Monoklonaler Antikörper
Monoklonale Antikörper sind Antikörper, also immunologisch aktive Proteine, die von einer auf einen einzigen B-Lymphozyten zurückgehenden Zelllinie (Zellklon) produziert werden und die sich gegen ein einzelnes Epitop richten. Eine physiologisch vorkommende Immunantwort gegen ein in den Körper eingedrungenes Antigen ist dagegen stets polyklonal und richtet sich z. B. gegen viele verschiedene Epitope auf einem Bakterium.
In der Diagnostik und Forschung spielen monoklonale Antikörper eine große Rolle, da sie mit hoher Spezifität verschiedenste Moleküle binden können. Die Bindung der Antikörper lässt sich dann mit unterschiedlichen Techniken nachweisen. Diese Antigen-Antikörper-Reaktion bildet die Grundlage für zahlreiche diagnostische Verfahren (z. B. Immunphänotypisierung, FACS, Immunhistologie, ELISA, ELISPOT, Radioimmunassay und Western Blot). Viele der von monoklonalen Antikörpern erkannten Zelloberflächenantigene menschlicher Zellen werden in der CD-Nomenklatur klassifiziert.
Herstellung monoklonaler Antikörper
Das Prinzip der Herstellung monoklonaler Antikörper wurde 1975 von César Milstein, Georges Köhler und Niels Jerne publiziert,[1] die dafür im Jahr 1984 den Nobelpreis für Medizin erhielten.[2] Die Technik beruht auf der Verschmelzung von Antikörper-produzierenden B-Zellen mit Zellen einer Myelom-Zelllinie, wodurch hybride Zellen entstehen, die unbegrenzt Antikörper einer bestimmten Spezifität produzieren (Hybridom-Technik).
Bei der Herstellung monoklonaler Antikörper gegen ein bestimmtes Antigen wird zunächst eine Maus mit diesem Antigen infiziert (1, siehe Abbildung). Aufgrund der Immunantwort kommt es zur Bildung von B-Lymphozyten, die Antikörper bilden, welche mit dem Antigen reagieren und die sich in der Milz anreichern. Aus der entnommenen Milz (2) werden die B-Lymphozyten isoliert und mit Zellen (Plasmazellen) einer aus einem Myelom (Plasmozytom) gewonnenen Zelllinie (3) fusioniert (4), es entstehen sogenannte Hybridomzelllinien (5). Diese Hybridomzellen vereinigen Eigenschaften ihrer Ursprungszellen: vom B-Lymphozyt die Eigenschaft einen bestimmten Antikörper zu produzieren, von der Myelomzelle die Fähigkeit zu unbegrenztem Wachstum im Reagenzglas. Für die Gewinnung des monoklonalen Antikörpers wird die Hybridomzelllinie ausgewählt, die am besten das gewünschte Epitop auf dem Antigen bindet (6). Die unsterbliche Zelllinie wird aufbewahrt und der Zellüberstand wird regelmäßig bei Bedarf geerntet. Die Produktion der monoklonalen Antikörper kann in vitro (7a), oder in vivo (7b) erfolgen. Die Antikörper (8) heißen monoklonal, weil sie aus einer einzigen Ursprungs-B-Zelle stammen und daher alle identisch sind.
Die Hybridzellen werden durch ein sogenanntes HAT-Medium selektiert. In diesem Nährmedium sind Hypoxanthin (ein natürlich vorkommendes Purinderivat), Thymidin und Aminopterin (Zellgift, das die Biosynthese von Purin- und Pyrimidinbasen hemmt) enthalten. Die B-Lymphocyten und damit auch die Hybridzellen können Hypoxanthin und Thymidin verstoffwechseln und so die Blockade, die durch das Aminopterin verursacht wird, umgehen. Die verwendeten Myelomzellen sind bezüglich des alternativen Stoffwechselweges Mangelmutanten und sterben im HAT-Medium ab.
Die nicht fusionierten B-Lymphozyten haben nur eine begrenzte Lebenszeit, sodass sich nach einigen Passagen nur noch die Hybridzellen in der Kultur finden lassen.
Ein großer Fortschritt insbesondere zur Klonierung humaner Antikörper bildet die Technik des Phagen-Display.
