Engineering eines Lipocalins als Radionuklid-Carrier für das Tumor-Targeting in vivo

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Anticaline sind eine neuartige Klasse ligandenbindender Proteine mit molekularen Erkennungseigenschaften ähnlich den Antikörpern. Diese künstlichen Proteine wurden in unserer Arbeitsgruppe durch evolutives Protein-Design ausgehend von Lipocalinen gewonnen und zeigen hervorragende Bindungsspezifitäten insbesondere gegenüber vorgegebenen niedermolekularen Liganden (wie z.B. Fluorescein oder Digoxigenin), neuerdings aber auch Proteinen als Targets. Das humane Neutrophil Gelatinase-assoziierte Lipocalin (NGAL) ist ein natürlicher Vertreter dieser Proteinfamilie, der jüngsten Erkenntnissen zufolge einen Eisen(III)-Siderophor-Komplex mit hoher Affinität bindet. NGAL sollte damit günstige Ausgangsvoraussetzungen bieten, um - mit vergleichsweise geringen Änderungen seiner Aminosäuresequenz im Bereich der Ligandentasche - künstliche Bindungsproteine (Anticaline) für therapeutisch anwendbare Radionuklid-Chelatkomplexe zu konstruieren. Diese sollen in Verbindung mit einem Targeting-Modul (z.B. einem Antikörperfragment) quasi als Weiterentwicklung "humaner bispezifischer Antikörper" für die gezielte zweistufige Radiotherapie von Tumoren dienen: d.h. zunächst Anreicherung des bispezifischen Bindungsproteins am Tumor (1. Spezifität, vermittelt durch das Targeting-Modul) und dann Gabe des Radionuklid-Chelatkomplexes, der so gezielt am Wirkort fixiert wird (2. Spezifität, vermittelt durch das modifizierte NGAL). Dazu wird das Anticalin mit etablierten rezeptorspezifischen Antikörpern (z.B. anti-Tenascin oder E-Cadherin) bzw. deren rekombinanten Fragmenten proteinchemisch konjugiert oder auch direkt gentechnisch fusioniert und die Funktion anschließend in Zellkultur und im Tiermodell geprüft.