß vorliegender Erfindung gehören in der Regel der Klasse IgM an, wobei sowohl leichte Ketten der Klasse λ als auch κ auftreten können. Ebenso ist eine Ausbildung des Antikörpers gemäß Klasse IgG vorgesehen.The structure of the constant region of the heavy chain of an antibody determines its isotype and determines the effector function of the antibody. In the case of immunoglobulin, the constant region of the heavy chains consists of one of the five sequences designated in the literature with μ, γ, δ, α or ε, the constant region of the light chains consists of one of the sequences κ or λ. The different structure of the heavy chains leads to the five immunoglobulin classes IgA, IgD, IgE, IgG and IgM. The antibodies according to the present invention generally belong to the IgM class, and both light chains of the class λ and κ can occur. Training of the antibody according to class IgG is also provided.
Die Erfindung umfaßt monoklonale
Antikörper
als auch funktionelle Fragmente davon. Dabei ist die Funktionalität der genannten
Fragmente dadurch gekennzeichnet, daß sie Eigenschaften des Antikörpers aufweisen.
Diese können
beispielsweise darin bestehen, daß sie eine Bindungsfähigkeit
gegenüber
Antigenen oder eine Spezifität
für Tumorzellen
besitzen, oder aufgrund des Aufbaus ihres konstanten Bereichs eine
Effektor-Funktion
aufweisen. Gemäß einem
Merkmal der Erfindung sind insbesondere Fragmente einbezogen, welche
gemäß bekannter
Nomenklatur (z.B. Cell Biophysics, 22 (1993), S. 189 – 224) einer
der Gruppen
VL, VH,
Fv, Fc, Fab, Fab',
F(ab')2
angehören. Dabei
umfaßt
die Gruppe
VL Fragmente, welche den
variablen oder den variablen und konstanten Bereich der leichten
Ketten einschließen
VH Fragmente, welche den variablen Bereich
oder den variablen und den konstanten Bereich der schweren Ketten
einschließen
Fv
Fragmente, welche die variablen Regionen der schweren und der leichten
Ketten oder Teile davon einschließen
Fc Fragmente, welche
die konstanten Regionen der schweren Ketten oder Teile davon einschließen
Fab
Fragmente, welche größer als
die Fragmente der Gruppe Fv sind
Fab' Fragmente, welch größer als die Fragmente der Gruppe
Fab sind
F(ab')2 Fragmente, welche die variablen Bereiche
beider schwerer und beider leichter Ketten oder Teile davon enthalten
und optional die ersten konstanten Bereiche beider schweren Ketten
oder Teile davon.The invention encompasses monoclonal antibodies as well as functional fragments thereof. The functionality of the fragments mentioned is characterized in that they have properties of the antibody. These may consist, for example, in that they have a binding ability to antigens or a specificity for tumor cells, or they have an effector function due to the structure of their constant region. According to a feature of the invention, fragments are particularly included which, according to known nomenclature (eg Cell Biophysics, 22 (1993), pp. 189-224), are one of the groups
V L , V H , Fv, Fc, Fab, Fab ', F (ab') 2
belong. The group includes
V L fragments which include the variable or the variable and constant region of the light chains
V H fragments that include the variable region or the variable and constant regions of the heavy chains
Fv fragments that include the variable regions of the heavy and light chains or parts thereof
Fc fragments that enclose the constant regions of the heavy chains or parts thereof
Fab fragments larger than the group Fv fragments
Fab 'fragments which are larger than the Fab group fragments
F (from ') 2 fragments which contain the variable regions of both heavy and both light chains or parts thereof and optionally the first constant regions of both heavy chains or parts thereof.
Durch Verwendung der genannten Fragmente ist es möglich, spezielle Anforderungen für bestimmte Anwendungen zu realisieren. Eine Anpassung der Eigenschaften des Antikörpers oder dessen funktioneller Fragmente läßt sich gemäß einem Merkmal der Erfindung auch dadurch erreichen, daß einzelne Aminosäure-Gruppen substituiert und/oder hinzugefügt und/oder entfernt sind. Eingriffe dieser Art führen dazu, daß beispielsweise die Stabilität oder die Selektivität des Antikörpers bzw. dessen funktioneller Fragmente modifiziert werden, dessen globalen Eigenschaften, wie beispielsweise die Bindungsfähigkeit gegenüber Tumor-Antigenen, jedoch erhalten bleiben.By using the fragments mentioned Is it possible, special requirements for to realize certain applications. An adjustment of the properties of the antibody or its functional fragments can be according to a feature of the invention also achieve that individual Amino groups substituted and / or added and / or removed. Interventions of this type lead to, for example the stability or selectivity of the antibody or whose functional fragments are modified, its global Properties, such as the ability to bind to tumor antigens, however, remain intact.
Die Antikörper bzw. deren funktionelle Fragmente gemäß vorliegender Erfindung können mit weiteren Wirkstoffen verbunden werden. Durch eine Ankopplung derartiger Substanzen werden die Anwendungsbereiche des vorliegenden Antikörpers wesentlich erweitert. Insbesondere lassen sich die humanen monoklonalen Antikörper gemäß vorliegender Erfindung hierdurch für diagnostische Verfahren zum Nachweis von Tumorzellen und für therapeutische Verfahren zur Bekämpfung von Tumorzellen einsetzen.The antibodies or their functional Fragments according to the present Invention can with other active ingredients. Through a coupling such substances become the areas of application of the present antibody significantly expanded. In particular, the human monoclonal antibodies according to the present Invention hereby for diagnostic methods for the detection of tumor cells and for therapeutic Control procedures of tumor cells.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind insbesondere folgende Substanzen vorgesehen: According to a feature of the invention the following substances in particular are provided:
- – eine radiaktive Substanz,- one radioactive substance,
- – und/oder ein Farbstoff,- and or a dye,
- – und/oder ein Enzym,- and or an enzyme
- – und/oder ein Immunotoxin,- and or an immunotoxin,
- – und/oder ein Wachstumshemmer,- and or a growth inhibitor
wobei diese Wirkstoffetaking these active ingredients
- – zum qualitativen oder quantitativen Nachweis,- to the qualitative or quantitative evidence,
- – zur Verringerung der Proliferation,- to Reduction in proliferation,
- – zur Erzeugung der Apoptose- to Generation of apoptosis
- – zur Vermeidung von Metastasenbildung- to Avoid metastasis
von Tumorzellen dienen können.of tumor cells can serve.
Der Nachweis von Tumorzellen wird häufig mit dem Fachleuten unter dem Namen Immunoassay bekannten Verfahren geführt, dessen Grundlage die Antigen-Antikörper-Reaktion ist. Um aus dieser Reaktion quantitative Aussage gewinnen zu können, wird der Antikörper gemäß vorliegender Erfindung mit einer gut nachweisbaren Markierungssubstanz gekoppelt. Substanz und Kopplung sind dabei so gewählt, daß die immunologischen Eigenschaften der Komponenten weitgehend erhalten bleiben. Die bekanntesten Immunoassays sind Radioimmunoassay, Enzymimmunoassay und Fluoreszenzimmunoassay. Im Ergebnis ermöglichen die an die Antikörper angekoppelten diagnostischen Substanzen empfindliche und zuverlässige Verfahren zur Früherkennung von Krebs.The detection of tumor cells will frequently with methods known to those skilled in the art under the name of immunoassay guided, the basis of which is the antigen-antibody reaction. To get out of this To be able to obtain a quantitative statement, the antibody according to the present Invention coupled with an easily detectable labeling substance. Substance and coupling are chosen so that the immunological properties of the components are largely preserved. The most famous immunoassays are radioimmunoassay, enzyme immunoassay and fluorescence immunoassay. As a result, the to the antibodies coupled diagnostic substances sensitive and reliable procedures for early detection of cancer.
