Phänotypische Charakterisierung des Immuneffektorzellinfiltrates beim primären Nierenzellkarzinom

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Date:	3 March 2009
Referee:	Andreas (Prof. Dr.) Mackensen
Date of exam:	17 December 2008
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Innere Medizin III (Hämatologie und Internistische Onkologie)
Keywords:	Hypernephrom , Tumorimmunologie , Lymphozyt , Immuntherapie , , tumor infiltrating lymphocytes , renal cell carcinoma , immune escape
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	12230

Abstract (German)

Diese Arbeit soll einen Beitrag zum Verständnis der immunologischen Vorgänge beim primären Nierenzellkarzinom leisten, indem sie das Immuneffektorzellinfiltrat und mögliche Mechanismen der Immunevasion mittels durchflußzytometrischer und immunhistochemischer Untersuchungen, sowie durch Genexpressionsanalysen untersucht. Hierzu wurden unmittelbar nach der Operation aus Nephrektomiepräparaten von ...

Abstract (German)

Diese Arbeit soll einen Beitrag zum Verständnis der immunologischen Vorgänge beim primären Nierenzellkarzinom leisten, indem sie das Immuneffektorzellinfiltrat und mögliche Mechanismen der Immunevasion mittels durchflußzytometrischer und immunhistochemischer Untersuchungen, sowie durch Genexpressionsanalysen untersucht. Hierzu wurden unmittelbar nach der Operation aus Nephrektomiepräparaten von insgesamt 29 Patienten Gewebeproben aus dem Bereich des Tumors und aus einem normalen, weit vom Tumor entfernten Bereich der Niere entnommen, um infiltrierende Immuneffektorzellen in Tumor- und Normalgewebe zu vergleichen.
Die durchflußzytometrische Analyse der lymphozytären Infiltrate in Tumor- und Normalgewebe gelang bei fünfzehn Patienten und zeigte eine im vom Tumor befallenen Bereich der Niere deutlich ausgeprägtere Infiltration durch aktivierte zytotoxische T-Zellen. Der relative Anteil CD8-positiver T-Zellen an der T-Zell-Population war im Tumorgewebe höher als im normalen Nierengewebe, während der relative Anteil CD4-positiver T-Zellen sich als im Tumorgewebe gegenüber normalem Nierengewebe vermindert erwies. Tumorinfiltrierende Lymphozyten erwiesen sich zudem anhand von Messungen des Aktivierungsmarkers CD69 als deutlich stärker aktiviert. Sowohl im Tumorgewebe als auch im normalen Nierengewebe wiesen mehr als 80% der T-Zellen einen T-Effektorzell-Phänotyp mit geringer Expression von CD45RA und CCR7 auf. Die durchgeführten TCR-Vbeta-Spektrumtypisierungen ergaben ein überwiegend oligoklonales Infiltrat ohne Bevorzugung bestimmter TCR-Vbeta-Familien.
Neben einer Untersuchung der Immuneffektorzellen wurden Mechanismen der Immunevasion untersucht. Eine Möglichkeit besteht in der Infiltration des Tumors durch regulatorische T-Zellen, die hemmend auf andere Zellen des Immunsystems wirken. Für CD3+,CD4+,CD25high-TReg wurde eine negative Korrelation von Ausmaß ihrer Infiltration ins Tumorgewebe und Prognose beschrieben (Siddiqui et al.. Clin. Cancer Res. 13, 2075-2081 (2007)). Während eine durchflußzytometrische Identifikation dieser Zellpopulation nicht gelang, zeigte die quantitative PCR-Analyse der spezifischeren FoxP3-Expression eine im Tumorgewebe relativ zum normalen Nierengewebe deutliche Mehrexpression. Für das die Apoptose aktivierter T-Zellen induzierende CD70 konnte durch quantitative PCR-Analyse eine im Tumorgewebe relativ zum Normalgewebe gesteigerte Expression nachgewiesen werden. Ein anderer eine Anergie von T-Zellen induzierender Mechanismus wird durch Interaktion von B7-H1 auf Tumorzellen mit PD-1 auf T-Zellen vermittelt. Die Expression von B7-H1 erwies sich als bei sieben von zwölf Patienten im Tumorgewebe relativ zum normalen Nierengewebe deutlich und bei den verbleibenden fünf schwach gesteigert. Auch die Expression von PD-1 war bei neun von zwölf untersuchten Patienten im Tumorgewebe stärker ausgeprägt als im Normalgewebe. Zusammenfassend erwiesen sich CD3+, CD4+,CD25high-TReg, CD70, B7-H1 und PD-1 als im Tumorgewebe relativ zum normalen Nierengewebe überrepräsentiert und es konnte somit in dieser Arbeit nicht nur eine Infiltration des Tumorgewebes durch aktivierte zytotoxische T-Zellen gezeigt werden, sondern es wurden auch Hinweise auf Mechanismen der Immunevasion gefunden.

Translation of the abstract (English)

Despite some response to targeted therapies the prognosis of metastatic renal cell carcinoma remains poor and immunotherapy one of the rare therapeutic options. Spontaneous remissions and remissions after treatment with nonspecific (e.g. IL-2, IFN-alpha) and specific (Vaccination, Antibodies) immunotherapeutic agents indicate the immune system�s ability of recognizing and destroying renal cell ...

Translation of the abstract (English)

Despite some response to targeted therapies the prognosis of metastatic renal cell carcinoma remains poor and immunotherapy one of the rare therapeutic options. Spontaneous remissions and remissions after treatment with nonspecific (e.g. IL-2, IFN-alpha) and specific (Vaccination, Antibodies) immunotherapeutic agents indicate the immune system�s ability of recognizing and destroying renal cell carcinoma cells. Low response rates and relapses after immunotherapy underline the importance of further understanding of the natural immunology of primary renal cell carcinoma. We compared infiltrating immuneffector cells in tumor tissue to those infiltrating normal renal tissue from patients who underwent radical nephrectomy for primary renal cell carcinoma and analysed differences in immune escape mechanisms using four-colour-flow cytometry, quantitative polymerase chain reaction and immunohistochemistry. Here we show that tumor tissue contains a significantly higher percentage of cytotoxic t-cells than the corresponding normal tissue samples and that infiltrating t-cells are significantly higher activated. Additionally tumor samples showed higher expression of CD70, PD-1, PDL-1 and FoxP3 than normal tissue, suggesting some impact of these immune escape mechanisms on the natural history of primary renal cell carcinoma. In summary this study not only showed significant differences between t-cells infiltrating tumor- and normal kidney-tissue but also shows evidence of immune escape mechanisms.

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