Immunologische, zellbiologische und tierexperimentelle Untersuchungen an Tumoren des Zentralnervensystems und am Neuroblastom

Abstract

Zur Entwicklung verbesserter gentherapeutischer Verfahren für die Behandlung maligner Gliome wurden Fusionen des Suizidgens Herpes simplex Virus Typ 1-Thymidinkinase (HSV-TK) mit fluoreszierenden Proteinen bzw. Glühwürmchen-Luciferase hinsichtlich ihrer Eignung als Reporter für das optische Monitoring der zytotoxischen Aktivität der HSV-TK untersucht. Für die Fusionskonstrukte von HSV-TK mit Fluoreszenzproteinen konnte gezeigt werden, dass der Typ des angehängten Fluoreszenzproteins maßgeblich über Lokalisation, Persistenz und Aktivität des therapeutischen Transgens entscheidet. Mithilfe des Biolumineszenz-Imaging demonstrierten wir, dass Luciferase ein geeigneter optischer Reporter für die Quantifizierung des therapeutischen Effekts der HSV-TK gegenüber humanen Glioblastomzellen in Zellkultur und in vivo im Nacktmausmodell ist. Wir konnten ebenfalls zeigen, dass die Kombination des Alkylans Temozolomid mit den Ribonukleotidreduktasehemmern Didox und Trimidox synergistische zytotoxische Effekte bei verschiedenen humanen Glioblastomzelllinien bewirkt. Das für die DNA-Replikation essentielle Protein "Minichromosome Maintenance Protein 3" wurde von uns als immunogenes Tumor-assoziiertes Antigen und negativer prognostischer Faktor bei Patienten mit diffusem Astrozytom identifiziert. Wir zeigten, dass das "universelle" Tumor-spezifische Antigen Survivin in Meningeomen und Gliomen überexprimiert wird und bei Patienten mit diesen Tumoren eine hochtitrige IgG-Immunantwort auslösen kann. Die Expression von mindestens einem der Tumor-spezifischen "Cancer-Testis"-Antigene MAGE-1, MAGE-3 und NY-ESO-1 wurde von uns mittels RT-PCR in 72% der Neuroblastome nachgewiesen. Der Expression dieser Antigene kam dabei kein prognostischer Wert zu.

Fusions of the suicide gene Herpes simplex virus type 1 thymidine kinase (HSV-TK) with fluorescent proteins and firefly luciferase were generated to develop improved gene therapeutic strategies for malignant glioma. The optical reporters were tested for their suitability as a measure for the cytotoxic activity of HSV-TK. We showed that the type of the fluorescent protein that was attached to HSV-TK strongly influences localisation, persistence, and activity of the therapeutic transgene. By using bioluminescence imaging we demonstrated that luciferase can indeed be used to quantify therapeutic efficacy of HSV-TK towards human glioblastoma cells in culture and in vivo in nude mice. We proved that combined application of the alkylating agent temozolomide with the ribonucleotide reductase inhibitors didox and trimidox, respectively, results in synergistic cytotoxic effects in several human glioblastoma cell lines. We identified Minichromosome Maintenance Protein 3, a protein essential for DNA replication, as a highly immunogenic tumour-associated antigen and negative prognostic factor in patients with diffuse astrocytoma. The "universal" tumour-specific antigen survivin was shown to be overexpressed in meningioma and glioma and to elicit a high-titered IgG antibody response in brain tumour patients. Expression of at least one of the tumour-specific "cancer testis" antigens MAGE-1, MAGE-3, and NY-ESO-1 was detected in 72% of the examined neuroblastomas, but was of now prognostic value.