Therapeutische monoklonale Antikörper
Die Versuche, monoklonale Antikörper in der Therapie einzusetzen, waren zunächst nicht sehr erfolgreich. Die verwendeten Antikörper der Maus (murine Antikörper, Endung: -omab) wirken im menschlichen Organismus selbst als Antigen und können eine gegen sie gerichtete Immunantwort auslösen. Auch die für ihre erwünschte Wirkung wichtige Interaktion mit Zellen des Immunsystems des Empfängers war aufgrund der unterschiedlichen Spezies nicht optimal.
Wesentliche Fortschritte wurden erst gemacht, nachdem es in den letzten Jahren gelungen ist, modifizierte, den menschlichen Antikörpern besser angepasste monoklonale Antikörper zu entwickeln.
Daneben werden auch Antikörperkonjugate, wie beispielsweise Immunzytokine, für therapeutische und diagnostische Anwendungen, speziell in der Krebsimmuntherapie, eingesetzt.
Terminologie der monoklonalen Antikörper
Die Freihandelsnamen aller therapeutischer monoklonaler Antikörper tragen das Suffix „…mab“, was für „monoclonal antibody“ steht. Nach Ähnlichkeit zu den menschlichen Antikörpern unterscheidet man (in aufsteigender Reihenfolge):
- murine Antikörper (von der Maus): Endung -omab
- Antikörper vom Primaten: Endung -imab
- chimäre Antikörper: Endung -ximab (Nur der variable Teil des AK ist Mausprotein)
- humanisierte Antikörper: Endung -zumab (Nur die Antigenbindungstellen sind Mausprotein)
- humane Antikörper: Endung -umab
Listen entwickelter Antikörper
Zugelassene oder in klinischer Erprobung (Phase III) befindliche therapeutische monoklonale Antikörper
| Name | Präparat | Typ | Zielstruktur | Anwendungsgebiet |
|---|---|---|---|---|
| Hämatologie, Onkologie | ||||
| Alemtuzumab5 | MabCampath® | humanisiert | CD52-Antigen auf Lymphozyten | Chronische lymphatische Leukämie, T-Zell-Lymphome2, akute lymphatische Leukämie2 |
| Apolizumab1,2 | Remitogen® | humanisiert | HLA-DR-Antigen auf B-Lymphozyten | Solide Tumoren, akute lymphatische Leukämie, chronische lymphatische Leukämie, Non-Hodgkin-Lymphome |
| Bevacizumab | Avastin® | humanisiert | VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) | Darmkrebs, Brustkrebs, nichtkleinzelliges Bronchialkarzinom, feuchte, altersbedingte Makuladegeneration (Off-Label-Use)2 |
| Catumaxomab | Removab® | murin (Ratte/Maus), trifunktional | EpCAM-Antigen auf Tumorzellen, CD3-Rezeptor auf T-Lymphozyten | maligner Aszites aufgrund von EpCAM-positiven Karzinomen |
| Cetuximab | Erbitux® | chimär | EGF-Rezeptor (Epidermal Growth Factor Receptor) | Darmkrebs, Kopf- und Halstumoren |
| Eculizumab | Soliris® | humanisiert | C5 Komplement-Faktor | Paroxysmale nächtliche Hämoglobinurie (PNH) |
| Epratuzumab1,2 | LymphoCide® | humanisiert | CD22-Antigen | Non-Hodgkin-Lymphome, Autoimmunerkrankungen, akute lymphatische Leukämie |
| Galiximab1,2 | - | chimär | CD80-Antigen | Non-Hodgkin-Lymphome |
| Gemtuzumab-Ozogamicin1 | Mylotarg® | humanisiert, Calicheamicin- beladen | CD33-Antigen | Akute myeloische Leukämie |
| Ibritumomab-Tiuxetan | Zevalin® | murin, 90Y-markiert | CD20-Antigen auf B-Lymphozyten | Non-Hodgkin-Lymphome (Radioimmuntherapie) |
| Lumiliximab1,2 | - | chimär (Macaque/human) | CD23-Antigen auf B-Lymphozyten | Chronische lymphatische Leukämie |
