TY  - THES
A1  - Romer Roche, Paula Sofia
T1  - Separation from self explains failure of circulating T-cells to respond to the CD28 superagonist TGN1412
T1  - Verlust der "Selbst"-Erkennung erklärt die fehlende Reaktion zirkulierender T-Zellen auf den CD28-Superagonisten TGN1412
N2  - Stimulatory or superagonistic (SA) CD28-specific monoclonal antibodies (mAbs) are potent polyclonal activators of regulatory T cells and have proven highly effective as treatment in a wide range of rodent models for autoimmune and inflammatory diseases. In these models, a preferential activation of regulatory T cells was observed by in vivo administration of CD28SA. In stark contrast, human volunteers receiving TGN1412, a humanized CD28-specific mAb, experienced a life-threatening cytokine release syndrome during the first-in-man trial. Preclinical tests employing human peripheral blood mononuclear cells (PBMC) failed to announce the rapid cytokine release measured in the human volunteers in response to TGN1412. The aim of this thesis project was to find an explanation of why standard PBMC assays failed to predict the unexpected TGN1412-induced "cytokine storm" observed in human volunteers. CD28 superagonists can activate T cells without T cell receptor (TCR) ligation. They do depend, however, on “tonic” TCR signals received by MHC scanning, signals that they amplify. PBMC do not receive these signals in the circulation. Short-term in vitro preculture of human PBMC at a high cell density (HDC) resulted in massive cytokine release during subsequent TGN1412 stimulation. Restoration of reactivity was cell-contact dependent, associated with TCR polarization and tyrosine-phosphorylation, and blocked by HLA-specific mAb. In HDC, both CD4 T cells and monocytes functionally mature in a mutually dependent fashion. However, only CD4 memory T-cells proliferate upon TGN1412 stimulation, and were identified as the main source of pro-inflammatory cytokines. Importantly, responses to other T-cell activating agents were also enhanced if PBMC were first allowed to interact under tissue-like conditions. A new in vitro protocol is provided that returns circulating T-cells to a tissue-like status where they respond to TGN1412 stimulation, and it might represent a more reliable preclinical in vitro test for both activating and inhibitory immunomodulatory drugs. Finally, the surprising observation was made that the IgG1 “sibling” of TGN1412, which is of the poorly Fc receptor-binding IgG4 isotype, has a much lower stimulatory activity. We could exclude steric hindrance as an explanation and provide evidence for removal of TGN1112 from the T-cell surface by trans-endocytosis.
N2  - Stimulatorische oder superagonistische (SA) CD28-spezifische monoklonale Antikörper (mAbs) (CD28SA) haben sich in diversen Nagetiermodellen für Autoimmunerkrankungen sowie für inflammatorische Erkrankungen als effektive Behandlungsmöglichkeit erwiesen. In diesen Modellen konnte nachgewiesen werden, dass CD28SA-Injektionen zu einer verstärkten Aktivierung regulatorischer T-Zellen in führen. Entgegen diesen Beobachtungen im Tiermodell reagierten die Teilnehmer einer ersten klinischen Studie auf die Administration des humanisierten CD28SA TGN1412 mit einer akut lebensbedrohlichen systemischen Zytokinausschüttung. Vorklinische Studien an humanen mononukleären Zellen des Blutes (PBMC) hatten keinen Hinweis auf eine mögliche plötzliche Zytokinausschüttungen als Reaktion auf TGN1412 gegeben. In der vorliegenden Arbeit wurde versucht eine Erklärung zu finden, warum PBMC-basierte Tests, wie sie vorklinischen Studien als Standard eingesetzt werden, nicht auf den unerwarteten TGN1412-induzierten „Zytokinsturm“ der Probanden hinwiesen. CD28SA aktivieren T-Zellen ohne Ligation des T-Zell Rezeptors (TCR). Jedoch werden zur CD28SA-abhängigen Aktivierung von T-Zellen „tonische“ TCR Signale benötigt, die durch MHC Scanning der T-Zellen an der Oberfläche anderer Zellen erzeugt werden. PBMC, welche sich in der Zirkulation befinden, erhalten diese „tonischen“ TCR Signale nicht. Kurzzeitige Vorkultur humaner PBMC bei hoher Zelldichte (high-density culture, HDC) führte zu einer starken Zytokinantwort bei nachfolgender TGN1412 Stimulation. Diese wiedererlangte Reaktivität gegenüber TGN1412 ging mit Tyrosin-Phospholrylierung sowie der Polarisierung von TCR Molekülen einher, war abhängig von Zellkontakten und konnte durch HLA-spezifische mAbs geblockt werden. Während der HDC durchlaufen sowohl CD4 T-Gedächtniszellen, als auch Monozyten eine voneinander abhängige funktionelle Reifung. TGN1412-induzierte Zellproliferation beschränkt sich jedoch auf CD4 T-Gedächtniszellen, die auch die Hauptquelle der proinflammatorische Zytokine sind. Antworten auf weitere T-Zell aktivierende Agenzien waren ebenfalls erhöht, wenn PBMC zunächst auf gewebeartige Bedingungen zurückgesetzt wurden. Die vorliegende Arbeit beschreibt damit ein neuartiges in vitro Protokoll für humane PBMC, welches T-Zellen der Zirkulation in einen gewebeartigen funktionellen Status versetzt, in welchem sie auf TGN1412 antworten. Dieses Protokoll könnte auch einen verlässlicheren vorklinischen in vitro Test sowohl für aktivierende als auch für inhibierende immunmodulatorische Medikamente darstellen. Im letzten Teil der Arbeit wird die erstaunliche Beobachtung vorgestellt, dass TGN1112, ein IgG1 Antikörper mit gleicher Spezifität wie der IgG4 Antikörper Antikörper TGN1412, trotz seiner höheren Affinität für Fc-Rezeptoren eine viel geringere stimulatorische Aktivität zeigt. Sterische Hinderung konnte als eine mögliche Erklärung ausgeschlossen werden. Vielmehr scheint das Entfernen von TGN1112/CD28 Komplexen von der T-Zelloberfläche durch Trans-Endozytose eine mögliche Erklärung für die geringere Aktivität zu sein.
