Intratumorale T-Zellen in einem Spontanlymphommodell der Maus

Es gibt zahlreiche Bemühungen, neue Immuntherapien zur Behandlung
von malignen Tumoren zu entwickeln, da die Prognose vieler
Krebserkrankungen immer noch schlecht ist. Dazu muss das
Verständnis, wie die verschiedenen Immunzellen innerhalb des
Tumormilieus miteinander interagieren, verbessert werden.
Mausmodelle für Spontantumoren spiegeln die klinische Situation
besser wider als transplantierbare Tumoren und stellen somit eine
gute Möglichkeit dar, die während der Tumorentwicklung
stattfindenden Immunreaktionen zu analysieren. In der vorliegenden
Dissertation wurde mit Mäusen gearbeitet, in deren B-Zellen das
Onkogen c-MYC konstitutiv exprimiert wird und die nach einigen
Wochen spontan B-Zell-Lymphome entwickeln. Frühere Arbeiten haben
bereits gezeigt, dass natürliche Killerzellen (NK-Zellen) aus
c-MYC-Tumoren im Vergleich zu Organen aus Wildtyp (wt)-Mäusen kaum
Interferon-gamma (IFN-) produzierten und die Fähigkeit, Zielzellen
zu töten, stark reduziert war. Dementsprechend sezernierten
Tumor-infiltrierende dendritische Zellen (TIDZ) geringere Mengen
Interleukin-12 (IL-12), das für die Induktion einer Th1
(T-Helferzelle 1) / ZTL (zytotoxischer T-Lymphozyt)-Antwort
essenziell ist, aber vermehrt das immuninhibierende Zytokin IL-10.
Für die Aktivierung von naiven T-Zellen ist die Hilfe von NK-Zellen
und DZ notwendig, die in c-MYC-Mäusen offenbar nicht gegeben war.
Es wurde daher erwartet, dass intratumorale T-Zellen nicht bzw. nur
ungenügend aktiviert werden. Überraschenderweise wiesen
Tumor-infiltrierende T-Zellen jedoch einen aktivierten Phänotyp
auf, zeigten zum Teil sogar eine erhöhte IFN--Produktion, konnten
degranulieren und proliferierten in vivo. Trotzdem übernahmen
intratumorale T-Zellen im Gegensatz zu NK-Zellen keine
immunüberwachende Funktion über die Lymphomentstehung, da
c-MYC-Mäuse nach Depletion der T-Zell-Population nicht früher
erkrankten als unbehandelte Tiere. Offenbar wurden T-Zellen in
c-MYC-Tumoren Antigen-spezifisch aktiviert, was dazu führte, dass
sie aufgrund der langanhaltenden Stimulation in einen
Erschöpfungszustand geraten sind. Dies spiegelte sich in einer
hohen Expression des Erschöpfungsmarkers PD-1 (Programmed Cell
Death 1) wider. Die Interaktion des koinhibitorischen Rezeptors
PD-1 mit dem entsprechenden Liganden PD-L1, der vor allem auf DZ in
c-MYC-Tumoren detektiert wurde, führt in T-Effektorzellen zur
Inhibierung des aktivierenden T-Zell-Rezeptor (TZR)-Signals. So
konnten T-Zellen aus c-MYC-Tumoren im Vergleich zu T-Zellen aus
normalen Mäusen in vitro über den TZR tatsächlich nicht mehr
stimuliert werden, was ebenfalls für eine Erschöpfung sprach. Zudem
exprimierten intratumorale T-Zellen neben PD-1 die
koinhibitorischen Moleküle CTLA-4 (Cytotoxic
T-Lymphocyte-Associated Antigen 4) und LAG-3 (Lymphocyte Activation
Gene 3). Die Stimulierbarkeit der T-Zellen in vitro konnte durch
Zugabe blockierender Antikörper (AK) gegen PD-1 und CTLA-4
verbessert werden. Aufgrund dieser Beobachtung wurden junge, noch
gesunde c-MYC-Mäuse mit diesen AK behandelt. Durch die
PD-1/CTLA-4-Blockade in vivo zeigten die Tiere ein signifikant
verlängertes Überleben. Neben CD4+ T-Helferzellen und CD8+
zytotoxischen T-Lymphozyten wurde in c-MYC-Tumoren innerhalb der
CD4+ T-Zellpopulation ein sehr hoher Anteil Foxp3+ regulatorischer
T-Zellen (Treg) detektiert. Diese waren aktiviert, proliferierten
in vivo und produzierten IL-10. Die koinhibitorischen Moleküle,
welche auch auf erschöpften T-Zellen zu finden waren (PD-1, LAG-3
und CTLA-4), wurden ebenfalls von Treg exprimiert, was bekanntlich
zur Verstärkung ihrer suppressiven Aktivität führt. Es wurden vor
allem Helios-exprimierende natürliche Treg (nTreg) detektiert. Doch
auch IL-10-produzierende, regulatorische Foxp3- Tr1-Zellen (T
Regulatory Type 1 Zelle), die zu den induzierten Treg (iTreg)
zählen, waren in c-MYC-Tumoren zu finden. Schließlich fanden sich
auch T-Zellen, die sowohl IFN- als auch IL-10 produzierten. Diese
könnten aus Th1-Zellen entstanden sein, welche die
Zytokinexpression umgestellt haben. Treg unterdrückten in
c-MYC-Tieren anscheinend eine effektive Antitumor-Immunantwort.
Daher wurden Foxp3+ Treg in DEREG/c-MYC-Mäusen, die einen
transgenen Diphtherietoxin (DT)-Rezeptor tragen, spezifisch durch
DT-Injektionen in vivo depletiert. Erstmals wurde der
DEREG-Mechanismus zur Treg-Depletion in einem endogenen Tumormodell
angewandt. Die Depletion der Foxp3+ Treg verschaffte den
DEREG/c-MYC-Mäusen einen leichten Überlebensvorteil. Diese
Ergebnisse sind relevant für die Entwicklung neuer
immuntherapeutischer Verfahren zur Behandlung maligner Erkrankungen
in der Klinik.