Die genannten cytotoxischen Substanzen zielen auf eine Verminderung der Lebens- oder Teilungsfähigkeit der Tumorzellen. Sie bewirken alternativ eine Unterdrückung der DNA-Synthese, Unterdrückung der Zellteilung, Apoptose der Zellen oder einen nicht apoptotischen Zelltod. Sie bringen damit das Wachstum von Tumorzellen zum Stillstand oder bringen Tumorzellen zum Absterben.The cytotoxic substances mentioned aim at reducing the life or division ability of the tumor cells. Alternatively, they cause suppression of DNA synthesis, suppression of cell division, apoptosis of the cells or non-apoptotic cell death. In doing so, they stop the growth of tumor cells or cause tumor cells to die.
Durch Kopplung der genannten Substanzen mit den selektiv gegen Krebszellen wirksamen Antikörpern gemäß vorliegender Erfindung lassen sich somit gezielt Tumore unterschiedlicher Art wirkungsvoll bekämpfen. Die Erfindung sieht hierbei insbesondereBy coupling the substances mentioned with the antibodies effective against cancer cells according to the present Invention can thus be targeted different types of tumors fight effectively. The invention sees here in particular
- – die Diagnose- the diagnosis
- – und/oder Prophylaxe- and or prophylaxis
- – und/oder Therapie- and or therapy
folgender Tumore vor:following tumors:
- – Adeno-Karzinom der Nebenniere, der Gebärmutter, des Pankreas, der Prostata,- adeno carcinoma the adrenal gland, the uterus, of the pancreas, the prostate,
- – Plattenepithelkarzinom der Speiseröhre, der Lunge- squamous cell carcinoma the esophagus, the lungs
- – Karzinom des Magens- carcinoma of the stomach
- – duktales Karzinom der Brust.- ductal Carcinoma of the breast.
Schließlich umfaßt vorliegende Erfindung auch ein Arzneimittel und ein Diagnostikum, die jeweils dadurch gekennzeichnet sind, daß deren Wirkstoffe den genannten monoklonalen Antikörper oder funktionelle Fragmente davon enthalten. Die genannten Mittel enthalten in der Regel weitere Zusatzstoffe, wie physiologische Lösungen, Lösungsmittel, Glycole, Öle oder dergl. im Stand der Technik bekannte Substanzen.Finally, the present invention also includes a drug and a diagnostic, each characterized are that their Active substances called monoclonal antibodies or functional fragments of which included. The funds mentioned usually contain more Additives such as physiological solutions, solvents, glycols, oils or The like substances known in the prior art.
METHODEN, BEISPIELE UND EINZELHEITENMETHODS, EXAMPLES AND DETAILS
Antikörper PM-1Antibody PM-1
Schwere Kette (VH)Heavy chain (VH)
Aminosäure-SequenzAmino acid sequence
siehe Anlage 1see Attachment 1
DNA-SequenzDNA sequence
siehe Anlage 1 see Attachment 1
Leichte Kette (VL)Light chain (VL)
Aminosäure-SequenzAmino acid sequence
siehe Anlage 2see Appendix 2
DNA-SequenzDNA sequence
siehe Anlage 2 see Appendix 2
Methode 1Method 1
Immortalisierung von Lymphozyten und Primärtestung der Antikörperimmortalization of lymphocytes and primary testing the antibody
Zur Immortalisierung werden die Lymphozyten mit einer Variante des Heteromyeloms HAB-1 nach Standardprotokoll fusioniert und kultiviert. Kurz zusammengefaßt, Lymphozyten werden mit HAB-1 Zellen mittels PEG verschmolzen. Die Triome werden auf vier 24-Lochplatten ausgesät. Die durchschnittliche Wachstumsfrequenz beträgt 80–90%, 50% der wachsenden Klone sezernieren Immunglobuline.The lymphocytes are used for immortalization with a variant of the heteromyeloma HAB-1 according to the standard protocol merged and cultivated. Briefly summarized, lymphocytes with HAB-1 cells fused using PEG. The trioms are on four 24-hole plates sown. The average growth rate is 80-90%, 50% of the growing clones secrete immunoglobulins.
