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Background: Epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) is frequently and highly expressed on human carcinomas. The emerging role of EpCAM as a signalling receptor and activator of the wnt pathway, and its expression on tumor-initiating cells, further add to its attractiveness as target for immunotherapy of cancer. Thus far, five conventional monoclonal IgG antibodies have been tested in cancer patients. These are murine IgG2a edrecolomab and its murine/human chimeric IgG1 antibody version, and humanized, human-engineered and fully human IgG1 antibodies 3622W94, ING-1, and adecatumumab (MT201), respectively. Here we compared all anti-EpCAM antibodies in an attempt to explain differences in clinical activity and safety. Methods: We recombinantly produced all antibodies but murine edrecolomab and investigated them for binding affinity, EpCAM epitope recognition, ADCC and CDC, and inhibition of breast cancer cell proliferation. Results: ING-1 and 3622W94 bound to EpCAM with much higher affinity than adecatumumab and edrecolomab. Edrecolomab, ING-1, and 3622W94 all recognized epitopes in the exon 2-encoded N-terminal domain of EpCAM, while adecatumumab recognized a more membrane proximal epitope encoded by exon 5. All antibodies induced lysis of EpCAM-expressing cancer cell lines by both ADCC and CDC with potencies that correlated with their binding affinities. The chimeric version of edrecolomab with a human Fc gamma 1 domain was much more potent in ADCC than the murine IgG2a version. Only adecatumumab showed a significant inhibition of MCF-7 breast cancer cell proliferation in the absence of complement and immune cells. Conclusion: A moderate binding affinity and recognition of a distinct domain of EpCAM may best explain why adecatumumab showed a larger therapeutic window in cancer patients than the two high-affinity IgG1 antibodies ING-1 and 3622W94, both of which caused acute pancreatitis.

Die vorliegende Studie trägt zum besseren Verständnis des breiten klinischen Spektrums und des Fehlens universeller Serum- Marker der infektionsassoziierten Krankheitsaktivität der Lupus- Nephritis und möglicherweise anderer Formen der Immunkomplexnephritis bei. Exogener Kontakt mit TLR 7- Liganden hat die Entwicklung der Lupus- Nephritis bei jungen, gesunden MRL- Wildtyp und MRLlpr/lpr Mäusen nicht getriggert und hatte keinen signifikanten Effekt auf die Krankheitsaktivität bei diesen jungen Mäusen. Bei alten Lupus- Mäusen führte eine ähnliche Exposition jedoch zu einem merklichen Anstieg der Serumspiegel proinflammatorischer Zytokine und von IFNα, sowie zu einer Infiltration der Nierenglomeruli 18 Wochen alter MRLlpr/lpr Mäuse mit Makrophagen und einer (nicht signifikanten) Erhöhung der Autoantikörperspiegel. Diese Daten unterstützen die Theorie, dass dem Toll- like Rezeptor 7 eine Rolle bei den Mechanismen, die das Fortschreiten der autoimmunen Gewebsschädigung in MRLlpr/lpr Mäusen fördern, zukommt. Basierend auf den Ergebnissen der funktionellen Rolle von TLR 7 in Lupus- Mäusen und in Primärzellen, die aus Lupusmäusen isoliert wurden, sahen wir in der TLR 7- Blockade ein mögliches neues Ziel, um die schädlichen Effekte des Signalings über Immunkomplexe und endogene Liganden zu begrenzen. Es zeigte sich, dass die Blockade von TLR 7 und TLR 7 + TLR 9 die Gewebsschäden in Nieren und Lunge signifikant reduzieren konnte. Eine TLR 7 Antagonisierung mit dem Oligodeoxyribonukleotid IRS661 senkte die Menge an Autoantikörpern (insbesondere anti- SM, anti- dsDNA, IgG2a, IgG2b), entzündlichen Zytokine und Chemokinen im Serum, glomerulären Ablagerungen von IgG2a und Komplementfaktor C3c deutlich. Die Hemmung von TLR 7 reduzierte ebenfalls die CC- Chemokin- gesteuerten Makrophagen- und T- Zell- Infiltrate in den Nieren. Dies zeigte sich durch erniedrigte Spiegel von Ccr2, Ccr5, Ccl2 und Ccl5 in den Nieren behandelter Tiere. Diese Ergebnisse unterstützen das Konzept, dass endogene TLR 7- Liganden zur Pathogenese der Autoantikörperproduktion und der autoimmun vermittelten Gewebsschädigung des SLE beitragen. Die TLR 7- Blockade könnte ein neues therapeutisches Konzept beim Lupus erythematodes sein.