| Mepolizumab1,2 | Bosatria® | humanisiert | Interleukin-5 | Hypereosinophilie-Syndrom, Churg-Strauss-Syndrom |
| Obinutuzumab | GA101 | humanisiert | CD20-Antigen auf B-Lymphozyten | Chronische lymphatische Leukämie, NHL |
| Ofatumumab | Arzerra® | human | CD20-Antigen auf B-Lymphozyten | Chronische lymphatische Leukämie |
| Oregovomab1,2 | OvaRex® | murin | CA-125 | Ovarialkarzinom |
| Panitumumab | Vectibix® | human | EGF-Rezeptor (Epidermal Growth Factor Receptor) | EGF-Rezeptor exprimierende Tumoren, insb. metastasiertes kolorektales Karzinom |
| Pertuzumab1,2 | Omnitarg® | humanisiert | HER2/neu, HER2/neu-Rezeptor; Pertuzumab inhibiert die Dimerisierung der Zielstruktur sowie deren Heterodimerisierung mit anderen HER-Rezeptoren (z.B Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR)), wodurch das Tumorwachstum verlangsamt werden soll | Klinische Studien u. a. beim Ovarialkarzinom, Mammakarzinom, Bronchialkarzinom und Prostatakarzinom |
| Rituximab | MabThera® | chimär | CD20-Antigen auf B-Lymphozyten | Non-Hodgkin-Lymphome |
| Tositumomab1 | Bexxar® | murin, 131I-markiert | CD20-Antigen auf B-Lymphozyten | Non-Hodgkin-Lymphome (Radioimmuntherapie) |
| Trastuzumab | Herceptin® | humanisiert | HER2/neu-Rezeptor | Brustkrebs, Magenkarzinom |
| Zanolimumab1,2 | HuMax-CD4 | human | CD4-Antigen auf T-Lymphozyten | T-Zell-Lymphome |
| Autoimmunerkrankungen, Transplantatabstoßung | ||||
| Adalimumab | Humira® | human | TNF-α (Tumor Necrosis Factor α) | Rheumatoide Arthritis, Psoriasis-Arthritis, Morbus Bechterew, Morbus Crohn, |
| Basiliximab | Simulect® | chimär | CD25-Antigen (Interleukin-2-Rezeptor) | Prophylaxe der akuten Abstoßungsreaktion bei Nierentransplantation |
| Belimumab | Benlysta® | human | BLys (B-Lymphozyten-Stimulator, ein Zytokin der TNF-Superfamilie) | Lupus erythematodes |
| Brodalumab1,2 (AMG 827) |
N.N. | human | Interleukin-17-Rezeptor | Psoriasis, Psoriasis-Arthritis, Asthma, |
| Daclizumab | Zenapax® | humanisiert | CD25-Antigen (Interleukin-2-Rezeptor) | Prophylaxe der akuten Abstoßungsreaktion bei Nierentransplantation |
| Epratuzumab1,2 | LymphoCide® | humanisiert | CD22-Antigen | Autoimmunerkrankungen, Non-Hodgkin-Lymphome, |
| Golimumab | Simponi® | human | TNF-α (Tumor Necrosis Factor α) | Rheumatoide Arthritis, Psoriasis-Arthritis, Morbus Bechterew |
| Infliximab | Remicade® | chimär | TNF-α (Tumor Necrosis Factor α) | Morbus Crohn, Rheumatoide Arthritis, Morbus Bechterew, Psoriasis-Arthritis, Colitis ulcerosa |
| Muromonab-CD3 | Orthoclon OKT3® | murin | CD3-Rezeptor auf T-Lymphozyten | Behandlung der akuten Abstoßungsreaktion bei Nieren-, Herz- und Lebertransplantationen |
| Natalizumab3 | Tysabri® | humanisiert | CD49d (α4-Integrin) | Multiple Sklerose |
| Rituximab | MabThera® | chimär | CD20-Antigen auf B-Lymphozyten | Rheumatoide Arthritis |
| Tocilizumab | RoActemra® | humanisiert | Interleukin 6-Rezeptor | Rheumatoide Arthritis |
| Ustekinumab | Stelara® | human | Interleukin 12/23 | Plaque-Psoriasis |
| Kardiovaskuläre Erkrankungen | ||||
| Abciximab | ReoPro® | chimär, Fab-Fragment | GPIIb/IIIa auf Thrombozyten | Verhinderung eines Gefäßverschlusses nach PTCA |