Die erste Austestung der sezernierten humanen monoklonalen Antikörper erfolgt im ELISA, um den Isotyp zu ermitteln. Der nächste Test ist eine immunhistochemische Färbung auf Cryoschnitten des autologen Tumors.The first test of the secreted human monoclonal antibody is carried out in the ELISA to determine the isotype. The next test is an immunohistochemical staining on autologous tumor cryosections.
Benötigte MedienRequired media
- – RPMI 1640 (Firma PAA) ohne Zusätze- RPMI 1640 (company PAA) without additives
- –RPMI 1640 mit HAT-Zusatz (HAT-Suppilement, Firma PAA) sowie 10% FCS, 1% Glutamin und 1% Penicillin/Streptomycin–RPMI 1640 with HAT additive (HAT supplement, PAA) as well as 10% FCS, 1% glutamine and 1% peni cillin / streptomycin
ImmortialisierungImmortialisierung
- – HAB-1 (Fusionspartner) zweimal mit RPMI ohne Zusätze waschen- HAB-1 (Fusion partner) wash twice with RPMI without additives
- – zentrifugieren 5 min bei 1500 U/min- centrifuge 5 min at 1500 rpm
- – eingefrorene Lymphozyten (aus Milz oder Lymphknoten) auftauen und zweimal mit RPMI ohne Zusätze waschen, ebenfalls zentrifugieren- frozen Thaw lymphocytes (from spleen or lymph nodes) and twice with Wash RPMI without additives, centrifuge also
- – beide Pellets jeweils in 10 ml RPMI ohne Zusatz aufnehmen und in der Neubauer-Zählkammer zählen- both Collect pellets in 10 ml RPMI without additives and in the Neubauer counting chamber counting
- – im Verhältnis von 1:2 – 1:3 HAB-1 zu Lymphozyten, fusionieren- in the relationship from 1: 2 - 1: 3 HAB-1 to lymphocytes, fuse
- – die Zellpellets nach dem zweiten Waschvorgang zusammen geben, mischen und 8 min bei 1500 U/min zentrifugieren- the Add cell pellets together after the second wash, mix and centrifuge at 1500 rpm for 8 min
- – das zuvor bei 37 °C aufgewärmte PEG (Polyethylene Glycol 1500, Firma Roche) vorsichtig tröpfelweise auf das Pellet unter leicht rotierenden Bewegungen des 50 ml Röhrchens laufen lassen- the previously at 37 ° C warmed PEG (Polyethylene Glycol 1500, Roche company) carefully in drops the pellet with slightly rotating movements of the 50 ml tube let run
- – leicht resuspendieren und dann genau 90 sek. im Wasserbad bei 37 °C rotieren lassen- light resuspend and then exactly 90 sec. Rotate in a water bath at 37 ° C to let
- – danach wir das PEG mit RPMI ohne Zusätze heraus gewaschen (zwei volle 10er Pipetten)- after that we the PEG with RPMI without additives washed out (two full 10 pipettes)
- – zentrifugieren 5 min bei 1500 U/min- centrifuge 5 min at 1500 rpm
- – 24-Well-Platten ausplattieren mit 1 ml pro Well RPMI mit HAT-Zusatz- 24-well plates plate out with 1 ml per well of RPMI with HAT addition
- – das Pellet lösen in RPMI mit HAT-Zusatz- the Loosen pellet in RPMI with HAT addition
- – jeweils einen halben ml der Zellen in ein 24-Well pipettieren- each Pipette half a ml of the cells into a 24-well
- – Fusionsplatten in den Brutschrank stellen- fusion plates place in the incubator
- – wöchentlich Mediumwechsel mit RPMI mit HAT-Zusatz- weekly Medium change with RPMI with HAT addition
Methode 2Method 2
