FORPRION

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND PRIONEN

LMU 4 Entwicklung eines BSE-nvCJK-Schnelltests und Entwicklung von Arzneimitteln zur Behandlung der nvCJK

Arbeitsfeld:

Ziele des Projektes waren die Entwicklung eines BSE-CJK Schnelltestes und die Entwicklung von Arzneimitteln zur Behandlung von CJK. Im Mittelpunkt beider Ziele steht der 37 kDa/67 kDa Lamininrezeptor LRP/LR, der von uns als Rezeptor für das zelluläre Prion-Protein PrPc und das infektiöse Scrapie Prion-Protein PrP27-30 identifiziert werden konnte. Der Spiegel der 67 kDa LR Form des Rezeptors ist in der Leukozytenfraktion des Blutes und in der Cerebrospinalflüssigkeit (CSF) von Rindern, welche an BSE leiden, erhöht. Nach Testung von mehreren hundert BSE-Proben wurden jedoch für beide Körperflüssigkeiten nur Sensitivitäts- und Spezifitätsraten von etwa 80% erreicht. Dies genügt nicht, um die Kriterien der EU (100% Sensitivität und 100% Spezifität) für die Zulassung eines neuen BSE-Tests zu erfüllen. Damit fügt sich LRP/LR in die Reihe von Surrogatmarkern wie NSE, S100, 14.3.3 oder Plasminogen ein, die alle nicht die Erfordernisse für einen zuverlässigen BSE-CJK Test erfüllen. LRP/LR stellt jedoch auch ein vielversprechendes Ziel für die Behandlung von Prionerkrankungen dar. Dies demonstrierten wir in Zellkulturexperimenten, die zeigten, dass durch Absenkung des LRP/LR –Spiegels mit Hilfe von (1) siRNA Technologie, oder Blockierung des Rezeptors über (2) LRP/LR spezifische Antikörper oder (3) definierte Zuckermoleküle (polysulfierte Glykane) Prion vermehrende Zellen von infektiösen Prionen befreit werden konnten. Um siRNAs langfristig in Mäuse (und später in CJK Patienten) einzubringen, konstruierten wir rekombinante lentivirale Vektoren, welche siRNAs exprimieren können und mikroinjizierten diese in Mausgehirne. Dadurch senkten wir den 67 kDa LR Spiegel im Gehirn der Mäuse. Infektionsstudien an diesen Mäusen werden zeigen, ob durch Absenkung des LR Spiegels die Mäuse von Scrapie geheilt werden können. Sollte dies der Fall sein, werden klinische Studien an CJK Patienten mit Hilfe dieser rekombinanten lentiviralen Vektoren erwogen. Der LRP/LR spezifische Antikörper W3 konnte die Überlebenszeit in Scrapie infizierten Mäusen um den Faktor 2.3 (plus 130%) verlängern. Polysulfierte Glykane wie Heparanmimetics (HMs) oder Pentosanpolysulfat (PPS) konnten die Überlebenszeit Scrapie infizierter Mäuser ebenfalls verlängern und Mäuse im Falle des PPS sogar von Scrapie heilen. Deswegen werden wir nun klinische Studien mit W3, PPS und HMs durchführen, um zu untersuchen, ob diese Substanzen CJK-Patienten heilen oder deren Zustand zumindest verbessern können. Da der W3 Antikörper aus Kaninchen nur in begrenzten Mengen zur Verfügung steht, haben wir durch einen Phage Display Ansatz und rekombinante DNA Technologie Einzelkettenantikörper (scFvs) gegen den Rezeptor generiert. Diese scFvs wurden über passiven Immunotransfer und über die Mikroinjektion von rekombinanten Adeno-assoziierten-Viren (AAV), die diese Antikörper exprimieren können, Mäusen verabreicht. Die so verabreichten Antikörper reduzierten zwar deutlich die periphere PrPSc Vermehrung in der Milz, konnten jedoch die Überlebenszeit Scrapie infizierter Mäuse nicht verlängern. Deswegen verbesserten wir die Affinität der Antikörper zum Antigen LRP/LR durch die Methode des Chain Shuffeling. Dies resultierte in den scFv iS18 bzw. den volle Länge Antikörper IgG iS18. Beide haben eine zehn-fach höhere Affinität zum Antigen. Wir werden beide Antikörper über passiven Immunotransfer und über die Injektion rekombinanter lentiviraler Vektoren ins Gehirn Scrapie infizierten Mäusen verabreichen. Sollte dies zu einer Verlängerung der Überlebenszeit führen sind klinische Studien mit beiden Antikörpern geplant. Unsere Studie empfiehlt (1) polysulfierte Glykane wie PPS und HMs, (2) Antikörper gegen LRP/LR und (3) siRNAs gegen die LRP mRNA als vielversprechende therapeutische Werkzeuge zur Behandlung von Prionerkrankungen, welche zumindest zum Teil bereits jetzt in klinische Studien eingesetzt werden können.