GLIOBLASTOM - Anni Hofmann Stiftung

Immunologische Veränderungen und Anpassung der Tumorumgebung im Zuge der Glioblastomprogression

2. Förderperiode, Stand November 2017

In der aktuellen Förderperiode widmeten wir uns zunächst der Charakterisierung der Tumorumgebung in Primärtumoren (pGBM)und korrespondierenden Glioblastomrezidiven (rGBM). Hierfür wurde ein einzigartiges und aussagekräftiges Kollektiv von mehr als 60 gepaarten pGBM- und rGBM-Tumorgeweben zusammengestellt. In diesem Kollektiv konnten wir erhebliche Veränderungen in der Zusammensetzung und der Aktivierung der verschiedenen Immunzellpopulationen beobachten (Mikrogliazellen/Makrophagen, T-Zellen, NK-Zellen und B-Zellen). Mittels Transkriptomanalysen konnten die gezeigten Veränderungen bestätigt werden und darüber hinaus Gene identifiziert werden, die mit dem Auftreten von anti-inflammatorischen Tumor-assoziierten Mikrogliazellen und Makrophagen (TAMs) assoziiert waren. Um den Einfluss von TAMs auf die Eigenschaften von T-Zellen funktionell untersuchen zu können, wurden aus frischen Tumorgeweben verschiedene Zelltypen wie Tumorzellen, TAMs und Tumor-Endothelzellen isoliert sowie konditioniertes TAM-Medium gesammelt. Im autologen Modell beobachteten wir im Rahmen von Transmigrationsversuchen und Immune Cell Killing-Assays einen hemmenden Einfluss von TAMs auf T-Zellen. In Pilotexperimenten führte die Blockade von TAM-Genen zu einer verbesserten T-Zell-Funktionalität. Diese Daten weisen darauf hin, dass TAMs als therapeutisches Angriffsziel dienen könnten, um immunsuppressive Eigenschaften von GBMs abzuschwächen.
Des Weiteren bestand unser Ziel in der Identifizierung immunogener T-Zell-Zielstrukturen, die sowohl im Primärtumor als auch in der Rezidivsituation vergleichbar exprimiert werden. Um zusätzlich sicher zu stellen, dass diese nicht nur in differenzierten Tumorzellen, sondern auch in ruhenden und damit therapierefraktären Glioblastomstammzellen (GSZ) zu Immunantworten führen, wurden Lysate von GSZ und differenzierten Tumorzellen mittels kombinierter PF2D-IFN γ-ELISpot-Methode analysiert. Die nachfolgende massenspektrometrische Analyse immunogener Fraktionen ergab mehr als 700 potenzielle T-Zellantigene, aus denen im Rahmen eines intensiven Selektionsprozesses 32 Proteine für die weitere Validierung ausgewählt wurden. Hiervon induzierten insbesondere HSPD1, PPIA, FSCN1, ANXA1 und CSTA eine signifikant erhöhte und Tumor-spezifische T-Zellantwort in einem größeren Kollektiv von Glioblastom-Patienten nicht jedoch in gesunden Spendern. Die weitere Charakterisierung dieser Antigene ergab eine gleichbleibend starke Expression sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene im Rahmen der Tumorprogression aufwiesen. Das Potenzial dieser Tumor-assoziierten Antigene (TAAs) konnte abschließend durch den Nachweis in unreifen GSZ und auch differenzierten Tumorzellen sowie der Quantifizierung Antigen-spezifischer T-Zellen bekräftigt werden.
Abschließend konnten wir mithilfe von Peptidarrays in einem großen Patientenkollektiv zeigen, dass die von uns neu identifizierten immunogenen TAAs nicht nur zur Induktion von T-Zell-Antworten, sondern auch von Antikörperantworten im Serum der Patienten in der Lage sind, wobei eine gleichbleibend starke Antikörperantwort im Rahmen der Tumorprogression nachgewiesen werden konnte. Darüber hinaus waren einige dieser Peptidantworten überlebensassoziiert. Dies eröffnet die Möglichkeit, das Ansprechen auf potenzielle TAAs zukünftig mithilfe dieser für den Patienten weniger belastenden Methode zu überprüfen.