Fallbericht

TCR-ähnliche Antikörperentwicklung für die Krebsimmuntherapie

Seit den 1980er Jahren hat die Immuntherapie die Krebsbehandlung revolutioniert, indem sie die Kraft des Immunsystems nutzt, um Tumorzellen gezielt anzugreifen und zu zerstören. Die erste Generation der Immuntherapeutika waren Zytokine, gefolgt von auf Krebszellen gerichteten monoklonalen Antikörpern, die den Weg zu CAR-T-Zellen ebneten.

Die Entwicklung humanisierter monoklonaler Antikörper, die eine zytotoxische Immunantwort durch Bindung an Krebszellen auslösen, war bahnbrechend. Allerdings gab es ein Problem: Krebszerstörende monoklonale Antikörper wie Rituximab greifen alle B-Zellen an, auch gesunde.

Um dieses Problem zu lösen, entstand eine neue Innovation in der Immuntherapie – eine, die Immunzellen dazu befähigt, Krebszellen mit höchster Präzision zu erkennen und zu eliminieren: TCR-ähnliche Antikörper. Diese monoklonalen Antikörper ahmen T-Zell-Rezeptoren (TCRs) nach, indem sie tumorspezifische Peptid-HLA-(pHLA)-Komplexe auf der Oberfläche von Krebszellen binden.

Die Entwicklung von TCR-ähnlichen Antikörpern ist jedoch herausfordernd. Für diesen Prozess ist außergewöhnliche Spezifität nötig, da pHLA nur in geringer Dichte vorkommt und das Antigen strukturell komplex ist. Folgendes benötigen Sie laut unseren Erfahrungen aus einer aktuellen Zusammenarbeit mit einem Kunden, um einen erfolgreichen TCR-ähnlichen Antikörper zu entwickeln.

Die Herausforderung: Zielgerichtete Erkennung von Peptid-MHC-Komplexen

Peptid-HLA-Komplexe sind in der Krebsimmuntherapie von zentraler Bedeutung, da sie ein für Antikörper zugängliches und ausschließlich auf Krebszellen vorkommendes Ziel darstellen. Dennoch ist die Entwicklung von Antikörpern gegen pMHC-Ziele eine große Herausforderung. Ihr kleines Zielareal erfordert höchste Spezifität, um Fehleffekte zu vermeiden, und die geringe Antigendichte auf Krebszellen verlangt nach einer hochsensitiven Detektion. Standardlösungen bei Antikörpern reichen hier oft nicht aus, da sie nicht die nötige Präzision besitzen, um therapeutisch einsetzbar zu sein.

Ein Kunde wandte sich an ProteoGenix, um TCR-ähnliche Antikörper zu entwickeln, die einen neuartigen pHLA-Komplex für die Entwicklung einer humanen CAR-T-Therapie binden. In naiven Immunsystemen führen pHLAs als körpereigene Antigene zu schwachen Immunantworten. Zusätzlich erschwerte die kleine Epitope des Ziels die Identifizierung geeigneter Binder. Deshalb mussten wir eine maßgeschneiderte Lösung entwickeln, um die Immuntherapieziele des Kunden präzise und zuverlässig zu erfüllen.

Die Lösung: Entwicklung einer Phage-Display-basierten immunen Kaninchenbibliothek

Um den Bedarf an einem hochaffinen TCR-ähnlichen Antikörper zu erfüllen, nutzte ProteoGenix die Phage-Display-Technologie, um spezifische Antikörper gegen den neuartigen Peptid-HLA-(pHLA)-Komplex des Kunden zu generieren. Dabei wurden Kaninchen mit dem vollständigen pHLA-Komplex immunisiert, um Toleranzprobleme zu umgehen. Auf diese Weise wurden pHLA-spezifische B-Zellen angereichert und anschließend zu einer maßgeschneiderten Phage-Display-Immunbibliothek verarbeitet. 

Nach der Errichtung der Bibliothek setzten wir eine vollautomatisierte Hochdurchsatz-Screeningstrategie ein, um 36 positive Treffer mit außergewöhnlicher Affinität für das pHLA-Ziel rasch zu identifizieren. Anschließend wurden diese Treffer mithilfe der XtenCHO™race Plattform von ProteoGenix exprimiert und für die therapeutische Anwendung humanisiert. Der Kunde wählte drei Sequenzen zur CAR-T-Validierung aus, was ihre Relevanz bestätigte. 

