Strategien zur systemischen Blockade der IgE-Synthese

Seit bekannt ist, dass IgE-Antikörper die Schlüsselrolle bei allergischen Erkrankungen spielen, wurden eine ganze Reihe von Versuchen unternommen die IgE Produktion zu unterbinden. Kürzlich wurde die Verwendung humanisierter, nicht-anaphylaktischer anti IgE Antikörper als therapeutischer Ansatz vorgestellt. Das Prinzip dieser Idee ist, dass diese Antikörper an dieselbe Stelle des IgE-Moleküls andocken, das normalerweise für die Bindung an den hoch affinen IgE-Rezeptor vorgesehen ist. Die Behandlung mit solchen Antikörpern führt primär zum Absinken des IgE-Spiegels im Serum. In Folge sinkt auch die Zahl von hoch affinen IgE-Rezeptoren auf Mastzellen und Basophilen. Die Konsequenz ist eine Verhinderung der Freisetzung von Mediatoren, wie Histamin, Prostaglandinen und Leukotrienen. Kürzlich gelang es uns einen alternativen Ansatz, der den IgE-Antigenrezeptor zum Angriffziel hat, zu publizieren. In einer prophylaktisch orientierten Mausstudie applizierter wir den anti-mIgE-Antikörper mAbA9 zusammen mit dem Allergen Bet v 1a. Verglichen mit der Kontrollgruppe die nur Bet v 1a erhielt, beobachteten wir eine drastische Reduktion des spezifischen IgE-Spiegels und einen lang anhaltenden Effekt auf die Entwicklung der IgE-Gedächtniszell-Population. Da allerdings IgE-Plasmazellen die im Knochenmarkt in Nischen überdauern keinen IgE-Rezeptor exprimieren stellen diese Zellen keinen Angriffspunkt für mAbA9 dar. Plasmazellen durchlaufen jedoch während der Entwicklung ein Antigenrezeptor positives Stadium. In dieser Phase bieten sie dem anti-mIgE Antikörper ein Ziel. Da Plasmazellen im Laufe von mehreren Wochen absterben ist auch anzunehmen, dass der Serum IgE Spiegel mit gleicher Rate abnimmt. Die eigentlichen Ziele der anti-mIgE Antikörper stellen aber Gedächtniszellen dar. Mit dem Einsatz des anti-mIgE Antikörpers ist deshalb ein lang andauernder Effekt auf den Krankheitsverlauf zu erwarten. Der molekulare Mechanismus der schließlich zur Depletion der mIgE Zellen führt scheint Rezeptor induzierte Apoptose zu sein und ähnelt dem immunologischen Prozess von Toleranz und/oder Anergie Induktion. Im folgenden Projekt wollen wir die Idee der systemischen IgE-Blockade weiterführen und neben der bereits publizierten prophylaktischen Wirksamkeit den therapeutischen Nutzen des Antikörpers mAbA9 untersuchen. Weiters wollen wir die Möglichkeit einer aktiven anti-IgE Immunisierung nachgehen. Alle vorgeschlagenen Mausstudien sollen jedoch die Basis für den Einsatz der anti-mIgE Therapie am Menschen darstellen. Im ersten Schritt soll auf analoge Weise ein anti-human-mIgE Antikörper konstruiert werden. Beide Hauptfragen werden mittels 4 verwandten, jedoch voneinander unabhängigen experimentellen Strategien untersucht werden. Erstens: Um einen zukünftigen therapeutischen Einsatz rechtfertigen zu können legen wir auch besonderen Wert auf die detaillierte Analyse der molekularen Mechanismen die zur klonalen B Zelldeletion in Antwort auf anti- mIgE Behandlung führen. Zweitens: Zur bereits publizierten SIT Parallelapplikation wird ein passiver mAbA9/aktiver DNA-Allergen basierender therapeutischer Einsatz entwickelt. Drittens: Als Alternative zum passiven Einsatz untersuchen wir im Tiermodell die Entwicklung eines aktiv wirkenden anti-IgE Vakkzines auf Mimotop-Basis. Viertens: Analog dem Mausantikörper wollen wir die humane EMPD-Region zur Generierung eines monoklonalen Antikörpers nutzen.

Heutzutage leiden beinahe 30% der westlichen Bevölkerung unter unerwünschten allergischen Reaktionen. Mit jährlich ansteigender Rate weltweit hat sich die Allergie als ernsthafte Bedrohung im biologischen Sinne herausgestellt und stellt eine gewaltige sozio-ökonomische Herausforderung dar. IgE, das Schlüsselmolekül in Allergieerkrankungen, wurde extensiv untersucht und die anti-IgE Therapie ist zur Standardmethode in der medizinischen Behandlung geworden. In diesem Projekt haben wir versucht eine modifizierte anti-IgE Therapie zu etablieren. Anstatt freie IgE-Moleküle im Serum eines Individuums anzugreifen haben wir unseren Fokus auf B Zellen gelegt, die IgE-Moleküle auf ihrer Membranoberfläche tragen. In vorangegangenen Experimenten konnten wir zeigen, dass eine passive Immunisierung mit einem Antikörper, der gegen Membran-gebundenes IgE gerichtet ist, während einer Antigensensibilisierung zu stark reduzierten IgE Serumlevel führt. In einem nächsten Schritt haben wir unsere Idee einer systemischen anti-IgE Therapie weiterverfolgt und mit einem aktiven Immunisierungsansatz kombiniert, d.h. den Organismus erlaubt selbst aktiv anti-Membran-IgE Antikörper zu produzieren. Eine passive Immunisierung ist eine sehr kostspielige und zeitaufwendige Methode und deshalb ist sowohl aus einer soziologischen als auch einer ökonomischen Sichtweise immer eine aktive Immunisierung zu bevorzugen. Für die aktive Generierung von anti-Membran-IgE Antikörper haben wir eine Technik verwendet, die es uns erlaubte Peptide zu screenen, die eine kurze Sequenz membrangebundener IgE Moleküle imitierten. Eine Immunisierung mit diesen Peptiden sollte dann das Immunsystem dazu veranlassen eine Immunreaktion zu starten und anti-Membran-IgE Antikörper zu produzieren. Alle experimentellen Versuche wurden im Mausmodell durchgeführt. Zuerst konnten wir erfolgreich zeigen, dass nach einer Immunisierung mit den Peptiden anti-Membran-IgE Antikörper gebildet wurden. Darüber hinaus zeigte eine nachfolgende Immunisierung mit einem sensibilisierenden Antigen, welches bei Allergikern zu einer Produktion von IgE führen würde, durch reduzierte IgE-Spiegel die biologische Fähigkeit der Peptid-induzierten anti-Membran-IgE Antikörper erfolgreich in die IgE Produktion einzugreifen. Mäuse, die mit den Peptiden vorimmunisiert wurden, zeigten viel geringere IgE Serumlevel als die Kontrollgruppen. Diese Ergebnisse zeigten deutlich, dass anti-Membran-IgE Antikörper, die aktiv durch Peptidimmunisierung generiert wurden, neu auftretende und vom Allergen induzierte B Zellen angreifen. In Hinblick auf eine mögliche medizinische Anwendung in der Zukunft wurden auch DNA Vakzine entworfen und erfolgreich getestet. Ein therapeutisches Anwendungspotenzial dieser anti-Membran-IgE Antikörper liegt in der Unterdrückung neu entstehender IgE Antikörper während der spezifischen Immuntherapie ohne die etablierte Immunität zu beeinflussen.