Restoration of antitumor immunity through anti-MICA antibodies elicited with a chimeric protein

Background Natural killer and cytotoxic CD8+ T cells are major players during antitumor immunity. They express NKG2D, an activating receptor that promotes tumor elimination through recognition of the MHC class I chain-related proteins A and B (MICA and MICB). Both molecules are overexpressed on a great variety of tumors from different tissues, making them attractive targets for immunotherapy. However, tumors shed MICA and MICB, and the soluble forms of both (sMICA and sMICB) mediate tumor-immune escape. Some reports indicate that anti-MICA antibodies (Ab) can promote the restoration of antitumor immunity through the induction of direct antitumor effects (antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC) and scavenging of sMICA. Therefore, we reasoned that an active induction of anti-MICA Ab with an immunogenic protein might represent a novel therapeutic and prophylactic alternative to restore antitumor immunity. Methods We generated a highly immunogenic chimeric protein (BLS-MICA) consisting of human MICA fused to the lumazine synthase from Brucella spp (BLS) and used it to generate anti-MICA polyclonal Ab (pAb) and to investigate if these anti-MICA Ab can reinstate antitumor immunity in mice using two different mouse tumors engineered to express MICA. We also explored the underlying mechanisms of this expected therapeutic effect. Results Immunization with BLS-MICA and administration of anti-MICA pAb elicited by BLS-MICA significantly delayed the growth of MICA-expressing mouse tumors but not of control tumors. The therapeutic effect of immunization with BLS-MICA included scavenging of sMICA and the anti-MICA Ab-mediated ADCC, promoting heightened intratumoral M1/proinflammatory macrophage and antigen-experienced CD8+ T cell recruitment. Conclusions Immunization with the chimeric protein BLS-MICA constitutes a useful way to actively induce therapeutic anti-MICA pAb that resulted in a reprogramming of the antitumor immune response towards an antitumoral/proinflammatory phenotype. Hence, the BLS-MICA chimeric protein constitutes a novel antitumor vaccine of potential application in patients with MICA-expressing tumors. Fil: Torres, Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Regge, María Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Secchiari, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Friedrich, Adrián David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Spallanzani, Raúl Germán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Raffo Iraolagoitia, Ximena Lucía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Nuñez, Sol Yanel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Sierra, Jessica Mariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Ziblat, Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Santilli, Maria Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Gilio, Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Almada, Evangelina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Lauché, Constanza Elena. Inmunova S.A; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina Fil: Pardo, Romina Paola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Inmunova S.A; Argentina Fil: Domaica, Carolina Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Fuertes, Mercedes Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina Fil: Madauss, Kevin Patrick. Glaxo Smith Kline; Estados Unidos Fil: Hance, Kenneth W.. Glaxo Smith Kline; Estados Unidos Fil: Gloger, Israel S.. Glaxo Smith Kline; Estados Unidos Fil: Zylberman, Vanesa. Inmunova S.A; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Goldbaum, Fernando Alberto. Inmunova S.A; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina Fil: Zwirner, Norberto Walter. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina