Verfahren zur Bereitstellung von Antigen-spezifischen B- und T- ymphozyten sowie davon erhaltene monoklonale Anti¬ körper
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung Antigen-spezifischer B- und T-Lymphozyten, 5 bei dem aus Körperflüssigkeiten und/oder Geweben von
Säugetieren antigenpräsentierende Zellen und Lymphozyten isoliert, diese zu einer spezifischen Adhäsion gemeinsam inkubiert und nach üblichen Verfahren kultiviert werden.
IQ Ein solches Verfahren ist aus Maeda, T. et al., Hybridoma,
Band 5, Nr. 1 (1986), 33-41 bekannt.
Es hat sich nun gezeigt, daß dieses Verfahren in großem Maße zu unspezifischen, nicht-Antigen-spezifischen B- und jg T-Lymphozyten führt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgäbe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem dies vermieden werden kann. 0
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in obigem Verfahren die adhärenten Zellen von den nicht-adhärenten abgetrennt und nur die adhärenten Zellen, nicht aber die nicht-adhärenten kultiviert werden. 5
Erfindungsgemäß werden antigenpräsentierende Zellen und Lymphozyten aus verschiedenen Körperflüssigkeiten und/oder Geweben von Säugetieren isoliert. Als Körperflüssigkeit sind hier insbesondere Blut, Lymphe, Pleura-, Peritoneal- und 0 Gelenkflüssigkeit sowie Liquor cerebrospinalis zu nennen. Die Körperflüssigkeiten können sowohl gesunden wie auch kranken Säugetieren entnommen werden. Gleiches gilt auch für
Gewebe, von denen insbesondere Milz, Lymphknoten, Knochenmark, Haut und Tumore anzugeben sind. Als Säugetiere 5
sind insbesondere Mensch, Haus- und Labortier gemeint, wobei unter Haustier auch Nutztier zu verstehen ist.
Für das er indungsgemäße Verfahren können Körper- flüssigkeiten und/oder Gewebe von ein oder mehreren Säugetieren stammen. Es ist nicht zwingend, daß bei Verwendung mehrerer Säugetiere diese alle einer der vorstehend genannten Gruppen angehören. Genausowenig beschränkt sich das erfindungsgemäße Verfahren nur auf
Säugetiere, vielmehr umfaßt es alle Lebewesen des Tierreichs, aus denen obige Zellen isoliert werden können.
Zur Isolierung der antigenprasentierenden Zellen und der Lymphozyten können bekannte Verfahren, beispielsweise das Ficoll-Hypaque-Zentrifugationsverfahren, angewandt werden. Hierzu werden Körperflüssigkeiten direkt eingesetzt, während solide Gewebe und Tumore erst nach Einzelpräparation durch Zerkleinerung und Verdauung mit üblichen Enzymen, wie Kollagenase-Dispase oder Trypsin, unter Bedingungen, wie 1 h bei 37°C, zentrifugiert werden. Die antigenprasentierenden Zellen und die Lymphozyten werden in der Interphase erhalten und dann mehrmals einer Waschung mit einem physiologischen Puffer, beispielsweise PBS, pH 7.2, unterzogen.
Erfindungsgemäß werden die antigenprasentierenden Zellen von den Lymphozyten getrennt. Hierfür können bekannte Verfahren verwendet werden. Vorzugsweise werden die Zellen in einem
Kulturgefäß mit serumfreiem Medium, beispielsweise RPMI 1640 oder CG-Medium, unter üblichen Bedingungen, wie 37°C und 5 % C0_ inkubiert. Das Kulturgefäß weist eine Beschichtung mit Plasma oder Serum auf, wobei dieses aus dem gleichen Säuge- tier (autolog) oder einem der gleichen Spezies (allogen) stammt, aus dem die antigenprasentierenden Zellen und die Lymphozyten isoliert worden sind. Die antigenprasentierenden Zellen adhärieren spontan an die Beschichtung, wohingegen
die Lymphozyten in Suspension bleiben. Nach einstündiger Inkubation werden die Lymphozyten abpipettiert, während die antigenprasentierenden Zellen zurückbleiben.
Erfindungsgemäß werden die Lymphozyten von supprimierenden Zellen befreit, wozu sie beispielsweise mit Leucin- methylester (1,25 mM) , 30 min bei Raumtemperatur behandelt und dann mehrfach in vorstehend angegebenem, serumfreien
Medium gewaschen werden.
Die antigenprasentierenden Zellen werden dagegen aktiviert, wobei sie entsprechend ihres Reifezustands unterschiedlich behandelt werden. Antigenpräsentierende Zellen aus solidem Gewebe sind vielfach ausgereift und somit hochaktiv. Im Gegensatz dazu sind sie aus Körperflüssigkeiten oftmals nicht ausgereift und werden daher etwa 24 h in vorstehend angegebenen Kulturgefäßen inkubiert, wobei z.B. vorstehend angegebenes CG-Medium verwendet wird. Vorteilhafterweise werden hierbei Faktoren zur Induktion, wie Interleukin-1, Interleukin-6, Adenosin oder Dibutyryl-cAMP, zugegeben. Desweiteren liegen antigenpräsentierende Zellen aus Knochenmark zumeist noch als Vorläuferzellen vor und werden daher in einem der vorstehend angegebenen Medien etwa 1 Woche inkubiert. Diesem werden Faktoren, wie Linolsäure (4.ug/ml), Vitamin D3 (2,5 M) , Vitamin E (0,1 %) , Multi-CSF (2 U/ml) und M-CSF (3 U/ml) zugegeben.
Erfindungsgemäß wird den antigenprasentierenden Zellen
Antigen zugegeben. Seine Menge liegt z.B. im Bereich von 1 pg - 10 .ug/ml Kulturmedium. Es wird wenige Minuten bis 24 Stunden zugegeben. Als Antigen sind ganze oder Teile von Zellen, Krankheitserregern und/oder Biomolekülen zu nennen. Unter Zellen sind dabei sowohl normale wie auch
virusmodifizierte und krankhaft entartete zu verstehen. Die Krankheitserreger umfassen Viren, Bakterien und Allergene, während zu den Biomolekülen Antikörper, Mediatoren, Enzyme und Neurotransmitter zu rechnen sind.
Die Antigene können als solche allein oder gekoppelt mit üblichen Carriermolekülen eingesetzt werden, wobei beide auch in Gemischen mit gängigen Adjuvantien verwendet werden.
In manchen Fällen kann es aber von Vorteil sein, auf die Zugabe von Antigen zu verzichten, insbesondere dann, wenn die antigenprasentierenden Zellen bereits im Organismus hinreichend mit Antigen in Kontakt gekommen sind. Dies ist insbesondere bei aus einem Tumor und aus rheumatischem Gewebe isolierten Zellen der Fall. Desweiteren kann es hier, wie auch in anderen Fällen, von Vorteil sein, ganz auf die vorstehend angegebene Trennung von antigenprasentierenden Zellen und Lymphozyten zu verzichten und die aus dem Ficoll-Hypaque-Zentrifugations- verfahren erhaltene Interphase direkt weiter zu verwenden.
Erfindungsgemäß werden die antigenprasentierenden Zellen und die Lymphozyten zu einer spezifischen Adhäsion gemeinsam inkubiert. Hierzu werden die Zellen in vorstehend angegebene Kulturgefäße eingebracht, wobei die Lymphozyten in 10- bis 1000-fachem Überschuß vorliegen, und mit einem der vorstehend genannten Medien kultiviert. Als Kultivierungszeit sind 15 min bis 2 Tage bei 37°C oder maximal 24 h bei 4°C anzugeben.
Erfindungsgemäß werden die nicht-adhärenten Zellen von den adhärenten abgetrennt. Hierzu werden erstere durch vorsichtiges Spülen von den an den beschichteten
Kulturgefäßen adhärenten Zellen abgezogen. Desweiteren werden, wenn schwimmende, aneinander adhärente Zellen vorliegen, die nicht-adhärenten durch eine wenige Minuten dauernde
Geschwindigkeits-Sedimentation bei 1 bis 1500 g abgetrennt.
Erfindungsgemäß werden die adhärenten Zellen weiter nach üblichen Verfahren kultiviert. Sie werden in vorstehend angegebenen Kulturgefäßen inkubiert. Als Medium wird ein vorstehend genanntes verwendet, dem proliferationsfordernde Faktoren, wie Interleukin-2, -4 oder -6 zugegeben werden können. Auch kann ein konditioniertes Medium, das beispielsweise von permanenten Zellkulturen gewonnen wird, zugesetzt werden. Die Inkubation führt zur Proliferation von antigenspezifischen B- und T-Lymphozyten. Unspezifische Lymphozyten werden nur in äußerst geringer Menge gebildet. Nach 4-tägiger Inkubation werden Antikörper in den Überständen erhalten, deren Menge durch weitere Inkubation gesteigert werden kann. Vorteilhaft ist es auch, jeweils nach einer Woche frisches Medium mit proliferationsfordernden Faktoren zuzugeben. Gegebenenfalls können auch antigenpräsentierende Zellen zugegeben werden, wobei diese jedoch den ursprünglich eingesetzten entsprechen sollen.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Antikörper sind insbesondere nach Klonierung hochspezifisch gegen die verwendeten Antigene. Es handelt sich dann um monoklonale Idiotyp-
Antikörper, ferner auch um Anti-Idiotyp-Antikörper, wenn als Antigen ein Antikörper eingesetzt worden ist.
