Mutationsspezifische Antikörper: Verbesserungen und neue Targets

Variationen von einzelnen Nukleotiden in unserem Genom sind für die phänotypischen Unterschiede von Menschen verantwortlich. Falls der Austauch eines einzigen Nukleotids in einem Gen die Funktion des kodierten Proteins verändert, können die phänotypischen Auswirkungen von einer erhöhten Empfänglichkeit für bis zur Manifestation einer Erkrankung reichen. Die Analyse der molekularen Mechanismen von autosomal vererbten Erkrankungen, die durch den Austauch einer einzigen Aminosäure in dem Protein verursacht sind, ist schwierig, da es uns an spezifischen Werkzeugen mangelt, die es erlauben würden, die Mutante von der Wildtyp Form des Proteins, die gemeinsam in einer Zelle vorhanden sind, zu unterscheiden. Aus diesem Grund beabsichtigten wir im Vorprojekt, monoklonale Antikörper, die spezifisch für die mit Laminopathien assoziierten, mutierten Proteine sind, herzustellen. Wir wählten diese Erkrankungen, da die meisten Laminopathien durch Punktmutationen hervorgerufen werden, autosomal dominant vererbt werden, heterogene Phänotypen hervorrufen, und unser Wissen über die Pathogenese der Krankheit noch immer begrenzt ist. Darüberhinaus hatten wir die einmalige Gelegenheit zu einer hausinternen Kollaboration mit Dr. Roland Foisner, einem führenden Wissenschaftler auf diesem Gebiet, die für den Projektverlauf sehr vorteilhaft war. Obwohl es uns mit Hilfe unseres Antigen Designs gelang, eine für Lamin A-Mutanten spezifische Immunantwort hervorzurufen, konnten wir nur zwei Mutanten-spezifische Antikörper produzieren. Dies lag an der Instabilität der Hybridomklone, einem bekannten aber noch ungelösten technischen Problem der Hybridom Fusionsmethode. Aufgrund der Unwägbarkeit der Methode ist die Herstellung monoklonaler Antikörper daher ein Zeit-, Arbeits- und damit Kosten-aufwändiger Prozess wie sich an den Kosten der Monoklonalen Auftragservices sehen lässt. Um dieses "Instabilitätsproblem" zu lösen, schlage ich einen neuen methodischen Ansatz zur Herstellung von dauerhaft Antikörper-sezernierenden Hybridomklonen vor. Wir werden diese neue Methode einsetzen, um monoklonale Antikörper sowohl gegen die bereits im Vorprojekt vorgeschlagenen als auch gegen neue Lamin A Mutanten, die mit phänotypisch verschiedenen Krankheitsbildern assoziiert sind, herzustellen. Mit Hilfe der neuen Hybridom Fusionsmethode sollte es möglich sein, den Zeit- und Arbeitsaufwand und somit die Kosten der Produktion von monoklonalen Antikörpern signifikant zu reduzieren. Darüberhinaus werden die im Rahmen des Projektes generierten, Lamin A Mutanten-spezifischen Antikörper den WissenschaftlerInnen helfen, die Pathogenese der Krankheiten auf molekularer Ebene zu analysieren und die Schlüsselfrage zu beantworten, wie verschiedene Punktmutationen in Lamin A verschiedene Krankeitsphänotypen hervorrufen können. Die Ergebnisse des Projektes sollten daher sowohl für die Grundlagen- als auch die klinische Forschung von hohem wissenschaftlichen als auch kommerziellen Wert sein.

Monoklonale Antikörper gehören zu den bedeutendsten Analysewerkzeugen für die Forschung in den Lebenswissenschaften. Noch bedeutender ist deren diagnostische und therapeutische Anwendung in der Medizin, was monoklonale Antikörper zu einem Multimilliarden Geschäft macht. Die Standardmethode zur Herstellung monoklonaler Antikörper folgt einem Protokoll, das seit der Entwicklung in den Siebzigerjahren nahezu unverändert blieb, und dies trotz methodischer Unwägbarkeiten wie der genomischen Instabilität der Hybridomzellen, denen derzeit mit zeit-, arbeits- und kostenintensiven Maßnahmen begegnet wird. So muss eine große Anzahl von Hybridomzellen hergestellt und analysiert werden, bis Zellen isoliert werden können, die monoklonale Antiköper mit der gewünschten Spezifität für ein bestimmtes Antigen produzieren. Daher bestand das vorrangige Ziel dieses Projektes darin, die Effizienz des gängigen Protokolls der Herstellung monoklonaler Antikörper zu verbessern. Unser neuartiger Ansatz reduziert signifikant den Zeit- und Arbeitsaufwand sowie die damit verbundenen Kosten von der Schaffung des Hybridoms bis zur Monoklonalisierung. Im zweiten Teil des Projekts setzten wir die Arbeit am Hauptziel des vorangegangenen Projekts fort, das sich mit der Herstellung monoklonaler Antikörper, die spezifisch für Laminopathien-verursachende mutierte Proteine sind, beschäftigte. Laminopathien sind autosomal-dominant vererbte und phänotypisch unterschiedliche Erkrankungen, die in vielen Fällen durch Punktmutationen im Lamin A/C Gen verursacht werden. Wir konnten zeigen, dass Antikörper mit solch exquisiter Spezifität ausgezeichnete Werkzeuge für die molekulare Analyse von Krankheitsursachen sind. Für zwei der 5 Lamin A/C Mutanten-spezifischen monoklonalen Antikörper wurden bereits Lizenzverträge mit 4 Biotech Firmen abgeschlossen, was das Projekt auch zu einem finanziellen Erfolg macht.