Molekulare Charakterisierung der AntikörperMolecular characterization the antibody
Zur Sequenzierung der monoklonalen Antikörper wird cDNA aus gesamt RNA (RNAse Kit, Quiagen) von Triomen hergestellt (M-MLV reverse transcriptase, Gibco). Anschließend werden die entsprechenden VH-Gene durch PCR-Amplifikation vervielfältigt (Tag Polymerase, MBI-Fermentas). Die PCR-Produkte werden über Gel-Elektrophorese gereinigt und extrahiert. Nach dem Klonieren der PCR-Produkte (pCR-Script Amp SK+cloning kit, Stratagene) werden die positiven Klone sequenziert (DyeDeoxy Termination cycle sequencing kit, Applied BioSystems). Die Sequenzen werden mit Hilfe von Dnasis für Windows, Genebank und V-Base Databases analysiert (Vollmers et al., 1998).For sequencing the monoclonal antibody cDNA is produced from total RNA (RNAse Kit, Quiagen) from triomes (M-MLV reverse transcriptase, Gibco). Then the corresponding VH genes reproduced by PCR amplification (Tag polymerase, MBI fermentas). The PCR products are gel electrophoresis cleaned and extracted. After cloning the PCR products (pCR script Amp SK + cloning kit, Stratagene) the positive clones are sequenced (DyeDeoxy Termination cycle sequencing kit, Applied BioSystems). The sequences are created using Dnasis for Windows, Genebank and V-Base Databases analyzed (Vollmers et al., 1998).
Immunhistochemische Charakterisierungimmunohistochemical characterization
Antikörper, die mit dem autologen Tumor reagieren, werden auf einem Panel von Normalgeweben und Tumorgeweben im Immunperoxidase Test (Protokoll siehe unten) untersucht, um einen Überblick über die Reaktion des Antikörpers und die Verteilung des Antigens zu erhalten.Antibodies with the autologous Tumor responses are shown on a panel of normal tissues and tumor tissues in the immunoperoxidase test (see protocol below) for an overview of the Antibody response and to get the distribution of the antigen.
Antikörper, die spezifisch mit den Tumorzellen reagieren und nicht mit gesundem Gewebe, werden weiter untersucht. Zunächst auf Tumoren des gleichen Typs verschiedener Patienten, dann auf Tumoren anderer Organe und schließlich auf Normalgeweben. Eine nähere Charakterisierung des Antikörpers und des Antigens erfolgt nur. wenn das Reaktionsmuster des Antikörpers auf eine zumindest eingeschränkte Spezifität mit malignem Gewebe schließen läßt.Antibodies that are specific to the Tumor cells react and not with healthy tissue, continue examined. First on tumors of the same type from different patients, then on Tumors of other organs and finally on normal tissues. A details Characterization of the antibody and the antigen only occurs. if the response pattern of the antibody is on a at least limited specificity close with malignant tissue leaves.
Immunperoxidasefärbung auf Kryoschnitten und CytospinsImmunoperoxidase staining Cryosections and cytospins
- – Objektträger (OT)- slide (OT)
- – OT's nach dem Schneiden mindestens 2 h trocknen lassen- OT's after cutting Allow to dry for at least 2 hours
- – OT's 10 min in Aceton stellen- OT's 10 min in acetone put
