Introduction: The underlying mechanisms of Inflammatory Bowel Diseases (IBD) are still under investigation. Accordingly, therapy is so far limited to block the overreaction of the immune system in the gut. A new attempt is to block immune cells from entering the gut, which is used in the biological vedolizumab (VDZ). However, real-life studies show a high non-response rate. Therefore, predictive markers are needed. But results so far have not demonstrated enough significance yet. Aims of study: This study investigated the influence of VDZ – especially in T cell populations - and searched for predictive markers for therapy response. Methods: 50 patients were included in this study between July 2018 and November 2021 by receiving open-label VDZ. A balanced, healthy control group was collected as well. The clinical data of patients was monitored during the treatment. If patients reached at least a three- point reduction in the Harvey-Bradshaw-Index and at least a two-point reduction in the Partial Mayo Score by week 30, they were defined in retrospect as responders. Stool samples were collected at week 0, 6 and 18-22 to measure calprotectin. Blood samples were collected at the same time points to determine VDZ trough level in serum and isolate peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from blood. Those were then analysed by flow cytometry for different T cell subgroups. Clinical and flow cytometry data were examined to show how VDZ influences the immune system during the induction phase. Also, differences between responders and non- responders were investigated. The flow cytometry data were also analysed for differences between healthy donors and IBD patients at baseline. Results: From the analysed clinical markers, only the inflammatory markers CrP and calprotectin, as well as the haematological markers MCV, MCH and thrombocyte count could predict therapy outcome at week 6. The trough level of VDZ at week 6 did not show any significant difference between responders and non-responders. The analysis of the flow cytometry data showed a lower CD3+ T lymphocyte count in IBD patients compared to healthy donors in the blood. From the T cell subgroups only CD8+ TEMRA show statistically significantly higher levels in IBD patients. The gut-homing markers CCR9 and GPR15 were highly expressed on memory T cells in IBD patients. The marker which showed a significant predictive power for therapy outcome was the expression 12 of Ki67 on CD3+ T lymphocytes with an 80% sensitivity and 68.42% specificity. Further investigating which T cells express Ki67, CD4+ effector memory T cells turned out to be the subgroup with the highest Ki67-expression. Their co-expression of CD38 and Ki67 also showed a high predictive power for therapy response with 80% sensitivity and 78.95% specificity. Discussion: Ki67 expression shows to be a predictive marker that needs more investigation as to whether it could be used as a standard clinical test before deciding on using VDZ as a therapy.
Einleitung: Die Ursachen für chronisch entzündliche Darmerkrankungen sind bisher noch nicht abschließend geklärt. Deshalb ist das Therapiespektrum darauf begrenzt, den Pathomechanismus zu blockieren. Der neue Aspekt, den Eintritt von Immunzellen in den Darm zu verhindern, wird in dem Biologikum Vedolizumab (VDZ) genutzt. Da es häufig zu einem Therapieversagen kommt, werden prädiktive Marker dringend gesucht. Bisher gibt es keinen mit einer ausreichenden Signifikanz. Ziel der Studie: Diese Studie untersuchte den Einfluss der Therapie mit VDZ – speziell auf T-Zellpopulationen – und prädiktive Marker für das Therapieansprechen. Methodik: 50 Patient*innen wurden zwischen Juli 2018 und November 2021 in die Studie eingeschlossen, während sie VDZ erhielten. Gleichzeitig wurde eine ausgewogene, gesunde Kontrollgruppe gesammelt. Die klinischen Parameter der Patient*innen wurden kontrolliert. Sofern Patient*innen mindestens drei Punkte im Harvey-Bradshaw-Index beziehungsweise zwei Punkte im Partial Mayo Score bis zur 30.Therapiewoche verloren hatten, wurden sie retroperspektivisch als Therapieerfolg gewertet. Stuhlproben wurde zu den Zeitpunkten Woche 0, 6 und 18-22 gesammelt, um Calprotectin zu bestimmen. Blutproben wurden an denselben Zeitpunkten abgenommen, um die Konzentration von VDZ im Serum zu bestimmen und PBMCs zu isolieren. Diese wurden mittels Durchflusszytometrie (FACS) auf die verschiedenen T-Zellgruppen untersucht. Die Veränderungen in den klinischen und durchflusszytometrischen Daten wurden auf den Einfluss von VDZ hin untersucht. Auch Marker, die ein Therapieansprechen voraussagen könnten, wurden analysiert. In den FACS-Daten wurden zudem Unterschiede zwischen den gesunden Kontrollen und den Patient*innen vor Therapiebeginn erforscht. Ergebnisse: Unter den analysierten klinischen Markern konnten zum Zeitpunkt Woche 6 die Werte der Entzündungsmarker CrP und Calprotectin sowie der hämatologischen Marker MCV, MCH und Thrombozytenzahl das Therapieresultat signifikant vorhersagen. Die Konzentration von VDZ im Blut bei Woche 6 konnte dies nicht signifikant bestimmen. Die Analyse der FACS-Daten zeigten eine niedrigere Lymphozytenzahl im Blut bei Patient*innen im Vergleich zu den Kontrollen. In den T-Zell-Subgruppen zeigten nur CD8+ TEMRA signifikante erhöhte Werte in Patient*innen. Die Antigene CCR9 und GPR15 waren signifikant erhöht auf T-Gedächtniszellen in Patient*innen. Das Antigen, welches Therapieansprechen signifikant vorhersagen konnte, war die Expression von Ki67 auf Lymphozyten mit einer 80% Sensitivität und 68.42% Spezifität. Weitere Untersuchungen zeigten, dass CD4+ Effektor Gedächtniszellen die höchste Ki67-Expression aufwiesen. Die Koexpression von CD38 und Ki67 zeigte auch eine hohe Vorhersagekraft mit einer 80% Sensitivität und 78.95% Spezifität. Diskussion: Ki67 scheint ein prädiktiver Marker zu sein. Es benötigt weitere Untersuchung, ob seine Expression als praktischer, klinischer Test zur Therapiewahl genutzt werden kann.
