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Titel:Untersuchung inflammatorischer Immunzellsubsets im Aszites von Ovarialkarzinom Patientinnen
Autor:Schimanowski, Philipp Immanuel
Weitere Beteiligte: Wagner, Uwe (Prof. Dr. med.)
Veröffentlicht:2015
URI:https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2016/0165
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2016-01657
DOI: https://doi.org/10.17192/z2016.0165
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.):Investigation of inflammatory immune cell subsets in the ascites of ovarian cancer patients
Publikationsdatum:2016-02-25
Lizenz:https://creativecommons.org/licenses/by/4.0

Dokument

Schlagwörter:
Th17, TH17, Tumormilieu, macrophage, ovarian carcinoma, Makrophagen, Tumor, immune cells, IL17, Ovarialkarzinom, Makrophage, IL17, Ascites, Aszites, Immunozyt, Eierstockkrebs

Zusammenfassung:
Das Ovarialkarzinom entwickelt sich lange unbemerkt und wird meist erst in einem fortgeschrittenen Stadium diagnostiziert, in dem bereits Peritonealmetastasen und maligner Aszites auftreten. Welche Mechanismen dazu führen, dass in der Pathogenese zwar eine tumorassoziierte Inflammation, aber keine effektive Immunantwort entsteht, ist bislang noch nicht völlig geklärt. Insbesondere die protumoröse sowie antitumoröse Wirkung inflammatorischer Immunzellsubsets wird in diesem Zusammenhang kontrovers diskutiert. Ziel dieser Arbeit war es, die Interaktion von TAMs, TH17-Zellen, Effektor-T-Zellen und Tregs bei 20 Patientinnen mit high-grade serösem Ovarialkarzinom zu untersuchen und deren Auswirkung auf das progressionsfreie Überleben zu evaluieren. Die Konzentrationen der TAM- und T-Zellsubsets wurden über verschiedene Oberflächenmarker sowie ausgewählter, intrazellulärer Marker wie Zytokine (insbesondere IL-17 und IFNg) im Aszites und zum Vergleich im peripheren Blut bestimmt. In Funktionsassays wurden die Prolifertionskapazität von Effektor T-Zellen und die Suppression durch Tregs bestimmt. Da bereits im Vorfeld gezeigt werden konnte, dass das Vorkommen von CD163low TAMs im Aszites mit einer schlechten Prognose assoziiert ist, erfolgte zusätzlich eine Subgruppenanalyse der T-Zellsubsets in Patienten mit CD163low und CD163high TAMs. Die Ergebnisse wurden statistisch analysiert und auf signifikante Korrelationen untersucht. Suppressive und aktivierende Mechanismen sollten somit aufgedeckt werden, um daraus Rückschlüsse hinsichtlich der Tumorentwicklung ziehen zu können. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass TH17-Zellen positiv mit der CD163 Expression auf TAMs im Aszites assoziiert sind. Aszitesproben mit prädominanten CD163low TAMs enthielten dementsprechend deutlich weniger TH17-Zellen als das periphere Blut. Auch die Zahl der CD4+ T-Helfer Zellen war im Aszites reduziert. Dagegen war die Proliferationsfähigkeit und IFNg Expression als Zeichen der antitumorösen Immunantwort bei CD4+ Effektor-T-Zellen im Aszites erhöht. Die IFNg Expression korrelierte signifikant mit der Frequenz der TH17-Zellen. Im CD163low Subset war diese Assoziation besonders stark. Im CD163high Subset war die IFNg Expression negativ zur CD163 und CD206 Expression auf TAMs assoziiert. Tregs supprimierten signifikant Effektor T-Zellen, aber nicht TH17-Zellen. Aszitesproben mit einer hohen TH17-Zell Frequenz korrelierten tendenziell positiv mit dem progressionsfreien Überleben. Allgemein gehen hohe Level von CD163 auf TAMs mit einer schlechten Prognose einher. Eine mögliche Erklärung könnte sein, dass über CD163 und CD206 die Effektor-T-Zellantwort inhibiert wird. Unsere Ergebnisse zeigen darüber hinaus eine positive Assoziation zwischen CD163 und den TH17-Zellen. Andererseits scheinen TH17-Zellen die IFNg Expression in Effektor-T-Zellen zu induzieren und somit vor allem antitumorös zu wirken. Tendenziell besteht zudem bei Patientinnen mit hohen TH17-Zell Konzentrationen im Aszites ein verbessertes progressionsfreies Überleben. Sie scheinen insgesamt also eher antitumorigen zu wirken. Wahrscheinlich eignen sich TH17-Zellen nicht allein als prognostischer Marker, aber unter Umständen in Kombination mit anderen Immunzellsubsets oder löslichen Mediatoren im Aszites. Mögliche Zusammenhänge zwischen dem TAM-Polarisiergunszustand und unterschiedlichen T-Zellsubpopulationen sollten in funktionalen Assays untersucht werden und könnten Grundlagen für die Entwicklung von neuen Diagnostik- und Therapiemöglichkeiten beim Ovarialkarzinom liefern.