- – 30 min trocknen lassen- 30 let dry for min
- – 3 x mit Tris-NaCl waschen und anschließend 5 min in Tris-NaCl stehen lassen- 3rd Wash x with Tris-NaCl and then stand in Tris-NaCl for 5 min to let
- – mit 100 μl Milchpulver (3 % in PBS) absättigen für 15 – 30 min- With 100 μl milk powder Saturate (3% in PBS) for 15 - 30 min
- – 3 x mit Tris-NaCl waschen- 3rd x wash with Tris-NaCl
- – 100 μl des jeweiligen 1. Antikörpers:- 100 ul of each 1. Antibody:
- – für negative Kontrolle RPMI- for negatives Control RPMI
- – für positive Kontrolle CK8 1:50 mit BSA/PBS oder CAM 5.2 1:10 mit BSA/PBS (BSA 0,5 %ig in PBS)- for positive Control CK8 1:50 with BSA / PBS or CAM 5.2 1:10 with BSA / PBS (BSA 0.5% in PBS)
- – 30 min inkubieren lassen- 30 incubate for min
- – 3 x mit Tris-NaCl waschen- 3rd x wash with Tris-NaCl
- – 100 μl des jeweiligen 2. Antikörpers:- 100 ul of each 2. Antibody:
- – Rabbit Anti Maus Peroxidase konjugiert 70 % PBS + 30%Humanserum + 1:50 AK - Rabbit Anti mouse peroxidase conjugated 70% PBS + 30% human serum + 1:50 AK
- – Rabbit Anti Human IgM Peroxidase konjugiert 70 % PBS + 30 % Kaninchenserum + 1:50 AK- Rabbit Anti Human IgM Peroxidase conjugates 70% PBS + 30% rabbit serum + 1:50 AK
- – 30 min inkubieren lassen- 30 incubate for min
- – 3 x mit Tris-NaCl waschen- 3rd x wash with Tris-NaCl
- – OT's 10 min in PBS stellen- Place OT's in PBS for 10 min
- – 1 DAB-Tablette und 1 H2O2-Tablette in 1 ml Leitungswasser lösen- Dissolve 1 DAB tablet and 1 H 2 O 2 tablet in 1 ml of tap water
- – 100 μl Substrat auf die OT's pipettieren und für 10 min inkubieren lassen- 100 ul substrate Pipette onto the OT's and for Let incubate for 10 min
- – mit Aqua dest. spülen- With Aqua dest. do the washing up
- – OT's für 5 min in Hämalaun stellen- OT's for 5 min in Hämalaun put
- – 15 min fließend wässern- 15th min fluent water
- – OT's in Aqua dest. stellen und mit Glyceringelatine eindecken- OT's in aqua dest. put and cover with glycerine gelatin
IMMUNPEROXIDASEFÄRBUNG AUF PARAFFINSCHNITTENIMMUNE OXIDASE COLORING PARAFFIN CUT
- Entparaffinierungdewaxing
- – Xylol 1 5 min- xylene 15 minutes
- – Xylol 2 5 min- xylene 2 5 min
- – 100% Ethanol 1 5 min- 100% Ethanol 1 5 min
- – 100% Ethanol 2 5 min- 100% Ethanol 2 5 min
- – Methanol (70ml) + H2O2 (500μl) 5 min- methanol (70ml) + H 2 O 2 (500μl) 5 min
- – 90% Ethanol 1 3 min- 90% Ethanol 1 3 min
- – 90% Ethanol 2 3 min- 90% Ethanol 2 3 min
- – 80% Ethanol 1 3 min- 80% Ethanol 1 3 min
- – 80% Ethanol 2 3mins- 80% Ethanol 2 3min
- – 70% Ethanol 1 3 min- 70% Ethanol 1 3 min
- – 70% Ethanol 2 3 min- 70% Ethanol 2 3 min
1 x mit Tris/NaCl waschen
kochen:
300 ml dest. H2O in den Schnellkochtopf
Citronensäure
(pH5,5) in den Einsatz füllen,
Objektträger (OT)
5 min kochen
15 min blocken mit BSA/PBS, 150μl pro OT
1
x mit Tris/NaCl waschen
1. Antikörper, 150μl pro OT, 2,5h in feuchter Kammer
im Brutschrank inkubieren,
3 x mit Tris/NaCl waschen
2.
Antikörper,
150μl pro
OT, 45 min in feuchter Kammer bei RT inkubieren
3 x mit Tris/NaCl
waschen
10 min in PBS stehen lassen
10 min DAB, 150μl pro OT
3 x mit H2O waschen, dann 1 x mit dest.