KW  - T-Lymphozyten-Rezeptor
KW  - Antigen CD28
KW  - Monoklonaler Antikoerper
KW  - CD28-Superagonist
KW  - TGN1412
KW  - T cell receptor
KW  - CD28 antigen
KW  - monoclonal antibody
KW  - CD28-superagonist
KW  - TGN1412
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74933
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Haake, Markus
A1  - Haack, Beatrice
A1  - Schäfer, Tina
A1  - Harter, Patrick N.
A1  - Mattavelli, Greta
A1  - Eiring, Patrick
A1  - Vashist, Neha
A1  - Wedekink, Florian
A1  - Genssler, Sabrina
A1  - Fischer, Birgitt
A1  - Dahlhoff, Julia
A1  - Mokhtari, Fatemeh
A1  - Kuzkina, Anastasia
A1  - Welters, Marij J. P.
A1  - Benz, Tamara M.
A1  - Sorger, Lena
A1  - Thiemann, Vincent
A1  - Almanzar, Giovanni
A1  - Selle, Martina
A1  - Thein, Klara
A1  - Späth, Jacob
A1  - Gonzalez, Maria Cecilia
A1  - Reitinger, Carmen
A1  - Ipsen-Escobedo, Andrea
A1  - Wistuba-Hamprecht, Kilian
A1  - Eichler, Kristin
A1  - Filipski, Katharina
A1  - Zeiner, Pia S.
A1  - Beschorner, Rudi
A1  - Goedemans, Renske
A1  - Gogolla, Falk Hagen
A1  - Hackl, Hubert
A1  - Rooswinkel, Rogier W.
A1  - Thiem, Alexander
A1  - Romer Roche, Paula
A1  - Joshi, Hemant
A1  - Pühringer, Dirk
A1  - Wöckel, Achim
A1  - Diessner, Joachim E.
A1  - Rüdiger, Manfred
A1  - Leo, Eugen
A1  - Cheng, Phil F.
A1  - Levesque, Mitchell P.
A1  - Goebeler, Matthias
A1  - Sauer, Markus
A1  - Nimmerjahn, Falk
A1  - Schuberth-Wagner, Christine
A1  - Felten, Stefanie von
A1  - Mittelbronn, Michel
A1  - Mehling, Matthias
A1  - Beilhack, Andreas
A1  - van der Burg, Sjoerd H.
A1  - Riedel, Angela
A1  - Weide, Benjamin
A1  - Dummer, Reinhard
A1  - Wischhusen, Jörg
T1  - Tumor-derived GDF-15 blocks LFA-1 dependent T cell recruitment and suppresses responses to anti-PD-1 treatment
JF  - Nature Communications
N2  - Immune checkpoint blockade therapy is beneficial and even curative for some cancer patients. However, the majority don’t respond to immune therapy. Across different tumor types, pre-existing T cell infiltrates predict response to checkpoint-based immunotherapy. Based on in vitro pharmacological studies, mouse models and analyses of human melanoma patients, we show that the cytokine GDF-15 impairs LFA-1/β2-integrin-mediated adhesion of T cells to activated endothelial cells, which is a pre-requisite of T cell extravasation. In melanoma patients, GDF-15 serum levels strongly correlate with failure of PD-1-based immune checkpoint blockade therapy. Neutralization of GDF-15 improves both T cell trafficking and therapy efficiency in murine tumor models. Thus GDF-15, beside its known role in cancer-related anorexia and cachexia, emerges as a regulator of T cell extravasation into the tumor microenvironment, which provides an even stronger rationale for therapeutic anti-GDF-15 antibody development.
KW  - cancer microenvironment
KW  - immunotherapy
KW  - T cells
KW  - tumour immunology
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-357333
VL  - 14
ER  -