Einleitung: Die Prognose für Patienten und Patientinnen mit Glioblastom (GBM), dem häufigsten malignen Hirntumor des Menschen, ist nach wie vor fatal und die Resistenzentwicklung gegen die Standardtherapie ist eine große Herausforderung. Auch neuere Therapieansätze, die in den VEGFR-Signalweg eingreifen, führen nicht zu einem verlängerten Gesamtüberleben. Die VEGF-alternativen proangiogenen Moleküle CXCL2 und IL8 sowie ihr Rezeptor CXCR2 sind im GBM überexprimiert. Die CXCL2 und IL8-Expression wird durch Temozolomid (TMZ) beeinflusst und trägt möglicherweise zur Resistenzentwicklung bei. Vor diesem Hintergrund bietet sich dieser Signalweg als mögliches neues Therapieziel an. Unser Ziel war in der vorliegenden Arbeit der Einfluss des CXCR2 Signalwegs auf die Angiogenese und die Resistenzentwicklung im GBM näher zu untersuchen. Methoden: Insgesamt 76 Formalin-fixierte Paraffin-eingebettete (FFPE) Proben (38 Tumorpaare) von primären und rezidivierten Glioblastomen wurden retrospektiv rekrutiert. Basierend auf dem Therapieregime erfolgte die Einteilung in zwei Gruppen: Standard (≥4 Zyklen TMZ) und Nicht-Standard (≤3 Zyklen TMZ). Die FFPE-Schnitte wurden hinsichtlich TAMs, Blutgefäßen und proangiogenen Molekülen immunhistochemisch untersucht. Der Einfluss der Parameter auf das Überleben wurde mittels Kaplan-Meier-Kurve mit Log-Rank-Test, Pearson-Korrelation und der Cox-Regressionsanalyse untersucht. Der Effekt von CXCL2 und IL8 auf die Proliferation, Migration, Chemotaxis, Angiogenese, Gen- und Proteinexpression wurde an primären humanen Endothelzellen aus der Peripherie (HUVEC) und dem Gehirn (HBMEC) analysiert. Ebenso wurde der Effekt des CXCR2 Antagonisten SB225002 allein und in Kombination mit TMZ auf diese Zellen in vitro untersucht. Ergebnisse: Die Standard-Gruppe zeigte ein längeres progressionsfreies Überleben. Die Primärtumore zeichneten sich durch eine hohe Infiltration von TAMs aus, die mit einem früheren Rezidiv korrelierte. Weitere Analysen zeigten einen möglichen Zusammenhang zwischen der TAM-Infiltration mit einem reduziertem Gesamtüberleben. VEGF sowie vaskuläre Parameter waren in der Patientenkohorte innerhalb der Gruppen sowie im Primär- und Rezidivtumor unverändert. Alle Patienten und Patientinnen exprimierten CXCL2, wohingegen IL8 im Primärtumor von 43% und im Rezidivtumor von 67,6% exprimiert wurden. Demgegenüber war CXCL2 in den Rezidiven der Nicht-Standard-Gruppe reduziert. CXCL2 und IL8 steigerten die Chemokinese und Angiogenese von primären humanen Endothelzellen in vitro. Diese Effekte wurden durch die Behandlung mit SB225002 inhibiert. SB225002 allein und in Kombination mit TMZ führte zudem zu einer veränderten Genexpression von pro- und antiapoptotischen Genen sowie CXCR2, CXCL2 und IL8. Schlussfolgerung: Die Infiltration von TAMs korreliert mit einem früheren Rezidiv, was die Hypothese eines tumorfördernden Phänotyps dieser Zellen im GBM unterstützt. CXCL2 und IL8 fördern die Angiogenese und Chemokinese. Da Patienten und Patientinnen mit CXCL2/IL8-Überexpression von einer Anti-CXCR2-Therapie profitieren könnten, sollten kombinierte Ansätze mit SB225002 in präklinischen in-vivo-Studien weiterführend untersucht werden.
Objective: Glioblastoma (GBM) prognosis is dismal, while GBM is the most common malign brain tumour and development of resistance to the standard of care therapy remains a challenge. New therapeutic approaches targeting VEGFR signalling do not prolong overall survival. The VEGF-alternative proangiogenic molecules CXCL2 and IL8 and their receptor CXCR2 are upregulated in GBM. CXCL2 expression is altered by temozolomide (TMZ) and may contribute to the development of resistance. With that in mind, this signalling pathway could be a potential new therapeutic target. Therefore, the aim of this study was, to investigate the influence of CXCR2 signalling on angiogenesis and the development of resistance in GBM. Methods: A total of 76 formalin-fixed paraffin-embedded samples (38 matched pairs) of primary and recurrent GBMs were obtained. Based on the therapeutic regime, they were divided into two groups: standard (≥ 4 cycles TMZ) and not-standard (≤ 3 cycles TMZ). FFPE sections were stained for TAMs, blood vessels and proangiogenic molecules. Their influence on patient survival was investigated using Kaplan-Meier survival curves with log-rank-test, Pearson correlation and Cox-regression analysis. The effect of CXCL2 and IL8 on the proliferation, migration, chemotaxis, angiogenesis, gene and protein expression, was analysed in primary human endothelial cells from the periphery (HUVEC) and the brain (HBMEC). Subsequently, the efficacy of SB225002, a CXCR2 antagonist, with and without TMZ was investigated in vitro. Results: The standard group had a prolonged progression free survival. Primary tumours were highly infiltrated by TAMs, which correlated with early recurrence. Additional analyses revealed a connection between TAM infiltration and a reduced overall survival. VEGF and vascular parameters were unchanged in both groups and within primary and recurrent tumours. All patients expressed CXCL2, whereas IL8 was expressed by 43% in primary tumours and by 67.6% in recurrent tumours. In contrast, CXCL2 was reduced in recurrent tumours of the not-standard group. CXCL2 and IL8 increased chemokinesis and angiogenesis of endothelial cells in vitro which was successfully inhibited by treatment with SB225002. Furthermore, SB225002 alone and combined with TMZ led to an altered gene expression of pro- and antiapoptotic genes as well as CXCR2, CXCL2 and IL8. Conclusion: TAM infiltration correlates with early recurrence, supporting findings on the tumor-promoting phenotype of myeloid cells in GBM. Additionally, CXCL2 and IL8 promote angiogenesis and chemokinesis and are partly affected by TMZ treatment. As patients with CXCL2/IL8 overexpression may benefit from anti-CXCR2 therapy, combined approaches with SB225002 should be further investigated in preclinical in vivo studies.