| Infektionskrankheiten | ||||
| Motavizumab4[3], en.wikipedia.org | Numax® | chimär | Bestandteil des Respiratory Syncytial Virus (RSV) | Prophylaxe der RSV (respiratory syncytial virus)-Pneumonie bei Frühgeborenen, ELBW (Extrem Low Birth Weight Preterm) und VLBW (Very Low Birth Weight Preterm) |
| Palivizumab | Synagis® | humanisiert | Bestandteil des Respiratory Syncytial Virus (RSV) | Prophylaxe der RSV-Pneumonie bei Frühgeborenen |
| Augenheilkunde | ||||
| Ranibizumab | Lucentis® | humanisiert, Fab-Fragment | VEGF-A (Vascular Endothelial Growth Factor A) | Feuchte Makuladegeneration |
| Dermatologie | ||||
| Adalimumab | Humira® | human | TNF-α (Tumor Necrosis Factor α) | Psoriasis |
| Efalizumab | Raptiva® | humanisiert | CD11a-Antigen | Psoriasis, derzeit in Deutschland nicht zugelassen (Stand: 2010) |
| Infliximab | Remicade® | chimär | TNF-α (Tumor Necrosis Factor α) | Psoriasis |
| Ustekinumab | Stelara® | human | Interleukin 12/23 | Plaque-Psoriasis |
| Allergische Erkrankungen | ||||
| Omalizumab | Xolair® | humanisiert | IgE (Fc-Teil) | Schweres Asthma bronchiale |
| Zahnheilkunde | ||||
| (plantibody)1,2 | CaroRx® | rekombinant in Pflanzen hergestellt („plantibody“) | spezifische Bindung an Streptococcus mutans (Leitkeim der Zahnkaries) | als Mundspülung gegen Zahnkaries; Beseitigung von S. mutans aus der Mundflora[4] |
| Osteologie | ||||
| Denosumab (früher AMG 162)[5][6] |
Prolia® XGEVA® |
human | RANK Ligand (Rezeptoraktivator des NFκB Liganden, RANKL) | Osteoporose; Knochenmetastasen |
| AMG 785 / CDP78511,2 |
N.N. | human | Sclerostin | postmenopausale Osteoporose |
1in Deutschland bisher nicht zugelassen (evt. nicht mehr aktuell!)
2in klinischer Prüfung
3Trotz möglicher seltener schwerer Nebenwirkungen von der FDA unter strengen Voraussetzungen wieder in den USA zugelassen, europäische Zulassung seit 6/2006
4Entwicklung eingestellt.
5Durch den Hersteller - als MabCampath® - vom Markt genommen, um die Substanz - unter einem neuen Handelsnamen und einer anderen Indikation (MS) wieder auf den Markt zu bringen.[7] Kritisiert von der Arzneimittelkommission der deutschen Ärzteschaft (AkdÄ).[8]
Zur in-vivo-Diagnostik zugelassene monoklonale Antikörper
| Name | Präparat | Typ | Zielstruktur | Anwendungsgebiet |
|---|---|---|---|---|
| Sulesomab | LeukoScan® | murin, 99mTc-markiert | IMMU-MN3 Fab'-SH Fragment gegen Granulozyten | Osteomyelitis |
| Arcitumomab | CEA-Scan® | murin, 99mTc-markiert | IMMU-4 F(ab')2 gegen CEA | kolorektales Karzinom |
Zurückgezogene oder aufgegebene diagnostische monoklonale Antikörper
| Name | Präparat | Typ | Zielstruktur | Geplante Anwendungsgebiete | Komplikationen und Kommentar |
|---|---|---|---|---|---|
| Igovomab | Indimacis 125 | murin, 111In markiert | CA 125-Antigen | ovarielle seröse Adenokarzinome | 1999 auf Antrag der Herstellerfirma vom europäischen Markt genommen[9]. Begründung? |
In präklinischer Prüfung oder Phase I/II-Studien befindliche therapeutische monoklonale Antikörper
| Name | Präparat | Typ | Zielstruktur | Anwendungsgebiet |
|---|---|---|---|---|
| Atrosab | – | humanisiert | CD120a (TNFR1) | Morbus Crohn, Multiple Sklerose, Rheumatoide Arthritis |
