T-Zell Immunität beim Hepatozellulären Karzinom am Beispiel des Tumorantigens Wilms-Tumor-Protein-1 als potentielles Targetantigen immuntherapeutischer Ansätze

Abstract

Einleitung: Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) ist mit 6% bei Männern und 3% bei Frauen eine der weltweit häufigsten malignen Tumorerkrankungen. Die Diagnosestellung erfolgt häufig erst im fortgeschrittenen Stadium, so dass kurative Therapieoptionen sehr eingeschränkt sind. Immuntherapeutische Ansätze könnten deshalb viel versprechend sein und eine zusätzliche Behandlungsstrategie darstellen. Wilms-Tumor-Protein-1 (WT1) wird beim HCC überexprimiert und spielt bei der Karzinogenese des HCCs eine wichtige Rolle. Um zu evaluieren, ob sich WT1 als potentielles Antigen für immuntherapeutische Ansätze bei HCC-Patienten eignet, erfolgte in dieser Arbeit die vergleichende Analyse der T-Zell-spezifischen Immunität von HCC-Patienten sowie von Patienten mit chronischer Hepatitis B oder C (CH) und Patienten mit Leberzirrhose (LZ). Methodik: Bei 21 Patienten mit HCC, bei 20 Patienten mit CH, bei 23 Patienten mit LZ und bei 9 gesunden Kontrollpersonen erfolgte nach Stimulation mit dem WT1-Peptidmix mittels Durchflußzytometrie die Analyse WT1-spezifischer CD4+ und CD8+ T-Zellen aus dem peripheren Blut. Weiterhin untersuchten wir durchflusszytometrisch bei den unterschiedlichen Patientengruppen T-regulatorische-Zellen (Tregs) und myeloid derived suppressor cells (MDSCs). Ergebnisse: WT1-spezifische IFNγ+CD8+ T-Zellen waren bei HCC-Patienten (Mittelwert 0,74%), CH-Patienten (Mittelwert 0,37%) und LZ- Patienten (Mittelwert 0,22%) im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe (Mittelwert 0,15%) signifikant erhöht. Jedoch konnte kein signifikanter Unterschied zwischen den einzelnen Krankheitsgruppen festgestellt werden. Die Frequenzen der WT1-spezifischen IFNγ+CD4+ T-Zellen waren bei den HCC-Patienten (Mittelwert 0,74%) signifikant höher als bei den CH-Patienten (Mittelwert 0,21%) und der gesunden Kontrollgruppe (Mittelwert 0,11%). Bei Patienten mit HCC und LZ konnte eine erhöhte Expression des Aktivierungsmarker CD137 für WT1-spezifische IFNγ+CD8+ und IFNγ+CD4+ T-Zellen im Verglich zur CH-Patienten gezeigt werden. In Hinblick auf regulatorische Immunzellen lagen nach Stimulation mit dem WT1-Peptidmix signifikant erhöhte Frequenzen der CD25+CD127- Tregs im peripheren Blut der Patienten mit CH, LZ und HCC im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe vor. Weiterhin konnten erhöhte Frequenzen CD25+CD127-TGFβ+ Tregs bei HCC-Patienten und LZ-Patienten im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe detektiert werden. Zudem fanden sich signifikant erhöhte MDSC-Frequenzen bei HCC-Patienten im Vergleich zu den CH- und LZ-Patienten und der gesunden Kontrollgruppe. Schlussfolgerung: Zusammenfassend liefert diese Arbeit den Nachweis spontaner T-Zellen gegen das WT1-Antigen bei HCC-Patienten und bei Patienten mit chronischer Lebererkrankung. Im Hinblick auf mögliche immuntherapeutische Ansätze mit dem WT1-Antigen bei HCC-Patienten und bei Patienten mit chronischen Lebererkrankungen unterstreichen diese Ergebnisse die Rolle von WT1 als potentielle Targetstruktur. Von zentraler Bedeutung für die Entwicklung immuntherapeutischer Ansätze ist das bessere Verständnis der immunregulatorischen Mechanismen bei HCC-Patienten, um diese therapeutisch zu beeinflussen und immuntherapeutische Ansätze zu optimieren.

Introduction: Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the world’s most common tumor malignancies with a worldwide occurrence of 3% in women and 6% in men. HCC is often diagnosed at an advanced stage and curative treatment options are limited. Therefore, immunotherapy approaches are currently proposed as a promising option for treatment and prevention of HCC. One attractive target antigen for HCC immunotherapy is the transcription factor Wilms’ tumor gene product 1 (WT1). It is overexpressed in HCC and may play an important role in carcinogenesis and prognosis of HCC. We analyzed the spontaneous occurrence of WT1 specific T cells in patients with HCC, patients with chronic hepatitis B or C (CH), and patients with liver cirrhosis (LC). Methods: Using flow cytometry we analyzed WT1 specific CD4+ and CD8+ T cells, regulatory T cells (Tregs), and myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) in peripheral blood (PB) in 20 HCC patients, 20 CH patients, 23 LC patients, and in 9 healthy controls after stimulation with WT1-peptide mix. Results: WT1 specific IFNγ+CD8+ T cells were significantly elevated in patients with HCC (mean 0,74%), CH (mean 0,37%), and LC (mean 0,22%) in comparison to healthy controls (mean 0,15%), whereas no significant difference was observed between the disease groups. The frequency of WT1 specific IFNγ+CD4+ T cells in HCC patients (mean 0,74%) was significantly higher than in CH patients (mean 0,21%) and healthy controls (mean 0,11%). For both WT1 specific CD4+ and CD8+ T cells we could demonstrate a higher expression of the activation marker CD137 in HCC and LC compared to CH patients. Regarding the frequencies of CD25+CD127- Tregs a significant difference was seen in patients with HCC, CH, and LC with elevated frequencies of CD25+CD127- Tregs compared to healthy controls. In addition the frequencies of CD25+CD127-TGFbeta+ Tregs were also significantly elevated in patients with HCC and LC in comparison to healthy controls. Furthermore, we were able to demonstrate significantly elevated frequencies of MDSCs in HCC patients compared to those in patients with CH and LC, and healthy controls. Conclusion: These results provide initial evidence for spontaneous T cell reactivity against WT1 in HCC patients and in patients with chronic liver disease. This data supports the immunogenicity of WT1 in HCC and its potential usefulness for HCC immunotherapy. However, the detection of enriched frequencies of Tregs and MDSCs suggests the need for better understanding of immunosuppressive mechanisms and their specific consideration when developing immunotherapeutic approaches in HCC.