Analyse der zellulären und löslichen Immuncheckpoint-Komponenten PD-L1 und sPD-L1 beim Nierenzellkarzinom

Autor: Wegner, Moritz Justus Philipp, https://orcid.org/0000-0003-0601-9223
Přispěvatelé: Hänze, Jörg (PD Dr. rer. nat.)
Jazyk: němčina
Rok vydání: 2021
Předmět:
DOI: 10.17192/z2021.0320
Popis: Das Nierenzellkarzinom (RCC) zählt in Deutschland zu den zehn am häufigsten vorkommenden Tumor-entitäten. Während bei lokal begrenzten Tumoren eine operative Tumorresektion mit kurativer Zielsetzung möglich ist, führt es im metastasierten Erkrankungsstadium unbehandelt binnen weniger Wochen zum Tod. Durch die Einführung der medikamentösen Therapie mit Immuncheckpoint-Inhibitoren (z.B. Pembrolizumab, anti-PD-1-Antikörper oder Avelumab, anti-PD-L1-Antikörper), die gegen spezifische co-inhibitorische Rezeptoren auf Tumor- (PD-L1; engl.: programmed death ligand) oder Immunzellebene (PD-1; engl.: programmed death) gerich-tet sind, konnte die Lebenserwartung der Patienten in diesem Stadium deutlich verlängert wer-den. Dabei profitiert ein Teil der Patienten jedoch nicht von der Therapie oder erleidet schwer-wiegende immunvermittelte Nebenwirkungen. Verlässliche prädiktive Biomarker für die Klinik wären in diesem Zusammenhang hilfreich. In dieser Arbeit wurde die Expression und die Regulation von PD-L1 durch Zytokine an ver-schiedenen Zelllinien des Nierenzellkarzinoms untersucht und überprüft, inwieweit die lösliche Form von PD-L1 (sPD-L1) von den Zellen in den Zellüberstand abgegeben wird. Ergänzend wurde sPD-L1 im Serum von Patienten mit Nierentumor vor und nach Tumorresektion gemes-sen. An klarzelligen RCC Zelllinien (A498, CaKi-1, Cal54) zeigte sich die typische Induktion von PD-L1 durch Interferon-γ (IFN-γ). Diese ging mit einem Anstieg von sPD-L1 im Zellüber-stand einher. Knock-down von PD-L1 durch siRNA (engl.: small interfering ribonucleic acid) führte zu einer Herabregulation von PD-L1, die von einem Abfall von sPD-L1 im korrespondie-renden Zellüberstand begleitet war, was darauf hindeutet, dass RCC Zellen auch sPD-L1 sezer-nieren. An der untersuchten papillären RCC-Zelllinie (CaKi-2) zeigte sich eine konstitutive Ex-pression von PD-L1, jedoch keine Induktion durch IFN-γ. Diese Daten weisen darauf hin, dass die Expression und Regulation von PD-L1 mit Einfluss auf sezerniertes sPD-L1 an Zellen des Nierenzellkarzinoms unterschiedlich ist. Im Blut von Patienten mit RCC wurden heterogene Konzentrationen von sPD-L1 nachgewiesen. Interessanterweise zeigte sich ein signifikanter Anstieg von sPD-L1 nach Tumorresektion im Vergleich zu den „gepaarten“ Blutwerten vor Tumorresektion, was auf einen primär nicht vom Tumor abgeleiteten Ursprung von sPD-L1 im Blut hinweist. Weitere Analysen zeigten eine signi-fikante Korrelation von sPD-L1 mit dem Entzündungsmarker C-reaktives Protein (CRP). Ebenso wie sPD-L1 war dabei CRP erwartungsgemäß, bedingt durch den chirurgischen Eingriff, in den post- versus prä-TumorresektionsProben erhöht. Ferner zeigt sich eine Korrelation von sPD-L1 im Serum mit PD-L1-mRNA gemessen im Vollblut. Für die mögliche klinische Bedeutung dieser Daten lassen sich folgende Aspekte ableiten: Die IFN-γ-abhängige Regulation von PD-L1 an RCC Zellen könnte eine Bedeutung für die Respon-sivität der Patienten gegenüber einer Therapie mittels Immuncheckpoint-Blockade (ICB) haben und sich bei klarzelligem RCC und papillärem RCC unterscheiden. Diese Hypothese könnte an entsprechenden Patientenkohorten perspektivisch untersucht werden. Die Blutwerte von sPD-L1 setzen sich möglicherweise aus sPD-L1 abgegeben von Tumorzellen zum einen und sPD-L1 gebildet in Immunzellen zum anderen zusammen. Die Bedeutung von sPD-L1 als Biomarker für eine ICB-Therapie ist daher komplex und bedarf ebenfalls weiterer Untersuchungen von sPD-L1 an verschieden Patientenkohorten, die sich beispielsweise anhand ihrer Entzündungsparameter unterscheiden.