Warum Phage Display? Begründung und Vorteile

Immunes Phage Display ist hervorragend für pHLA-Antikörper geeignet: Es überwindet Toleranz und bindet aufgrund der Hochdurchsatz-Selektion kleine Epitope, ganz im Gegensatz zu anderen Antikörper-Produktionsmethoden, wie B-Zell-Screening oder Hybridomatechnologie, bei denen die Antikörperdiversität gegen bestimmte Ziele geringer ist.

Die Begründung basiert auf zwei Herausforderungen: Zum einen lösen pHLA-Komplexe als körpereigene Antigene schwache Immunantworten in naiven Tieren aus. Durch Immunisierung von Kaninchen mit dem vollständigen pHLA-Komplex konnten wir unsere Immunbibliothek anreichern und die Diversität der Kandidaten erhöhen. Zum anderen erforderte die kleine Epitope von pHLA höchste Präzision – Das Hochdurchsatz-Screening via ELISA bei Phage Display ermöglichte die gezielte Identifizierung spezifischer Binder. Im Vergleich zum Single-B-Zell-Screening (langsam) oder naiven Bibliotheken (weniger divers) bietet unsere kaninchenbasierte Bibliothek bessere Spezifität und Geschwindigkeit.

Über 20 Jahre Expertise von ProteoGenix bei der Entwicklung kundenspezifischer monoklonaler Antikörper garantieren eine maßgeschneiderte Strategie für die präklinischen Anforderungen des Kunden. Durch diesen Ansatz werden Toleranz- und Epitope-Herausforderungen überwunden und der Grundstein für erfolgreiche Krebsimmuntherapien gelegt.

Weitere Einblicke: Prozess und Ergebnisse

Der Entwicklungsprozess monoklonaler Antikörper von ProteoGenix führte beim pHLA-Projekt zu außergewöhnlichen Ergebnissen. Die wichtigsten Schritte waren:

• Antigen-Design: Produktion des vollständigen pHLA-Komplexes für die Kaninchenimmunisierung.
• Bibliotheksbau: Immune Bibliothek durch Sammlung von B-Zellen aus immunisierten Kaninchen – angereichert für pHLA-Antikörper.
• Screening: Optimierte ELISAs identifizierten 36 positive Treffer, die die Effizienz der Phage-Display-Technologie belegen.
• Produktion: Drei humane chimäre rAntikörper wurden mit XtenCHO™race exprimiert und vom Kunden für CAR-T-Tests ausgewählt.
• Humanisierung: Die Optimierung der Antikörper für den therapeutischen Einsatz beim Menschen läuft aktuell; dabei kommt KI zum Einsatz, um noch präzisere und schnellere Ergebnisse zu erzielen.

Das Ergebnis war wegweisend. Die drei Antikörper-Sequenzen bewiesen hohe Spezifität und ermöglichten dem Kunden die Validierung seiner CAR-T-Therapie in präklinischen Assays. Damit bestätigte sich die Relevanz der Antikörper für die Krebsimmuntherapie und der Weg für regulatorische Fortschritte war geebnet.

Fazit: Mit ProteoGenix zu TCR-ähnlichem Antikörpererfolg

Der kundenspezifische Antikörperentwicklungsservice von ProteoGenix ermöglichte es unserem Kunden, Peptid-HLA-Komplexe gezielt zu adressieren und seine Ziele in der Krebsimmuntherapie voranzubringen. Durch Phage-Display-Technologie und eine immunbasierte Kaninchenbibliothek lieferten wir drei hochaffine anti-pHLA-Antikörper für die CAR-T-Validierung. Unser präziser Ablauf – vom pHLA-Antigen-Design bis zur Humanisierung – sichert Präzision und Zuverlässigkeit.

Mit über 25 Jahren Erfahrung, proprietären Plattformen wie XtenCHO™race sowie über 2.000 Projekten und einer Erfolgsrate von über 90 % ist ProteoGenix Ihr vertrauensvoller Partner für die Entwicklung TCR-ähnlicher Antikörper. Egal ob pHLA oder andere komplexe Antigene: Wir unterstützen Sie mit regulatorisch geprüften Lösungen auf Ihrem Weg zur erfolgreichen Immuntherapie.