H2O waschen
5 min mit Hämalaun färben
10–15 min
fließend
wässern
mit
dest. H2O waschen
mit Glyceringelatine
eindeckelnWash once with Tris / NaCl
boil: 300 ml dist. Pour H 2 O into the pressure cooker citric acid (pH5.5) in the insert, cook slide (OT) for 5 min
Block for 15 min with BSA / PBS, 150μl per OT
Wash once with Tris / NaCl
1. Incubate antibodies, 150μl per TDC, 2.5 hours in a moist chamber in an incubator,
Wash 3 times with Tris / NaCl
2. Incubate antibodies, 150μl per TDC, in a moist chamber at RT for 45 min
Wash 3 times with Tris / NaCl
Let stand in PBS for 10 min
10 min DAB, 150μl per OT wash 3 times with H 2 O, then 1 x with dist. Wash H 2 O.
Stain for 5 min with hemalum
Soak fluently for 10-15 min
with dist. Wash H 2 O.
Cover with glycerine gelatin
Färbungen auf TumorgewebenStaining on tumor tissues
Tumorgewebe wurden gefärbt, um beurteilen zu können, auf wie vielen Karzinomen die zu untersuchenden Antikörper eine Reaktion zeigen.Tumor tissues were stained to to be able to judge on how many carcinomas the antibodies to be examined have Show reaction.
Färbungen
auf Normalgewebe PM-1
Färbungen
auf Tumorgewebe
Cell-Death-ELISAPLUS Firma Roche, Mannheim)Cell Death ELISA PLUS company Roche, Mannheim)
Das Ausmaß der Apoptoseinduktion durch den Antikörper CM-1 wurde mit Hilfe des Cell Death Detection ELISA plus analysiert. Dieser Test basiert auf dem Prinzip eines quantitativen Sandwich-Enzym-Immunoassays, bei dem Peroxidase-konjugierte murine monoklonale Antikörper eingesetzt werden, die gegen Histon- bzw. DNA-Komponenten gerichtet sind. Nach enzymatischer Umsetzung eines farblosen Substrates kann dann anhand der Farbintensität des Reaktionsproduktes die Menge der vorhandenen Nukleosomen und damit die relative Anzahl apoptotischer Zellen photometrisch bestimmt werden.The extent of apoptosis induction by the antibody CM-1 was analyzed using the Cell Death Detection ELISA plus . This test is based on the principle of a quantitative sandwich enzyme immunoassay, in which peroxidase-conjugated murine monoclonal antibodies are used which are directed against histone or DNA components. After enzymatic conversion of a colorless substrate, the amount of nucleosomes present and thus the relative number of apoptotic cells can then be determined photometrically on the basis of the color intensity of the reaction product.
Hierzu werden 100 μl einer Zellsuspension (1.0 x 105/ml) der verschiedenen Zell-Linien mit 100 μl der unverdünnten bzw. 1:1 verdünnten Antikörperüberstände in einer 96-Well-Platte für 24h im Brutschrank bei 37 °C und 7% CO2 inkubiert. Nach Ablauf der Inkubationszeit werden die Zellen 10 min lang bei 200 g zentrifugiert, der Überstand abgesaugt und 200 μl Lysispuffer hinzugegeben, wodurch in den folgenden 30 min bei Raumtemperatur die Lyse der Zellen erfolgt. Nach erneutem Zentrifugieren werden jeweils 20 μl des Überstandes in Streptavidin-beschichtete Mikrotiterplatten übertragen und dann 80 μl des Immunoreagentes (1/20 Anti-DNA-POD, 1/20 Anti-Histon Biotin, 18/20 Inmkubationspuffer) hinzupipettiert.For this purpose, 100 μl of a cell suspension (1.0 x 10 5 / ml) of the various cell lines with 100 μl of the undiluted or 1: 1 diluted antibody supernatants in a 96-well plate for 24 hours in an incubator at 37 ° C. and 7% CO 2 incubated. After the incubation period has elapsed, the cells are centrifuged at 200 g for 10 minutes, the supernatant is suctioned off, and 200 μl of lysis buffer are added, as a result of which the cells are lysed in the following 30 minutes at room temperature. After centrifugation again, 20 μl of the supernatant are transferred into streptavidin-coated microtiter plates and then 80 μl of the immunoreagent (1/20 anti-DNA-POD, 1/20 anti-histone biotin, 18/20 incubation buffer) are added by pipette.