Renal cell carcinoma (RCC) is one of the ten most common cancers in Germany. Whilst tumors localized within the kidney may be successfully treated by surgical tumor resection, untreated metastatic disease leads to death within a few weeks. The introduction of drug therapy using immune checkpoint inhibitors (e.g. Pembrolizumab, anti-PD-1-antibody or Avelumab, anti-PD-L1-antibody), which target specific co-inhibitory receptors at the tumor (PD-L1) or immune cell (PD-1) levels, has significantly increased the life expectancy of these patients. However, a sig-nificant number of patients do not benefit from this therapy or suffer serious immune-related adverse events, hence finding reliable predictive biomarkers would be of crucial importance for choosing the right therapeutic agent. In this study, the expression and regulation of PD-L1 by cytokines was investigated in different cell lines of RCC and the amount of soluble PD-L1 (sPD-L1) released from the cells into the cell supernatant was measured. In addition, the levels of sPD-L1 were measured in the serum of patients with renal tumors before and after tumor resection. In the clear cell RCC cell lines (A498, CaKi-1, Cal54), the typical induction of PD-L1 by Interferon-γ (IFN-γ) was found, with an increase of sPD-L1 levels in the cell supernatant. Knock-down of PD-L1 by siRNA resulted in the downregulation of PD-L1, and a decrease in sPD-L1 levels in the corresponding cell su-pernatant, suggesting that ccRCC cells secrete sPD-L1. In the papillary RCC cell line (CaKi-2), PD-L1 could be measured but there was no increase in IFN-γ. This data indicates that the ex-pression and regulation of PD-L1 as measured by secreted sPD-L1 may vary in different types of RCC cells. Heterogeneous levels of sPD-L1 were detected in the blood of patients with RCC. Interestingly, there was a significant increase in sPD-L1 after tumor resection compared with paired blood levels before tumor resection, indicating a primarily non-tumor derived origin of sPD-L1 in blood. Further analysis showed a significant correlation of sPD-L1 with the inflammatory mark-er C-reactive protein (CRP). Like sPD-L1, CRP was elevated in the post- versus pre-tumor resec-tion samples, as expected due to the surgical insult. Furthermore, there was a correlation of sPD-L1 in serum with PD-L1 mRNA measured in whole blood. These results indicate that IFN-γ dependent regulation of PD-L1 in RCC cells may be an im-portant factor in the responsiveness of patients towards immune checkpoint blockade (ICB) therapy and that there may be differences between ccRCC and pRCC cell lines. This hypothesis needs to be further investigated using appropriate patient cohorts. The sPD-L1 levels measured in blood may consist of sPD-L1 released from tumor cells and of sPD-L1 formed in immune cells. The significance of sPD-L1 as a biomarker for ICB therapy is therefore complex and re-quires further investigation using different patient cohorts with a range of inflammatory parame-ters.
Databáze: OpenAIRE
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