Die Hämophilie ist Folge eines erblichen Ungleichgewichts der Hämostase infolge eines Mangels an einem Gerinnungsfaktor: Faktor VIII (FVIII) bei der Hämophilie A, Faktor IX (FIX) bei der Hämophilie B. Diese Erkrankungen, die bei Geburt etwa einen bis zwei von 10 000 Jungen bzw. einen von 25 000 betreffen, setzen die Patienten einer hämorrhagischen Diathese aus. Die Behandlung beruht üblicherweise auf der Substitution des fehlenden Faktors durch plasmatische oder rekombinante Konzentrate. Dieser Ansatz weist jedoch Grenzen auf: die Notwendigkeit eines häufigen intravenösen Zugangs und vor allem das Auftreten von Hemmkörpern, die den therapeutischen Faktor neutralisieren, bei bis zu 30 % der Patienten mit Hämophilie A und etwa 3 % der Patienten mit Hämophilie B. Patienten, die solche Inhibitoren entwickelt haben, stellen eine anhaltende therapeutische Herausforderung dar, der sich die neueren Therapien – nicht-faktorielle Substitution, In-vivo-Gentherapie – zu stellen versuchen.
Die Autoren schlagen eine originelle Strategie vor, die auf Einzeldomänen-Antikörperfragmenten (single-domain antibodies bzw. sdAb) aus dem Lama basiert. Statt den fehlenden Faktor zu ersetzen, zielen diese Fragmente darauf ab, die Hämostase durch Hemmung des Antithrombins wieder ins Gleichgewicht zu bringen, eines der antikoagulanten Proteine, die die Gerinnungskaskade auf natürliche Weise bremsen. Nach Immunisierung eines Lamas wurden monovalente sdAb zu multivalenten Formaten zusammengesetzt: ein biparatopisches Fragment mit der Bezeichnung KB-AT-23, das zwei monovalente Antikörper über Peptidbindungen verbindet. Diese Konstrukte wurden zunächst in vitro untersucht und anschließend an Mäusen verabreicht, entweder direkt in Proteinform oder über einen adeno-assoziierten viralen Vektor des Serotyps 8 (AAV8) mit hepatischem Tropismus, dessen Expression unter der Kontrolle eines hepatozytenspezifischen Promotors stand.
In vitro blockieren die multivalenten Fragmente die Aktivität des Antithrombins wirksam und stellen das Thrombingenerierungspotenzial in einem FVIII-defizienten Plasma wieder her. In Proteinform an Hämophilie-A-Mäuse verabreicht, reduziert das biparatopische Fragment den Blutverlust in einem Modell einer akuten hämorrhagischen Läsion (Schwanzschnitt-Modell) signifikant. Im AAV8-Vektor verpackt, erwies sich dasselbe Fragment bei dauerhafter Expression in der Leber als sicher und wenig immunogen. Vor allem korrigiert diese anhaltende hepatische Expression den hämorrhagischen Phänotyp bei Mäusen mit Hämophilie A wie auch mit Hämophilie B, einschließlich bei Vorliegen von Hemmkörpern gegen den therapeutischen Gerinnungsfaktor.
Diese Arbeiten zeigen, dass gegen Antithrombin gerichtete Einzeldomänen-Antikörper die Hämostase unabhängig von FVIII oder FIX wieder ins Gleichgewicht bringen können, unabhängig davon, ob sie in Proteinform oder mittels hepatischer Gentherapie verabreicht werden. Die bei den Mausmodellen mit Inhibitoren beobachtete Wirksamkeit stellt den bemerkenswertesten Beitrag dieses Ansatzes dar, der sich vom fehlenden Faktor selbst löst.