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Dendritische Impfstoffe

Nutzung der potentesten APC des Immunsystems

Dendritische Zellen (DCs) können antigenspezifische T-Zell-Antworten stimulieren und sind die potentesten Antigen-präsentierenden Zellen (APC) des menschlichen Immunsystems, die sowohl bei der angeborenen als auch bei der adaptiven Immunantwort aktiv sind1-4.

Menschliche DCs werden in drei Untergruppen unterteilt5:

 

  1. Plasmazytoide DCs (pDCs) sind durch die Expression von CD123 charakterisiert und exprimieren die Transkriptionsfaktoren IRF4IRF4+/IRF8+. pDCs tragen zu Entzündungsreaktionen in der Pathologie und im normalen Gewebeumsatz bei. Sie produzieren bei einer Infektion hohe Mengen an Interferon (IFN) Typ I, was wiederum natürliche Killerzellen (NK) und B-Zellen aktiviert. Sie finden sich in Lymphknoten und im peripheren Blut.
  2. Myeloide oder konventionelle DC1 (cDC1) sind durch die Expression von CD141 gekennzeichnet und sie sind IRF4–/IRF8+. Sie produzieren IL2 zur Aktivierung von CD8+ T-Zellen und zur Förderung von T-Helfer Typ 1 (Th1) und natürlichen Killerzellen. Sie sind im menschlichen Blut und Gewebe zu finden.
  3. Myeloide oder konventionelle DC2 (cDC2) sind durch die Expression von CD1c gekennzeichnet und sie sind IRF4+//IRF8low. Sie sind kreuzpräsentierende Zellen, die IL12 produzieren, um Th1, Th2, Th17 und Th22 sowie regulatorische T-Zellen zu aktivieren. Sie kommen im menschlichen Blut, Gewebe und lymphoiden Organen vor.
Dendritische Zellen sind sowohl an der angeborenen als auch an der adaptiven Immunantwort beteiligt, die letztendlich zum Tod der Tumorzellen führen.

DCs sind ein interessanter Zelltyp, auf den man sich bei zellbasierten immuntherapeutischen Ansätzen in Form von dendritischen Zell-basierten Vakzinen (oder einfach dendritischen Vakzinen) konzentrieren sollte, da sie antigenspezifische Immunantworten induzieren, indem sie eine Vielzahl von Zellen sowohl des angeborenen als auch des adaptiven Immunsystems stimulieren und eine Reihe von Reaktionen auslösen, die zum Absterben von Tumorzellen führen.

Verwendung von DCs für Anti-Krebs-Impfstoff-Therapien

Alle Strategien zielen darauf ab, die Aktivität und Wirkungsweise von DCs bei der angeborenen oder adaptiven Immunantwort auf Krebszellen zu modifizieren. Dendritische Impfstoffe bestehen aus DCs, die mit Tumorpeptiden, mRNA, DNA, viralen Vektoren oder Tumorzelllysaten verschiedener Art beladen sind6. Die Behandlungsstrategie ist eine von mehreren Arten von Ansätzen zur Ausübung der Anti-Tumor-Wirkung7:

  1. Tumorassoziierte Antigene (TAAs)
  2. Definierte Antigene
  3. Auf Neo-Antigene abgezielte Ansätze
  4. Ganztumor-Präparate

Mehrere dendritische Impfstoffe gegen verschiedene Krebsarten befinden sich in der Entwicklung. Der Impfstoff Sipuleucel-T, gegen eine Untergruppe von kastrationsresistentem Prostatakrebs (CRPC), wurde 2011 von der US-amerikanischen Arzneimittelbehörde (FDA) zugelassen8,9. Im Jahr 2017 hat die indische Central Drugs Standard Control Organization (CDSCO) APCEDEN® für vier Krebsindikationen zugelassen10.

Herausforderungen bei der Generierung und Herstellung von DC-Impfstoffen

Die Herstellung von effizienten allogenen dendritischen Impfstoffen ist sehr schwierig. Die Übertragung der experimentellen Ergebnisse in die Klinik wird durch die Schwierigkeiten bei der Reproduktion der Ergebnisse in vivo erschwert11. Dies ist zum Teil auf eine unzureichende Ausrichtung auf suppressive Faktoren in der Mikroumgebung des Tumors oder auf eine unzureichende Rekrutierung von Patienten mit einer adäquaten Ausgangsimmunfunktion zurückzuführen 12; und auf ein mangelndes Verständnis, wie die Impfstoffstrategien mit anderen Behandlungsschemata, z. B. Chemo- oder Strahlentherapie, interagieren.

Auf der technischen Seite dieser Therapien gibt es Herausforderungen bei der Herstellung und einen Mangel an Standardisierung der Verfahren für dendritische Impfstoffe. ntscheidend für eine erfolgreiche Impfung ist die Optimierung der Verfahren zur Gewinnung, Isolierung, Reifung und Formulierung der Antigenbeladung und der Verabreichung von dendritischen Impfstoffen13. Es stellt sich auch die Frage der Skalierung der Produktionskapazität von einigen wenigen Produkten, die für autologe Therapien nützlich sind, auf die Formulierung von vielen tausend Behandlungsdosen für allogene Therapien.

DCs werden aus einer Blutprobe isoliert, kultiviert, zu einem Impfstoff formuliert, getestet und dem Patienten verabreicht.

Eine GMP/21 CFR Part 11-fähige Zellzähllösung für dendritische Impfstoffe

Während der Entwicklung und Herstellung von dendritischen Impfstoffen sind die Zählung der Zellen und die Bewertung ihrer Viabilität von entscheidender Bedeutung. Der NucleoCounter® NC-202™ ist ein GMP/21 CFR Teil 11-fähiger automatischer Zellzähler, der von den ersten F&E-Experimenten über die Prozessentwicklung, Herstellung, Validierung und Qualitätskontrolle (QC) eingesetzt werden kann. Das bedeutet, dass Sie keine Zeit mit umständlichen technischen SOP- und Protokolltransfers verschwenden, sondern sich auf die Kultivierung der effektivsten Zellen für ein optimales Ergebnis für die Patienten konzentrieren können.

Das NC-202™ ist das automatische Zellzählgerät der Wahl, da es zuverlässige Ergebnisse liefert, wodurch F&E, Hersteller und QC-Labore während der gesamten Formulierungs-, Produktions- und Qualitätskontrollphasen problemlos zusammenarbeiten können. Das Gerät ist gegen einen Standard validiert, d.h. alle Geräte zählen gleich, unabhängig davon, wo auf der Welt sie eingesetzt, oder von welchem Anwender sie bedient werden. Daher erfordert der NC-202™ keine Kalibrierung oder andere tägliche Wartung, d. h. er ist leicht zugänglich und bei Bedarf einsatzbereit.

Darüber hinaus verwendet der NC-202™ die Via2-Cassette™, ein geschlossenes System für die Probenhandhabung, das sicherstellt, dass keine Benutzer- oder Pipettierfehler die Datenerzeugung beeinträchtigen. Die Via2-Cassette™ ist sehr sicher, da es keine manuelle Handhabung von oder Exposition durch Farbstoffe gibt.

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Verweise

  1. LH Stockwin, D McGonagle, IG Martin et al.: Dendritic cells: Immunological sentinels with a central role in health and disease. Immunol Cell Biol. 2000; 78(2): 91–102.
  2. I Mellman: Dendritic Cells: Master Regulators of the Immune Response. Cancer Immunol Res. 2013. 1(3): 145-149.
  3. M Dalod, R Chelbi, B Malissen, et al.: Dendritic cell maturation: functional specialization through signaling specificity and transcriptional programming. EMBO J. 2014; 33(10): 1104–1116.
  4. K McKenna, A-S Beignon, and N Bhardwaj: Plasmacytoid Dendritic Cells: Linking Innate and Adaptive Immunity. J Virol. 2005; 79(1): 17–27.
  5. M Collin, V Bigley: Human dendritic cell subsets: an update. Immunology. 2018; 154(1): 3-20.
  6. AM Dudek, S Martin, AD Garg et al.: Immature, Semi-Mature, and Fully Mature Dendritic Cells: Toward a DC-Cancer Cells Interface That Augments Anticancer Immunity. Front Immunol. 2013; 4: 438.
  7. B Mastelic-Gavillet, K Balint, C Boudousquie et al.: Personalized Dendritic Cell Vaccines—Recent Breakthroughs and Encouraging Clinical Results. Front. Immunol. 2019; 10: 766.
  8. E Anassi and UA Ndefo: Sipuleucel-T (Provenge) Injection: The First Immunotherapy Aget (Vaccine) for Hormone-Refractory Prostate Cancer. Pharmacy & Therapeutics. 2011; 36(4): 197-202.
  9. AE Hammerstrom, DH Cauley, BJ Atkinson et al.: Cancer Immunotherapy: Sipuleucel-T and Beyond. Pharmacotherapy. 2011; 31(8): 813–828.
  10. C Kumar, S Kohli, S Chiliveru et al.: A retrospective analysis comparing APCEDEN ® dendritic cell immunotherapy with best supportive care in refractory cancer. Immunotherapy. 2017; 9(11): 889-897.
  11. MJ Cannon, MS Block, LC Morehead et al.: The evolving clinical landscape for dendritic cell vaccines and cancer immunotherapy. Immunother. 2019; 11(2): 75-79.
  12. MC Pinder-Schenck, SJ Antonia: Chapter 19 – Genetically Modified Dendritic Cell Vaccines for Solid Tumors. Gene Therapy of Cancer (Third Edition). 2014, 273-282.
  13. M Lozano, J Cid, D Benitez-Ribas et al.: Technical Challenges in the Manufacture of Dendritic Cell Cancer Therapies. European Oncology and Haematology. 2019; 15(1): 22–8.