Neue Hoffnung bei der Behandlung von Prostatakrebs
Forschung zeigt, dass bispezifische Engager die Therapie von Prostatakrebs verbessern könnten.
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Inhaltsverzeichnis
Prostatakrebs (PCa) ist ein echtes Gesundheitsproblem und eine der häufigsten Todesursachen bei Männern. Er macht einen grossen Teil der neu diagnostizierten Fälle von Krebs und krebsbedingten Todesfällen aus. Das zeigt, dass wir dringend bessere Behandlungen und Strategien für das Management von Prostatakrebs brauchen.
Ein wichtiger Spieler in der Forschung zu Prostatakrebs ist ein Protein namens Prostata-spezifisches Membranantigen (PSMA). PSMA kommt in gesunden Geweben nur in geringen Mengen vor, ist aber in Prostatakrebszellen viel weiter verbreitet. Das macht PSMA zu einem guten Ziel für die Bildgebung und Therapie im Zusammenhang mit Prostatakrebs.
Immuntherapie-Ansätze
Neuste Fortschritte in der Krebsbehandlung beinhalten die Immuntherapie, die das Immunsystem des Körpers nutzt, um gegen Krebs zu kämpfen. Diese Methode hat vielversprechende Ergebnisse bei Blutkrebs gezeigt und wird jetzt auch bei soliden Tumoren getestet, einschliesslich Prostatakrebs.
Ein Beispiel für Immuntherapie ist Sipuleucel-T, ein Impfstoff, der die eigenen Immunzellen des Patienten verwendet, um Prostatakrebs anzugreifen. Es wurde zur Behandlung von fortgeschrittenem Prostatakrebs zugelassen. Andere Behandlungen, wie virusbasierte Impfstoffe, zielen darauf ab, eine Immunreaktion gegen Prostatakrebszellen zu stimulieren. Ein anderer Ansatz versucht, Signale zu blockieren, die Immunzellen daran hindern, Krebszellen zu töten.
Monoklonale Antikörper, die speziell entworfene Proteine sind, werden ebenfalls hinsichtlich ihrer Fähigkeit untersucht, PSMA im Prostatakrebs anzugreifen. Diese Antikörper können entweder Krebszellen direkt abtöten oder die Immunreaktion ankurbeln, um Tumoren zu zerstören.
Bispezifischer Monozyten-Engager
Forscher entwickeln jetzt eine neue Art von Behandlung, die die Zielgerichtetheit sowohl auf Prostatakrebszellen als auch auf Immunzellen kombiniert. Das wird mit einem sogenannten bispezifischen Monozyten-Engager gemacht. Dieser Engager zielt auf PSMA auf Prostatakrebszellen und einen Rezeptor namens Fc-Gamma-Rezeptor I (FcγRI) auf Immunzellen ab.
Der PSMA-zielgerichtete Teil dieses Engagers basiert auf einem zuvor entwickelten Antikörper, der spezifisch an PSMA bindet. Der andere Teil des Engagers zielt auf den FcγRI-Rezeptor auf Immunzellen ab. Zusammen ermöglichen diese Komponenten dem Engager, Immunzellen zu aktivieren, um Krebszellen anzugreifen.
In Experimenten konnte der bispezifische Engager Immunzellen effektiv aktivieren und Prostatakrebszellen sogar in sehr niedrigen Konzentrationen abtöten. Das deutet darauf hin, dass er das Potenzial hat, eine effektive und effiziente Behandlungsoption für Patienten zu sein.
Herstellung und Reinigung der Engager
Die Herstellung dieser bispezifischen Engager beinhaltet mehrere Schritte. Zuerst wird das genetische Material, das zur Herstellung der Engager benötigt wird, konstruiert. Varianten des Engagers werden erstellt, um deren Effektivität und Eigenschaften zu testen. Diese Varianten werden dann in speziellen Zellen, den Insektenzellen, exprimiert, die zur Produktion der Proteine verwendet werden.
Nachdem die Engager produziert wurden, werden sie aus der Zellkultur gereinigt, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen sind. Wissenschaftler nutzen verschiedene Techniken, um zu bestätigen, dass diese Engager rein und funktionell sind.
Verständnis der Funktionalität der Engager
Die Funktionalität der bispezifischen Engager wird genau untersucht. Ein wichtiger Aspekt ist, wie gut die Engager an ihre Zielproteine auf der Oberfläche von Krebs- und Immunzellen binden. Experimente zeigten, dass die Engager spezifisch an die vorgesehenen Zielstrukturen binden konnten, was ihre Effektivität bestätigt.
Zusätzlich zur Bindung messen Forscher auch, wie gut die Engager Immunzellen aktivieren. Das geschieht durch die Analyse der Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS), Moleküle, die Krebszellen töten können. Es wurde gezeigt, dass die Engager die Produktion von ROS deutlich steigern, wenn Immunzellen mit Prostatakrebszellen interagieren.
