Titelaufnahme

Antithymozytenglobuline (ATGs) sind polyklonale Antikörperpräparationen, die durch die Immunisierung von Kaninchen mit humanen Leukozyten gewonnen werden. ATGs werden als sehr wirksame Immunsuppressiva zur Prävention und Behandlung von Abstoßungsreaktionen nach Organtransplantation und hämatopoetischer Stammzelltransplantation verwendet. Im klinischen Alltag sind derzeit zwei unterschiedliche ATG- Präparate von Bedeutung: ATG-Fresenius und Thymoglobulin. Antikörper in ATGs binden an verschiedene Oberflächenantigene unterschiedlicher Zellen des hämatopoietischen Systems und beeinflussen in weiterer Folge die Zellfunktion. Daher ist es, seit ATGs in klinischer Verwendung sind, ein großes Anliegen, die Antikörperspezifitäten in ATGs zu charakterisieren. Allerdings sind die publizierten Beschreibungen der ATG-Antikörper und ihre immunmodulierenden Effekte auf einige wenige Reaktivitäten beschränkt. Um ATGs im klinischen Alltag Patienten-orientierter nutzen zu können, war das Ziel dieser Arbeit die qualitative und quantitative Zusammensetzung der Antikörper in ATG-Fresenius und Thymoglobulin zu bestimmen. Unterschiede in der Anzahl Leukozyten-reaktiver Antikörper oder der gebundenen Antigene können eine unterschiedliche klinische Wirksamkeit verschiedener ATG-Chargen bewirken. Daher wurden im ersten Teil dieser Arbeit in vitro Methoden etabliert, die eine leichte und effiziente Evaluierung verschiedener Chargen von ATG-Fresenius und Thymoglobulin ermöglichen. Die Interaktion verschiedener ATG-Chargen mit humanen Leukozyten von gesunden Spendern und Patienten nach Nierentransplantation wurde untersucht. Durch Bindungsstudien mit ATGs auf Zelllinien, die verschiedene ATG-Antigene exprimieren, konnte gezeigt werden, dass sich verschiedene Chargen bezüglich der Antikörperzusammensetzung wenig unterscheiden. Zusätzlich wurde die Fähigkeit verschiedener ATG-Chargen getestet, die Komplement-vermittelte Lyse von humanen Leukozyten zu verursachen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigen ebenfalls, dass bei verschiedenen Chargen beider ATG-Präparate keine qualitativen und quantitativen Unterschiede in der Antikörperzusammensetzung zu erwarten sind. Im zweiten Teil dieser Arbeit, wurden mittels retroviraler Expressions-Klonierung neue ATG- Antigene identifiziert. Weiters wurde bewiesen, dass mit den in der Literatur beschriebenen und den in dieser Studie neu entdeckten Antigenen, die wichtigsten humanspezifischen IgG Antikörper in ATG- Fresenius und Thymoglobulin bereits erfasst sind. Durch Entfernung von Antikörpern mit bestimmter Spezifität aus ATG-Präparaten kombiniert mit funktionellen Testsystemen, konnte die Funktionsweise spezifischer ATG- Antikörper genau untersucht werden. So wurde gezeigt, dass ATG- Antikörper, die an den T Zellrezeptor und an die kostimulatorischen Moleküle CD2 und CD28 binden, maßgeblich an der Aktivierung humaner T Zellen beteiligt sind. Die in dieser Arbeit bestimmte qualitative und quantitative Zusammensetzung der Antikörper in ATG-Fresenius und Thymoglobulin und deren funktionelle Eigenschaften, könnten als Grundlage für eine Patienten-orientiertere Nutzung von ATGs im klinischen Alltag dienen.

ATG-Fresenius and Thymoglobulin are polyclonal antithymocyte globulins (ATGs) produced by immunizing rabbits with human leukocytes. They are used for treatment and prevention of graft rejection in solid organ and bone marrow transplantation as well as for the therapy of aplastic anemia. Their strong immunosuppressive potential is attributed to ATG antibody binding to surface antigens expressed on immune and non- immune cells. Although, ATGs have been used as immunosuppressive agents for several decades, there is still limited knowledge regarding their composition and immunomodulatory properties. In the first part of this thesis, an extensive evaluation of different batches of ATG-Fresenius and Thymoglobulin was performed. The interaction of different ATG batches to human leukocytes of healthy controls and kidney transplant recipients was determined. In addition, ATGs were probed with cell lines expressing major ATG-antigens to exclude that the antigen-profile differs from batch to batch. Finally, complement dependent lysis of human peripheral blood leukocytes mediated by different ATG batches was assessed. The results obtained within the first part of this thesis demonstrate that there is a high homogeneity among ATG-batches. From these results it can be expected that the clinical efficacy of ATG- Fresenius and Thymoglobulin will not significantly differ from batch to batch. In the second part of the thesis, retroviral expression cloning was used to identify new antigens targeted by ATG-Fresenius and Thymoglobulin. Furthermore, it was shown that the newly identified specificities together with the already known specificities represent the majority of the ATG antibodies directed to human antigens. For the first time, quantitative information on ATG antibodies directed to different antigens was obtained. In addition, ATG antibodies that bind to the T cell receptor complex and the costimulatory molecules CD2 and CD28 were determined as key mediators in the ATG-induced activation of T cells. The comprehensive information on the antibody composition in ATG- Fresenius and Thymoglobulin and the functional data that are provided in this thesis might help to use ATGs within therapeutic regimens designed for the clinical condition of each individual patient.