| License: Creative Commons Attribution 4.0 (3MB) |
- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-433722
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.43372
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 6 July 2020 |
| Referee: | Prof. Dr. Anja-Kathrin Wege |
| Date of exam: | 10 June 2020 |
| Institutions: | Medicine > Lehrstuhl für Frauenheilkunde und Geburtshilfe (Schwerpunkt Frauenheilkunde) |
| Keywords: | breast cancer, Her2, ErbB2, targeted therapy, trastuzumab, anthracyclines, epirubicin, taxanes, paclitaxel, NK cell, antibody-dependent cellular cytotoxicity, ADCC |
| 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: | 43372 |
Abstract (German)
Brustkrebs ist noch immer die häufigste Krebserkrankung bei Frauen. Da bei etwa einem Viertel der Patient*innen, die an Brustkrebs leiden, eine Überexpression von Her2/neu besteht, die mit einem schlechteren klinischen Outcome korreliert, rückte Her2/neu sehr schnell als Target zielgerichteter Therapien in den Fokus. Der erste dieser Anti-Her2-Antikörper, der in die Klinik Einzug hielt, war ...
Abstract (German)
Brustkrebs ist noch immer die häufigste Krebserkrankung bei Frauen. Da bei etwa einem Viertel der Patient*innen, die an Brustkrebs leiden, eine Überexpression von Her2/neu besteht, die mit einem schlechteren klinischen Outcome korreliert, rückte Her2/neu sehr schnell als Target zielgerichteter Therapien in den Fokus. Der erste dieser Anti-Her2-Antikörper, der in die Klinik Einzug hielt, war Trastuzumab.
Durch die Her2-Bindung vermittelt Trastuzumab dabei neben direkten, auch indirekte immunvermittelte Effekte, die u. a. von NK-Zellen getragen werden. Denn sie können die Her2+ Zielzellen antikörperabhängig attackieren. Diese antikörperabhängige zelluläre Zytotoxizität (ADCC) wird als wesentlicher Wirkmechanismus der Trastuzumab-Therapie diskutiert. Leitliniengerecht erfolgt die Anti-Her2-Antikörpertherapie bei Patient*innen mit Her2+ Brustkrebs aber i. d. R. in Kombination mit einer (neo-)adjuvanten Chemotherapie. Um deren immunsuppressiven Effekte wissend, wäre auch eine Kompromittierung der NK-Zellen und der NK-Zell-vermittelten ADCC denkbar. Da einige konventionelle Chemotherapeutika aber entgegen der allgemeinen Annahme auch immunogen agieren, stellt sich die Frage, ob und inwieweit die kombinierten Therapien – v. a. im Hinblick auf ADCC – tatsächlich interferieren.
Um dem nachzugehen, ahmten wir die (neo-)adjuvante Therapie in einem in-vitro-Kokulturmodell nach, indem wir den Anti-Her2-Antikörper (Trastuzumab) entweder mit einem Anthracyclin (Epirubicin) oder einem Taxan (Paclitaxel) kombinierten. Vorrangig untersucht wurde das in einem Anti-Her2-Antikörper-sensiblen Her2+ Tumormodell (BT-474) mit NK-Zellen der Linie NK3.3, aber auch mit cord-blood derived MNC, die polyklonale NK-Zellen enthalten. In beiden Modellen zeichnete sich – bemessen an der Induktion von Zelltod (Annexin V/FITC-Assay) – ein (mindestens tendenziell) positiver Effekt der additiven Anthracyclin (Epirubicin)- und geringer auch der Taxan (Paclitaxel)-Therapie auf die direkte und indirekte antikörperabhängige zelluläre Zytotoxizität (ADCC) der NK-Zellen ab. Der beobachtete Benefit warf die Folgefrage auf, wie v. a. Epirubicin die antikörperab- und -unabhängige NK-Zell-Zytotoxizität akzentuieren könnten: indirekt, indem sie die Her2+ Tumorzellen „sensibilisieren“ (bereits beschrieben), und/oder direkt, indem sie die NK-Zellen „konditionieren“. Nach Änderungen auf NK-Zell-Ebene fahndend, analysierten wir deren Zytokin- und Proteinprofil in Abhängigkeit der Behandlungen (intra- und extrazelluläre FACS-Analysen, Antibody-Array). Das Protein-Profiling (scioCD antibody array, Sciomics) förderte dabei die differentielle Expression einiger Proteine zu Tage, denen aber – anders als erwartet – eher eine immunregulierende (und weniger eine zytotoxische) Bedeutung zukommt. Über diese könnte die NK-Zelle mit anderen Immunzellen interagieren und nicht nur als „Killer“ agieren – eine Hypothese, die jedoch in dieser in-vitro-Studie nicht weiter verfolgt werden konnte.