Phagocytose und Immunaktivierung
Eine weitere Schlüsselrolle der Engager ist die Förderung der Phagocytose, einem Prozess, bei dem Immunzellen Krebszellen umschliessen und zerstören. Wenn Immunzellen Krebszellen erkennen, die von den Engagern markiert sind, initiieren sie die Phagocytose. In Experimenten wurde festgestellt, dass die Engager Immunzellen effektiv dazu bringen konnten, Prostatakrebszellen zu umschliessen.
Diese Fähigkeit, Phagocytose auszulösen, ist entscheidend im Kampf gegen Krebs. Das bedeutet, dass Immunzellen aktiv Krebszellen abtöten können, anstatt nur darauf zu warten, dass der Krebs auf andere Weise beseitigt wird.
Tumormikroumgebung und Makrophagen
Die Tumormikroumgebung spielt eine wichtige Rolle dabei, wie Krebs sich entwickelt und auf Behandlungen reagiert. Immunzellen, wie Makrophagen, sind in Tumoren reichlich vorhanden. Diese Zellen können unterschiedliche Rollen haben, entweder das Tumorwachstum fördern oder hemmen.
Das Ziel ist, das Verhalten dieser Makrophagen so zu verändern, dass sie die Eliminierung von Krebs unterstützen. Verschiedene Strategien, einschliesslich kleiner Moleküle und ingenieurtechnisch veränderter Immunzellen, werden getestet, um die antitumoralen Effekte von Makrophagen zu verstärken. Die in dieser Forschung entwickelten bispezifischen Engager zielen darauf ab, Makrophagen direkt zu aktivieren, um Prostatakrebszellen anzugreifen.
Vergleich neuer Behandlungen
Die bispezifischen Engager werden mit traditionellen Behandlungen wie monoklonalen Antikörpern verglichen. Während vollwertige Antikörper längere Wirkungszeiten im Körper bieten können, sind bispezifische Engager kleiner und können Tumoren effektiver durchdringen. Das könnte zu besseren Ergebnissen beim Targeting von Krebszellen führen, ohne das gleiche Mass an Nebenwirkungen.
Es ist jedoch wichtig, die Vorteile von Grösse und Effektivität mit den Nachteilen der Zirkulationszeit im Körper auszubalancieren. Das ultimative Ziel ist es, diese Engager zu verfeinern und zu verbessern, damit sie erfolgreich in klinischen Einstellungen eingesetzt werden können.
Zukünftige Richtungen
Die Forschung zeigt vielversprechende Ergebnisse für bispezifische Monozyten-Engager bei der Behandlung von Prostatakrebs und möglicherweise auch anderen Krebsarten. Weitere Optimierungen sind erforderlich, um ihre Leistung zu steigern, einschliesslich Tests in lebenden Modellen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Engager der Schlüssel zur Entwicklung neuer Immuntherapien sein könnten.
Zusammenfassend bietet die Entwicklung von bispezifischen Engagern einen neuen Weg zur Behandlung von Prostatakrebs, indem das Immunsystem des Körpers aktiviert wird. Mit weiterer Forschung und Verfeinerung könnten diese Mittel zu effektiven neuen Behandlungen für Patienten führen, die gegen Prostatakrebs und andere solide Tumoren kämpfen.
Titel: Targeting prostate cancer by new bispecific monocyte engager directed to prostate-specific membrane antigen
Zusammenfassung: Prostate cancer (PCa) ranks as the second leading cause of cancer-related deaths among men in the United States. Prostate-specific membrane antigen (PSMA) represents a well-established biomarker of PCa and its levels correlate positively with the disease progression, culminating at the stage of metastatic castration-resistant prostate cancer. Due to its tissue-specific expression and cell surface localization, PSMA shows superior potential for precise imaging and therapy of PCa. Antibody-based immunotherapy targeting PSMA offers the promise of selectively engaging the host immune system with minimal off-target effects. Here we report on the design, expression, purification, and characterization of a bispecific engager, termed 5D3-CP33, that efficiently recruits macrophages to the vicinity of PSMA-positive cancer cells mediating PCa death. The engager was engineered by fusing the anti-PSMA 5D3 antibody fragment to a cyclic peptide 33 (CP33) selectively binding the Fc gamma receptor I (Fc{gamma}RI/CD64) on the surface of phagocytes. Functional parts of 5D3-CP33 engager revealed nanomolar affinity for PSMA and Fc{gamma}RI/CD64 with dissociation constants of KD = 3 nM and KD = 140 nM, respectively. At a concentration as low as 0.3 nM, the engager was found to trigger production of reactive oxygen species by U937 monocytic cells in the presence of PSMA-positive cells. Moreover, flow cytometry analysis demonstrated antibody-dependent cell-mediated phagocytosis of PSMA-positive cancer cells by U937 monocytes when exposed to 0.1 nM 5D3-CP33. Our findings illustrate that 5D3-CP33 effectively and specifically activates monocytes upon PSMA-positive target engagement, resulting in the elimination of tumor cells. The 5D3-CP33 engager can thus serve as a promising lead for the development of new immunotherapy tools for the efficient treatment of PCa.
Autoren: Zora Novakova, G. Das, J. Ptacek, B. Havlinova, J. Nedvedova, C. Barinka
Letzte Aktualisierung: 2024-07-08 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.05.602163
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.05.602163.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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