Authors:	Palitzsch, Björn
Title:	Entwicklung synthetischer Antitumor-Vakzine nach dem Vorbild der tumorassoziierten Struktur des Mucins MUC1 und deren immunologische Evaluierung
Online publication date:	17-Jan-2016
Year of first publication:	2016
Language:	german
Abstract:	Das Glycoprotein Mucin 1 (MUC1), das auf der Oberfläche von Epithelzellen der Brust, des Pankreas, des Darms und der Ovarien exprimiert wird, ist ein vielversprechender Ansatzpunkt zur Behandlung von Tumorerkrankungen durch Immuntherapie. Aufgrund der Herabregulierung der Enzymaktivität einer β1,6-N-Acetylglucosamintransferase und der Überaktivierung von Sialyltransferasen in Tumorzellen sind die O-Glycanseitenketten des tumorassoziierten MUC1 stark verkürzt und häufig sialyliert. Dadurch ist das Peptidrückgrat des MUC1 von Tumorzellen im Gegensatz zum normalen MUC1 teilweise freigelegt und somit für das Immunsystem zugänglich. Um dieses Unterscheidungsmerkmal im Rahmen einer Krebsimmuntherapie zu nutzen, ist die chemische Totalsynthese von tumorassoziierten MUC1-Strukturen notwendig, denn eine Isolierung von reinem, tumorassoziiertem MUC1 aus Krebszellen ist nicht möglich, da selbst auf einem MUC1-Proteinmolekül die gesunde und die pathogene Form nebeneinander vorkommen können. Die Verwendung solcher Strukturen im Rahmen einer Therapie könnte zu schweren Autoimmunerkrankungen führen. Da es sich bei den tumorassoziierten MUC1-Glycopeptiden um körpereigene Strukturen handelt, sind diese nicht immunogen genug, um die Toleranz des Immunsystems gegenüber körpereigenen Strukturen zu durchbrechen. In dieser Arbeit wurden neue MUC1-Glycopeptide mit tumorassoziierten Glycosylierungen als B-Zellepitope synthetisiert. Durch Konjugation dieser B-Zellepitope an Tetanus Toxoid wurden Vakzine hergestellt, die in Immunisierungen von Mäusen starke Antikörpertiter von protektiven IgG-Antikörpern induzierten. In zellulären Assays wurde gezeigt, dass die Vakzin-induzierten Serumantikörper mit hoher Selektivität an humane Tumorzellen und nicht an normale Epithelzellen binden. Diese Ergebnisse wurden durch immunhistochemische Färbungen von humanen Pankreaskarzinomzellschnitten bestätigt. Zudem wurden nach neuen Konzepten vollsynthetische MUC1-Antitumor-Vakzine aufgebaut, die in Immunisierungsstudien ohne weitere immunstimulierende Adjuvanzien hohe Titer an tumorspezifischen IgG-Antikörpern generierten. The glycoprotein mucin 1 (MUC1), which is expressed on the surface of epithelial cells of the breast, pancreas, colon and ovary, is a promising target for the treatment of cancer through immunotherapy. Due to the down-regulation of the activity of a β1,6-N-acetylglucosaminotransferase and overexpression of sialyltransferases in tumor cells, the O-glycan side chains of the tumor-associated MUC1 are distingtly shorter and often sialylated. In contrast to normal MUC1, the peptide backbone of the MUC1 on tumor cells is partially exposed and thus accessible to the immune system. To use this aberrant structural feature for cancer immunotherapy, the total chemical synthesis of tumor-associated MUC1 structures is necessary. This is why so, because the isolation of pure tumor-associated MUC1 from cancer cells is not possible, since the normal glycosylation can occur next to the tumor-associated glycosylation even on a single MUC1 protein. The use of glycopeptide structures also occuring on normal cells for cancer immunotherapy could result in severe autoimmune diseases. Since the tumor-associated MUC1 glycopeptides are endogenous structures, they are not sufficiently immunogenic to break the self-tolerance of the immune system towards body's own structures. In this work new MUC1 glycopeptides with tumor-associated glycosylations were synthesized as B-cell epitopes. By conjugation of these B-cell epitopes to tetanus toxoid, vaccines were obtained that elicited high titers of IgG antibodies immunization experiments in mice. In cellular assays, it was shown that the vaccine induced serum antibodies bind to human tumor cells with high selectivity, but do not bind to normal epithelial cells. These results were confirmed by immunohistochemical stainings of human pancreatic cancer cell sections. Moreover, according to new concepts fully synthetic MUC1 antitumor vaccines were constructed, that were able to induce high titers of tumor-specific IgG antibodies in immunization studies without support by further immunostimulatory adjuvant.
DDC:	540 Chemie 540 Chemistry and allied sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-4206
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-diss-1000000517
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	302 Seiten
Appears in collections:	JGU-Publikationen