GLIOBLASTOM - Anni Hofmann Stiftung

1. Quartal 2015 -Immunologische Veränderungen und Anpassung der Tumorumgebung im Zuge der Glioblastomprogression

Frau Prof. Dr. Herold-Mende (Heidelberg) mit dem Thema "Immunologische Veränderungen und Anpassungen der Tumorumgebung im Zuge der Glioblastomprogression

- Stand März 2015 -

    Unser Forschungsprojekt gliedert sich in drei eng miteinander verknüpfte Teile. Der erste Teil (AP1) beschäftigt sich mit der Charakterisierung des Mikromilieus und der Untersuchung der zellulären Zusammensetzung in gepaarten Proben von primären und rezidivierenden Glioblastomen (pGBM, rGBM). Hier konnte das angestrebte Kollektiv von 40 Paaren vervollständigt werden. Dieses wurde hinsichtlich der T-Zellinfiltration und Mikrogliainfiltration mittels Immunfluoreszenzfärbungen analysiert. Wir beobachteten eine häufige Zunahme von T-Zellen im Rezidiv. Hinsichtlich der Infiltration von Mikrogliazellen konnte eine besonders starke, prognostisch relevante Abnahme von M1-polarisierten Zellen im Rahmen der Tumorprogression gezeigt werden. Des Weiteren wurden 34 pGBM/rGBM Paare hinsichtlich Veränderungen in relevanten Signalwegen und Genen in Microarray-Analysen untersucht. Die deutlich veränderte Genexpression im Rezidiv im Vergleich zum Primärtumor desselben Patienten konnte auch in diesem erweiterten Kollektiv bestätigt werden. Im Einklang mit unserer Ausgangshypothese waren insbesondere Gene differenziell exprimiert, die im Zusammenhang mit Immunantworten stehen. Darüber hinaus wurden auf Proteinebene in 25 pGBM/rGBM Paaren das Expressionsniveau von 27 immunrelevanten Chemokinen und Cytokinen mittels Luminex analysiert. Im Bereich der inflammatorischen Cytokine war eine tendenzielle Abnahme von Primärtumor zu Rezidiv zu beobachten, was eine verminderte Immunantwort im Rezidiv nahelegt. Dagegen zeigte die Analyse bestimmter Chemokine eine Zunahme im Rezidiv, die vermutlich im Zusammenhang mit einer erhöhten Anzahl an M2-polarisierten Mikrogliazellen gebildet werden.

    In AP2 konnte das angestrebte Kollektiv an postoperativ aus Tumorgewebe frisch isolierten Tumorzellen und Immunzellen plangemäß erweitert werden. Dies soll in der Schlussphase des Projekts genutzt werden, um die beobachteten molekularen Veränderungen in funktionellen Analysen verschiedenen Zelltypen zuordnen zu können.
    In AP3 werden Veränderungen im immunogenen Repertoire von pGBM/rGBM Paaren identifiziert, wofür eine Kombination aus Proteomics-basierter Proteinauftrennung (PF2D) und einem T-Zell-Aktivierungsassay genutzt wird. Dabei zeigten sich sowohl eine Zu- wie auch eine Abnahme immunogener Tumorproteinfraktionen im Rezidiv. Durch massenspektrometrische Analysen wurden bislang mehr als 1500 Proteine identifiziert. Nach einem intensiven Selektionsprozess wurden 16 Proteine als potenzielle immunogene Zielstrukturen ausgewählt, deren Eignung als Impfantigen zunächst in einer Validierung im Ursprungspatienten, in gesunden Spendern sowie in weiteren Glioblastom-Patienten getestet wurde. Dabei zeigten neun Proteine keine Immunantwort in gesunden Spendern, aber eine hohe Immunantwort in mehr als 40% der getesteten Glioblastom-Patienten.

    Um abschließend einen umfassenderen Eindruck über die Immunantworten von Glioblastom-Patienten zu erhalten und die Wirksamkeit von Immuntherapien gegen definierte Antigene testen zu können, wurde zusätzlich ein diagnostisches Werkzeug entwickelt, mit dessen Hilfe Immunantworten im peripheren Blut überprüft werden können (Mock et al., Oncotarget 2015 in press). Sechs GBM-assoziierte Antigene wurden in Form von kurzen Peptiden auf Glasoberflächen gedruckt und eine bestehende Antikörper-vermittelte Immunantwort im Serum getestet. Dabei konnte in mehreren Studienkollektiven ein prognostisches Peptid identifiziert und validiert werden, dessen Einsetzbarkeit im Rahmen eines Immunmonitorings nun weiter überprüft wird.