Die erfindungsgemäß erhaltenen, antigenspezifischen B- und T-Lymphozyten sind in sich äußerst homogen. Sie eignen sich insbesondere nach Klonierung zur Isolierung von spezifischen Nukleinsäurevorstufen, beispielsweise mRNA, die dann für Genklonierungszwecke und zur Vermehrung spezifischer Nukleinsäuresequenzen über bekannte Techniken, beispielsweise PCR-Verfahren genutzt werden können. Ferner eignen sich die erfindungsgemäß hergestellten B- und
T-Lymphozyten zur adoptiven Immuntherapie. Desweiteren können sie auch durch übliche Verfahren, wie Fusion mit Hybridomzellen, immortalisiert werden. Die erfindungsgemäß erhaltenen B-Lymphozyten können darüberhinaus durch Zugabe von Anti-CD40-Antikörpern weiter kultiviert und expandiert werden.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
Isolierung, Trennung und Behandlung von antigen¬ prasentierenden Zellen und Lymphozyten aus Blut
Aus gesunden, mit Tetanusantigen immunisierten Spendern wurden, wie vorstehend beschrieben, antigenpräsentierende Zellen und Lymphozyten über das
Ficoll-Hypaque-Zentrifugationsverfahren isoliert und in Kulturgefäßen mit autologer Plasmabeschichtung voneinander getrennt. Die Lymphozyten wurden durch Behandlung mit Leucin- methylester von supprimierenden Zellen befreit, während die antigenprasentierenden Zellen 24 h, wie vorstehend beschrieben, mit 0, 1 und 10 ng Tetanustoxoid/ml Medium inkubiert wurden. Das Antigen wurde anschließend ausgewaschen.
Beispiel 2
Gemeinsame Inkubation der antigenprasentierenden Zellen und der Lymphozyten sowie anschließende Abtrennung der nicht- adhärenten Zellen.
Die antigenprasentierenden Zellen und die Lymphozyten wurden in vorstehend beschriebenen Kulturgefäßen mit CG-Medium gemeinsam inkubiert. Die Lymphozyten lagen in 200-fachem Überschuß vor. Nach 24 Stunden Inkubation wurden die nicht-
adhärenten Zellen durch vorsichtiges Pipettieren entfernt. Den adhärenten Zellen wurde frisches Medium, ergänzt mit konditioniertem Medium, zugegeben. Nach 6 Tagen Inkubation wurden Zellzahl, Gesamtantikörpermenge und spezifische
Antikörpermenge bestimmt. Die spezifische AntikörperSynthese wurde in einem ELISA mittels eines an Plastik gebundenen Tetanustoxoids als Antigen bestimmt. Die unspezifische Antikörpersynthese wurde ebenfalls in einem ELISA bestimmt, bei dem ein gegen humanes Ig gerichteter Maus-Antikörper verwendet wurde.
Die Ergebnisse in der Figur zeigen folgendes: In Abwesenheit von antigenprasentierenden Zellen (m-AC) findet sich in den gespülten Ansätzen keine signifikante spezifische Anti¬ körpersynthese, während diese in den Ansätzen in Anwesenheit von m-AC (schraffierte Säulen) vorliegt. Bei Zugabe von 10 ng/ l Antigen ist die Ausbeute am höchsten. Bei 1 ng/ml stark, und selbst ohne Zugabe des Antigens findet sich eine signifikante, spezifische Antikörperproduktion. Die
Gesamtantikörpermenge (rechte Ordinate) ist in diesen Ansätzen außerordentlich niedrig (A ) • In den nicht-gespülten Kontrollen, bei denen also adhärente und nicht-adhärente Zellen vorliegen, finden sich zwar signifikante Mengen von spezifischem Antikörper, jedoch liegt auch eine sehr hohe Menge an nicht-spezifischen Antikörpern vor. Gleichzeitig ist die Zellzahl in den nicht-gespülten Kontrollen etwa um den Faktor 10 höher als in den gespülten Ansätzen.
Dies unterstreicht, daß in den erfindungsgemäßen Verfahren antigenspezifische B- und T-Lymphozyten bevorzugt bereitgestellt, nicht-antigenspezifische dagegen weitgehend ausverdünnt werden.