characterisation of tumor antigens of the cutaneous t-cell lymphoma: serological immune response and expression analysis

Immuntherapien auf der Basis gut charakterisierter, tumorspezifischer Antigene stellen ein vielversprechendes Konzept der Tumortherapie dar. Ein potentielles Antigen für immuntherapeutische Strategien sollte möglichst tumorspezifisch exprimiert sein und es sollte einen Hinweis auf bereits erfolgte Immunantworten im Patienten geben, wie z.B. die Existenz spezifischer Antikörper oder zytotoxischer T-Zellen (CTL). Eine membranständige Lokalisation ist für die Verwendung von Tumorantigenen in Antikörpertherapien notwendig. Während für viele Neoplasien Tumorantigene bekannt sind, wurden für das kutane T-Zell Lymphom (CTCL) bislang nur sehr wenige tumorassoziierte Antigene identifiziert. Die Antigene se57-1, se70-2, cTAGE-1 und GBP-5ta wurden durch serologisches Durchsuchen einer Phagenbank aus Testis- bzw. Tumorgewebe (SEREX-Methode) identifiziert. In der vorliegenden Arbeit wurde die Immunogenität dieser vier Tumorantigene in einem neu entwickelten ELISA mit CTCL-, Parapsoriasis-, Melanom- und Kontrollseren untersucht. se70-2 und cTAGE-1 Protein erkannten nur wenige Patientenseren. Für GBP-5ta konnte dagegen eine signifikant höhere Reaktivität der CTCL-Seren im Vergleich zu den Kontrollseren ermittelt werden. Bei se57-1 waren die CTCL- und die Parapsoriasisseren hoch signifikant verschieden zu den Kontrollseren. Dieses putativ virusinduzierte Antigen sollte in zukünftigen Arbeiten auf seine mögliche Funktion als Entzündungsmarker weiter untersucht werden. Für das CTCL sollten weitere Kombinationen von Tumorantigenen auf ihren diagnostischen Wert in der Serologie getestet werden. Des Weiteren konnten in dieser Arbeit die CTCL assoziierten Antigene se2-2 und die GBP-5 Familie genauer charakterisiert werden: Die Expressionsanalyse von se2-2 Protein und mRNA in verschiedenen Normalgeweben zeigte ein differentielles Expressionsmuster. Im SEREX wurde se2-2 serologisch spezifisch nur von CTCL-Seren erkannt. Möglicherweise wäre se2-2 eine geeignete Zielstruktur für die serologische Diagnostik des CTCL. Aufgrund seiner fehlenden Tumorspezifität ist se2-2 für die Immuntherapie jedoch wenig geeignet. Die neu identifizierte GBP-5 Familie besteht aus mindestens drei Spleißvarianten (GBP-5ta, GBP-5a und GBP-5b), die zwei Proteine, GBP-5ta und GBP-5a/b, kodieren. GBP-5ta ist gegenüber GBP-5a/b C-terminal um 97 AS verkürzt. GBP-5ta mRNA wird differentiell exprimiert, während GBP-5ta Protein PBMC-spezifisch exprimiert wird. In CTCL-Tumorgewebe konnte GBP-5ta nachgewiesen werden, wogegen in Melanomzelllinien fast ausschließlich GBP-5a/b vorliegt. Gegen GBP-5ta konnte eine humorale Immunantwort bei CTCL-Patienten nachgewiesen werden: Im SEREX wurde GBP-5ta nur von CTCL-Patientenseren erkannt. Auch in der ELISA-Methode reagierten signifikant mehr Patientenseren als Kontrollseren mit GBP-5ta. Die höhere Immunogenität von GBP-5ta gegenüber GBP-5a/b im SEREX unterstreicht die Bedeutung der verkürzten Variante. Ob CTL gegen GBP-5ta präsentierende Zellen existieren, wird momentan untersucht. Die GBP-5 Spleißvarianten sind hoch homolog zur Familie der GTPasen, zu denen auch das Onkogen Ras gehört. Das verkürzte Protein von GBP-5ta könnte durch den Verlust der C-terminalen Domäne seine eventuelle anti-proliferierende Funktion verlieren. Ein Knock-out Versuch von GBP-5 könnte die Bedeutung von GBP-5 in der Tumorzelle untersuchen. Darüber hinaus wäre es vielversprechend, die GTPase Aktivität der GBP-5 Varianten in einem GTP-Bindungs-Assay zu überprüfen. GBP-5ta könnte eine mögliche Ursache des unkontrollierten Wachstums der Tumorzelle und somit eine vielversprechende potentielle Zielstruktur für therapeutische Ansätze für das CTCL sein.Immunotherapies represent a promising concept of tumor-therapies on the basis of well-characterized, tumor-specific antigens. A potential antigen for immunotherapeutic strategies should be preferably tumor-specific expressed and should give a reference to immune responses in the patient, already taken place, as by antibodies or cytotoxic T-cells (CTL). A localization in the membrane is necessarily for antibody therapies. While for many neoplasia tumor antigens are known, the cutaneous t-cell lymphoma (CTCL) so far only very few tumor-associated antigens were identified. The tumor antigens, se57-1, se70-2, cTAGE-1 and GBP-5ta were identified by screening a testis and tumor tissue phage library (SEREX approach). In this work the immunogenicity of this four antigens was investigated in a newly developed ELISA using sera from CTCL, Parapsoriasis and melanoma patients as well as healthy controls. The ELISA results showed that only few patient sera reacted against se70-2 and cTAGE-1. CTCL sera reacted significantly more frequent against GBP-5ta than control sera. se57-1 protein was detected by sera from CTCL and Parapsoriasis patients, but hardly by any control sera. This putativ virus-induced antigen should be further examined for its possible function as inflammation marker. For the CTCL further combinations of tumor antigens should be tested to their diagnostic value. The CTCL associated antigens se2-2 and antigens of the GBP-5 family could be characterized in this work. The expression analysis of se2-2 protein and mRNA in different control tissues showed a differential expression. Secondary screening by SEREX indicated a serological specificity for se2-2. se2-2 could be a suitable target for serological diagnostic of the CTCL but due to its missing expression specificity se2-2 is little suitable for immunotherapy. The newly identified GBP-5 family consists of at least three splicing variants (GBP-5ta, GBP-5a and GBP-5b), coding for two proteins, GBP-5ta and GBP-5a/b. GBP-5ta is C-terminally truncated by 97 aa in comparison to GBP-5a/b. GBP-5ta mRNA is differentially expressed, while GBP-5ta protein is PBMC-specific. GBP-5ta is expressed in CTCL tumor tissue, while in melanoma cell lines almost exclusively GBP-5a/b was found. A humoral immune response in CTCL patients against GBP-5ta could be: SEREX indicated a serological specificity. Accordingly to the ELISA method significantly more patients` sera than control sera reacted against GBP-5ta. The higher immunogenicity of GBP-5ta in comparison to GBP-5a/b underlines the importance of the shortened variant. Whether CTL exist against GBP-5ta epitopes presently examined. The GBP-5 splicing variants are highly homologous to the GTPase superfamily including the ras oncogen. The loss of the C-terminal domain might be one reason why the truncated protein GBP-5ta loses its possible anti-proliferating function. GBP-5 knockout experiments could examine the meaning of GBP-5 in the tumor cell. Beyond that, it would be promising to examine the GTPase activity of the GBP-5 variants in a GTP-binding-assay. GBP-5ta could be a possible cause of the uncontrolled growth of the tumor cell and thus a promising potential target for therapy for the CTCL