Plattenepithelkarzinome des Kopf-Hals-Bereichs (HNSCC) haben, vor allem im fortgeschrittenen Stadium, wegen einer hohen Rate an lokalen Lymphknotenmetastasen und Fernmetastasen eine schlechte Prognose. Aus diesem Grunde ist man auf der Suche nach effektiven adjuvanten Therapiemöglichkeiten. Das Prinzip der Radioimmuntherapie scheint hierfür sehr viel versprechend zu sein. Plattenepithelkarzinome des Kopf-Hals-Bereichs exprimieren die tumorassoziierten Antigene EpCAM und CK8. Ziel dieser Arbeit war es, die Biodistribution und die therapeutische Wirksamkeit der an 131I bzw. 123I gekoppelten Antikörper gegen EpCAM und Cytokeratin 8 (C215 und HK-8) in vivo im SCID-Mausmodell zu untersuchen. Zunächst wurden Studien zur Biodistribution durchgeführt. Zu definierten Zeitpunkten nach i.v.-Applikation von 131I-markierten IgG2a-Antikörper C215 bzw. HK-8 wurden Mäuse euthanasiert und der prozentuale Anteil der injizierten Dosis pro Gramm Gewebe (%ID/g) in den einzelnen Organen sowie im Tumor bestimmt. Szintigraphiestudien mit 123I-C215 und 123I-HK-8 ergaben ebenfalls Aufschlüsse über die systemische Verteilung der Radioimmunkonjugate (RIK). Zudem wurde die therapeutische Wirksamkeit von 131I-C215 untersucht. Hierzu wurden den xenotransplantierten Mäusen 25, 15 oder 5 MBq des RIK systemisch verabreicht. Die Kontrollgruppen erhielten entweder den unmarkierte Antikörper oder sterile Kochsalzlösung. In den Untersuchungen zur Biodistribution und in der Szintigraphie ließ sich eine spezifische Anreicherung der markierten Antikörper im Tumor nachweisen. Die erreichten Tumor/Nicht-Tumor- (T/NT-) Verhältnisse waren bei Vergleich beider RIK ähnlich. Durch Anstieg der T/NT-Verhältnisse nahezu aller Proben, konnte in beiden Fällen eine stetige Zunahme der RIK-Anreicherung im Tumor nachgewiesen werden. Das Nicht-Blut/Blut-Verhältnis zeigte ebenfalls sowohl für 131I-CK8 als auch 131I-C215 eine spezifische Anreicherung im Tumor. Das Problem eines relativ hohen Anteils beider RIK in Milz und Leber konnte durch zusätzliche Applikation von unspezifischem CD20-IgG2a verhindert werden, da dieser Effekt unter anderem auf einen Mangel an endogenem IgG2a in SCID-Mäusen zurückzuführen ist. In der Therapiestudie zeigten die Mäuse, denen 15 MBq injiziert worden waren, 24 Tage p.i. ein im Vergleich zum Applikationszeitpunkt relatives Tumorvolumen von 0,38. Bei den Mäusen, die 25 MBq erhalten hatten war an Tag 17 p.i. ein relatives Tumorvolumen von 0,56 zu verzeichnen. Es war also zu einer deutlichen Reduktion des Tumorvolumens um 44 bzw. 62 Prozent gekommen. Dies konnte jedoch nur auf Kosten einer hohen Toxizität erreicht werden. In der Therapiegruppe, die 5 MBq erhalten hatte und in den beiden Kontrollgruppen (NaCl oder unmarkierter Antikörper) war kein antitumoraler Effekt festzustellen. Hier zeigte sich erwartungsgemäß ein exponentielles Tumorwachstum. Die vorliegenden Ergebnisse lassen darauf schließen, dass Antikörper gegen EpCAM gut geeignet sind für eine radioimmuntherapeutische Behandlung von HNSCC, da die applizierten Antikörper in ausreichender Menge ihr Target, d. h. die Tumorzellen erreichten. Allerdings erwiesen sich die gewählten Dosierungen von 15 und 25 MBq 131I-C215 bei tumortragenden Mäusen als radiotoxisch.

Background: Molecular mechanisms regulating leukocyte sequestration into the tissue during endotoxemia and/or sepsis are still poorly understood. This in vivo study investigates the biological role of murine PECAM-1 and VCAM-1 for leukocyte sequestration into the lung, liver and striated skin muscle. Methods: Male BALB/c mice were injected intravenously with murine PECAM-1 IgG chimera or monoclonal antibody (mAb) to VCAM-1 ( 3 mg/kg body weight); controls received equivalent doses of IgG2a ( n = 6 per group). Fifteen minutes thereafter, 2 mg/kg body weight of Salmonella abortus equi endotoxin was injected intravenously. At 24 h after the endotoxin challenge, lungs, livers and striated muscle of skin were analyzed for their myeloperoxidase activity. To monitor intravital leukocyte-endothelial cell interactions, fluorescence videomicroscopy was performed in the skin fold chamber model of the BALB/c mouse at 3, 8 and 24 h after injection of endotoxin. Results: Myeloperoxidase activity at 24 h after the endotoxin challenge in lungs (12,171 +/- 2,357 mU/g tissue), livers ( 2,204 +/- 238 mU/g) and striated muscle of the skin ( 1,161 +/- 110 mU/g) was significantly reduced in both treatment groups as compared to controls, with strongest attenuation in the PECAM-1 IgG treatment group. Arteriolar leukocyte sticking at 3 h after endotoxin (230 +/- 46 cells x mm(-2)) was significantly reduced in both treatment groups. Leukocyte sticking in postcapillary venules at 8 h after endotoxin ( 343 +/- 69 cells/mm(2)) was found reduced only in the VCAM-1-mAb-treated animals ( 215 +/- 53 cells/mm(2)), while it was enhanced in animals treated with PECAM-1 IgG ( 572 +/- 126 cells/mm(2)). Conclusion: These data show that both PECAM-1 and VCAM-1 are involved in endotoxin-induced leukocyte sequestration in the lung, liver and muscle, presumably through interference with arteriolar and/or venular leukocyte sticking. Copyright (C) 2004 S. Karger AG, Basel.