Translation of the abstract (English)
Breast cancer continues to be the most common type of cancer among women worldwide and the second leading cause of cancer death. The overexpression of Her2, occurring in approximately a quarter of these patients, predicts for poorer clinical outcome as its amplification is associated with an aggressive phenotype. The subsequent development of specific Her2-directed drugs, in particular the ...
Translation of the abstract (English)
Breast cancer continues to be the most common type of cancer among women worldwide and the second leading cause of cancer death. The overexpression of Her2, occurring in approximately a quarter of these patients, predicts for poorer clinical outcome as its amplification is associated with an aggressive phenotype. The subsequent development of specific Her2-directed drugs, in particular the monoclonal antibody (mAb) trastuzumab, resulted in striking clinical success. However, increasing resistance to trastuzumab treatment is observed.
Besides its various intracellular actions, trastuzumab also triggers innate immune response by coating cancer cells, a mechanism known as antibody-dependent cellular cytotoxicity (= ADCC). Natural killer (NK) cells are considered as key players in ADCC. Accumulating data indicate that ADCC is a major mechanism of trastuzumab’s action. Thus, a functioning immune response seems essential for mAb-mediated ADCC. Today’s standard of care in the Her2+ status is a combined chemo-immunotherapy: trastuzumab in combination with chemotherapy, particularly anthracyclines and taxanes. Chemotherapeutics, however, can exert serious immunosuppressive side effects. On the other hand, emerging evidence suggests immunogenic effects of some conventional chemotherapeutics. Hence, the influence of chemotherapy on specific immune functions needs to be scrutinized.
Therefore, our project aimed at revealing the impact of concomitant chemotherapy on NK cell induced ADCC. For this purpose, (neo-)adjuvant therapy was imitated in an in vitro coculture model by combining antibody therapy (trastuzumab) with either an anthracycline (epirubicin) or a taxane (paclitaxel). This was primarily tested in an anti-Her2 antibody sensitive Her2+ tumor model (BT-474). The effector cells were NK cells of the NK3.3 cell line and cord blood derived MNC, which contain polyclonal NK cells. In both models, a (tendentially) positive influence of the additive anthracycline (epirubicin) and taxane (paclitaxel) therapy on the direct and indirect antibody-dependent cellular cytotoxicity of NK cells – determined by the induction of cell death – could be observed. Given these findings, the question emerged of how epirubicin could promote the killing efficiency of NK cells: The influence of epirubicin could be either due to effects at the tumour cell level and/or due to effects at the NK cell level. As an anthracycline-induced "immunogenic alteration" of tumour cells has already been observed, we rather focused on changes at the NK cell level. Therefore, the cytokine and protein profile of the NK cells was studied both by FACS analyses (intra- and extracellular stainings) and by an antibody array (scioCD antibody array, Sciomics). The latter revealed the differential expression of a number of proteins, that – other than expected – primarily play an immunoregulatory (rather than a cytotoxic) role, indicating that the NK cell by interacting with other immune cells might act as more than a simple "killer" – a hypothesis that could not be tested further in vitro (in this study).
Metadata last modified: 25 Nov 2020 16:25
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