| Brentuximab | – | chimär | CD30 | Lymphome |
| Cantuzumab | – | humanisiert, Mersantin-konjugiert | CanAg (MUC1), Antikörper konjugiert mit Mersantin (Toxin) | Darmkrebs, Magenkarzinom, Pankreaskarzinom, NSCLC |
| Labetuzumab | – | humanisiert | Carcinoembryonales Antigen (CEA) | Darmkrebs, Pankreaskarzinom, Ovarialkarzinom |
| Lumiliximab | – | chimär (Macaque/human) | CD23 | Chronische lymphatische Leukämie, Asthma bronchiale |
| Nimotuzumab | TheraCim® | humanisiert | EGF-Rezeptor (Epidermal Growth Factor Receptor) | metastasierendes Irinotecan-refraktäres Kolorektalkarzinom |
| Mapatumumab | – | human | – | Darmkrebs |
| Matuzumab | EMD72000 | humanisiert | EGF-Rezeptor (Epidermal Growth Factor Receptor) | Magenkrebs, Darmkrebs, NSCLC |
| Pertuzumab | Omnitarg® | humanisiert | HER2/neu | Brustkrebs, Prostatakarzinom, Ovarialkarzinom, NSCLC |
| R1450 | – | human | Amyloid-β | Alzheimer-Krankheit |
| 1D09C3 | – | human | MHC-II | Non-Hodgkin-Lymphom (NHL) |
Zurückgezogene oder aufgegebene therapeutische monoklonale Antikörper
| Name | Präparat | Typ | Zielstruktur | Geplante Anwendungsgebiete | Komplikationen und Kommentar |
|---|---|---|---|---|---|
| Nebacumab | Centoxin® | humanisiert (IgM) | Endotoxin | Sepsis | Zulassung in Europa 1991, 1993 wegen erhöhter Sterblichkeit bei Patienten nach Behandlung mit Nebacumab im Vergleich zu Plazebo vom Markt genommen[10]. |
| Edrecolomab | Panorex® | Maus IgG2a | EpCAM | Darmkrebs | Zulassung in Deutschland 1995, 2000 vom Markt genommen, da die bisherige Standardtherapie wirksamer war. |
| TGN1412 | – | humanisiert | CD28 | Leukämie und Autoimmunerkrankungen (wie Multiple Sklerose und Rheuma) | Zytokinsturm. In der öffentlichen Kritik standen Mängel in der Versuchsplanung und -durchführung, z. B. dass das Präparat an 6 Probanden gleichzeitig abgegeben wurde, und dass die Wirkmechanismen nicht verstanden worden waren. |
Quellen
- ↑ Köhler, G. & Milstein, C. (1975): Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity. In: Nature. Bd. 256, S. 495–497. PMID 1172191. doi:10.1038/256495a0, Nachdruck in: J. Immunol. Bd. 174, S. 2453–2455. PMID 15728446 PDF
- ↑ Informationen der Nobelstiftung zur Preisverleihung 1984 an César Milstein, Georges Köhler und Niels Jerne (englisch)
- ↑ AstraZeneca discontinues development of motavizumab for RSV prophylaxis indication AstraZeneca beendet die Entwicklung von Motavizumab in RSV, Pressemeldung von AstraZeneca vom 21. Dezember 2010
- ↑ www.planetbiotechnology.com: CaroRx
- ↑ Denosumab in Postmenopausal Women with Low Bone Mineral Density, N Engl J Med 2006; 354:821-831February 23, 2006
- ↑ Prolia(R) (Denosumab) Granted Marketing Authorization in the European Union, Pressemeldung des Herstellers Amgen 28. Mai 2010 (englisch)
- ↑ Marktrücknahme von MabCampath® Informationsschreiben von Genzyme, einem Unternehmen der Sanofi Gruppe vom 10. August 2012
- ↑ Information und Stellungnahme der AkdÄ zur Marktrücknahme von MabCampath® (Alemtuzumab) Newsletter der AkdÄ vom 24. August 2012
- ↑ Community list of not active medicinal products for human use, abgerufen am 5. August 2007
- ↑ NY Times Artikel zu Nebacumab
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