Summary:
Ovarian cancer is usually diagnosed at an advanced stage of disease often with peritoneal metastasis and malignant ascites. Tumor microenvironment and immunologic interactions are a key component of tumorigenesis. Different models suggest an immune escape mechanism, which prevents some tumors from cytotoxic effects by the host’s immune system. It is still not clear which mechanisms are responsible for prevention of an effective immune response. In particular, the exact immunologic function of TH17 cells during tumor progression remains largely unknown. To create further insight on these mechanisms, we studied the interactions of tumor-associated macrophages (TAM), TH17-cells, effector T-cells and regulatory T-cells (Treg) in ovarian cancer patients. Furthermore we evaluated their prognostic value for relapse free survival (RFS). The concentration of macrophages and the various T-cell-populations were investigated in ascites and peripheral blood of 20 patients suffering from high grade serous ovarian carcinoma. Various surface markers and cytokines (especially IL-17 and IFNg) were evaluated by Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS). In functional assays the proliferative capacity of effector T-cells and the suppression by Tregs was quantified. Due to the poorer prognosis of patients with CD163low in ascetic fluid, a subgroup analysis of T cell subsets in patients with CD163low and CD163high TAMs was carried out. The results were tested for significant correlations by statistical analysis. Their impact on prognosis was studied by survival analysis. Supressive and promoting mechanisms should be revealed to enhance the understanding of the tumor development. Our findings suggest that TH17-cells are positively associated with the CD163 expression on TAMs in ascites. Consistent with these findings, the concentration of TH17-cells was reduced in ascites from CD163low patients compared to peripheral blood as well as the number of CD4+ T-helper cells. However, the proliferative capacity and IFNg expression of CD4+ T-helper cells in ascites was increased. The IFNg expression correlated positively to the frequency of TH17-cells, especially in the CD163low subset. In the CD163high subset in contrast IFNg expression was negatively associated to the CD163 and CD206 Expression on TAMs. In ascites Tregs suppressed significant effector T-cells but not TH17-cells. High concentrations of TH17-cells in ascites tend to correlate positively to RFS. Overall high levels of CD163 show an inverse correlation to RFS. One possible explanation could be the suppression of the effector-T-cell response by CD163 together with CD206. Our results show furthermore a positive association between CD163 and TH17-cells. However, TH17 cells seem to display an antitumor immune response by inducing the IFNg expression in effector-T-cells and to have a positive impact on RFS. Probably TH17-cells are not suitable as a solitary prognostic marker but in combination with other immunocytological subsets or soluble mediators in ascites. Possible correlations between the states of TAM polarization and the different T cell subpopulations should be tested in functional assays and could provide a basis for the development of new diagnostic and therapeutic options in ovarian cancer.


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