The two coupling agents SPDP (N-succinimidyl-3-(2-pyridyldithio)propionate) and SATA (N-succinimidyl-S-acetylthioacetate) were compared in their efficiency and feasibility to couple monoclonal antibodies (Abs) via thioether linkage to liposomes functionalized by various lipophilic maleimide compounds like Full-size image methyl ester (MP-PL), N-(3-maleimidopropionyl)phosphatidylethanolamide (MP-PE), Full-size image methyl ester (EMC-PL), and N-(6-maleimidocaproyl)phosphatidylethanolamine (EMC-PE). The composition of the liposomes was soy phosphatidylcholine (SPC), cholesterol, maleimide compounds and -tocopherol (1:0.2:0.02:0.01, mol parts), plus N4-oleylcytosine arabinoside (NOAC) as cytostatic prodrug (0.2 mol parts) and a new, lipophilic and highly fluorescent dye N,N′-bis(1-hexylheptyl)-3,4:9,10-perylenebis(dicarboximide) (BHPD, 0.006 mol parts). From the maleimide derivatives MP-PL was the most effective in terms of preservation of the coupling activity in dependence of liposome storage. The coupling of the monoclonal A B8-24.3 (mouse IgG2b, MHC class I, anti H-2kb) and IB16-6 (rat IgG2a, anti B16 mouse melanoma) to the drug carrying liposomes was more effective and easier to accomplish with SATA as compared to SPDP. Coupling rates of 60–65% were obtained with SATA at molar ratios of 12 SATA:1 Ab:40 maleimide spacer groups on the surface of one liposome. The highest coupling rates with SPDP were obtained at the ratio of 24 SPDP:1 Ab:40 liposomal maleimide groups, with an Ab binding efficiency of only 20–25%. The optimal in vitro binding conditions to specific target cells (EL4 for B8-24.3-liposomes and B16-F10 for IB16-6-liposomes) were determined by cytofluorometric measurement of the liposomal BHPD fluorescence with SATA linked Abs. Optimal immunoliposome binding to specific epitopes on the target cells was achieved with 1–2 Ab molecules coupled to one liposome, with immunoliposome concentrations of 20–130 nM and with a small incubation volume of 0.3–0.4 ml. The specificity of the binding of B8-24.3-liposomes to EL4 target cells was visualized by scanning electron microscopy. Antibody mediated endocytic uptake of immunoliposomes could be demonstrated by transmission electron microscopy.

The establishment of hybridomas after fusion of X63-Ag8.653 mouse myeloma cells and splenocytes from mice hyperimmunized against human astrocytomas is presented. The animals were primed with 5 × 106 chemically modified uncultured or cultured glioma cells. Six weeks after the last immunization step an intrasplenal booster injection was administrated and 3 days later the spleen cells were prepared for fusion experiments. According to the specificity analysis of the generated antibodies 7 hybridoma products (MUC 7-22, MUC 8-22, MUC 10-22, MUC 11-22, MUC 14-22, MUC 15-22 and MUC 2-63) react with gliomas, neuroblastomas and melanomas as well as with embryonic and fetal cells but do not recognize non-neurogenic tumors. The selected monoclonal antibodies (McAbs) of IgG1 and IgG2a isotypes are not extensively characterized but these antibodies have been demonstrated to be reactive with a panel of glioma cell lines with varying patterns of antigen distribution. Using the McAbs described above and a series of cryosections of glioma biopsies and paraffin sections of the same material as well as glioma cultures established from these, variable antigenic profiles among glioma cell populations could be demonstrated. From these results it is evident that there is not only a distinct degree of antigenic heterogeneity among and within brain tumors, but also that the pattern of antigenic expression can change continuously. Some of the glioma associated antigens recognized by the selected antibodies persist after fixation with methanol/acetone and Karnovsky's fixative and probably are oncoembryonic/oncofetal antigen(s). The data suggest that the use of McAbs recognizing tumor associated oncofetal antigens in immunohistochemistry facilitates objective typing of intracranial malignancies and precise analysis of fine needle brain/tumor biopsies in a sensitive and reproducible manner.