Zusätzlich wird eine im Testkit enthaltene Positivkontrolle und ein Blank-Ansatz mitgeführt. Nachdem die Platten 2 Stunden lang bei ca. 250 rpm durchmischt worden sind, wird nach dreimaligem Waschen mit Inkubationspuffer (250 μl) 100 μl der ABTS-Lösung (1 ABTS-Tablette in 5ml Substratpuffer) in jedes Well pipettiert. Nach erneutem Durchmischen spiegelt sich dann die Intensität der antikörperinduzierten Apoptose in einem intensiven grünen Farbniederschlag wider. Die Farbintensität wurde mit Hilfe eines ELISA-Readers bei λ = 415 nm gegen die Referenzwellenlängevon 490 nm vermessen und daraus die Intensität der antikörperinduzierten Apoptose errechnet.In addition, one in the test kit included positive control and a blank approach. After the plates 2 Have been mixed for hours at approx. 250 rpm washing three times with incubation buffer (250 μl) 100 μl of the ABTS solution (1 ABTS tablet in 5 ml Pipette substrate buffer) into each well. After mixing again then the intensity is reflected the antibody-induced Apoptosis in an intense green Color precipitation reflected. The color intensity was determined using an ELISA reader at λ = 415 nm against the reference wavelength of 490 nm measured and the intensity of the antibody-induced apoptosis calculated.
Cell-Death-ELISA
MTT-TestMTT assay
- – Zellen trypsinisieren und in 10 ml RPMI-Vollmedium (RPMI-1640, 10% FCS, 1% Glutamin, 1% Penicillin/Streptomycin) resuspendieren- cells trypsinize and in 10 ml RPMI complete medium (RPMI-1640, 10% FCS, Resuspend 1% glutamine, 1% penicillin / streptomycin)
- – Zellen zählen und auf 1x106 Zellen pro ml verdünnen- Count cells and dilute to 1x10 6 cells per ml
- – in eine 96-Well-Platte 50 μl Zellsuspension pro Well pipettieren, (erste Reihe freilassen!), d.h. pro Well liegt eine Zellzahl von 5x104 Zellen vor- Pipette 50 μl cell suspension per well into a 96-well plate (leave the first row empty!), Ie there is a cell count of 5x10 4 cells per well
- – pro Well 50 μl Antikörper (verschiedene Verdünnungen in Vollmedium) hinzufügen- Per Well 50 ul antibody (different dilutions in full medium)
- – 96-Well-Platte 24 h bzw. 48 h im Brutschrank inkubieren- 96-well plate Incubate for 24 h or 48 h in the incubator
- – 50 μl MTT-Lösung in jedes Well pipettieren- 50 μl MTT solution in pipette each well
- – Platte 20 min im Brutschrank inkubieren- plate Incubate for 20 min in the incubator
- – Platte anschließend 10 min bei 2800 rpm zentrifugieren und den Überstand absaugen- plate subsequently Centrifuge at 2800 rpm for 10 min and aspirate the supernatant
- – 150 μl DMSO pro Well hinzufügen und das Zellpellet resuspendieren- 150 ul DMSO per Add well and resuspend the cell pellet
- – Absorption bei einer Wellenlänge von 540 nm und 690 nm im ELISA-Reader bestimmen.- absorption at one wavelength of 540 nm and 690 nm in the ELISA reader determine.
MTT: 3-(4.5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium (SIGMA), 5mg/ml in PBS lösen.MTT: 3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium (SIGMA), 5mg / ml in PBS.
MTT-Test
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| DE4107154A1 (en) * | 1990-10-11 | 1992-04-16 | Boehringer Mannheim Gmbh | MONOCLONAL ANTICOERPER AGAINST MELANOMA |
-
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- 2002-07-04 DE DE2002129906 patent/DE10229906A1/en not_active Withdrawn
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