Einleitung: Trotz seines in der Behandlung maligner B-Zell-Lymphome weit verbreiteten klinischen Einsatzes sind die antineoplastischen Wirkmechanismen des Antikörpers Rituximab bisher nicht hinreichend aufgeklärt. Zelluläre Seneszenz tritt als langfristiger Wachstumsarrest vitaler Malignom-Zellen nach zytostatischer Therapie auf und hat weitreichende Einflüsse auf die Tumorbiologie sowie -prognose. Ob Rituximab nach Ligation seines Zielantigens CD20 neben Immun-Effektor-Kaskaden und programmiertem Zelltod auch Lymphomzell-Seneszenz auslösen kann, war bisher unbekannt. Methodik: Ausgewählte B-Zell-Lymphom-Linien, in denen nach zytostatischer Behandlung wesentliche Charakteristika zellulärer Seneszenz nachweisbar waren, wurden, z.T. unter zusätzlichem Einsatz pharmakologischer Inhibitoren, in vitro mit Rituximab-basierter Immuntherapie oder Immunchemotherapie behandelt. Dabei wurden das Wachstumsverhalten, das Auftreten Seneszenz-typischer morphologischer und sekretorischer Veränderungen sowie der Aktivierungszustand ausgewählter, zelluläre Seneszenz regulierender Signalwege untersucht. Ergebnisse: Nach Rituximab-basierter Immuntherapie trat in den analysierten Zelllinien-Modellen – wenn auch in geringerem Ausmaß als durch Behandlung mit dem Anthrazyklin Adriamycin erreichbar – ein seneszenter Phänotyp auf. Dieser wurde intrazellulär offenbar vor allem durch reaktive Sauerstoff-Radikale vermittelt. In kombinierten Ansätzen zeigte sich eine deutliche Erhöhung der Fraktion seneszenter Zellen nach moderater Adriamycin-Behandlung durch zusätzliche gegen CD20 gerichtete Immuntherapie. Passend dazu wurden nach Immunchemotherapie eine im Vergleich zu alleiniger Adriamycin-Behandlung stärkere Aktivierung der DNA-Schadensantwort-Signalkaskade sowie die vermehrte Sekretion der Seneszenz-assoziierten Zytokine Interleukin 6 und Interleukin 8 beobachtet. Diskussion: Langfristig an Zellkulturbedingungen adaptierte Zelllinien stellen keine idealen Modellsysteme für die mechanistische Dissektion zellulärer Seneszenz dar und die Übertragbarkeit der in ihnen gewonnenen Experimentalergebnisse auf primäre humane B-Zell-Lymphome muss daher noch kritisch geprüft werden. Dennoch weisen die dargelegten Beobachtungen auf Lymphomzell-Seneszenz als bisher nicht bekannte zellbiologische Wirkung des im klinischen Alltag häufig eingesetzten Antikörpers Rituximab hin und legen – in Übereinstimmung mit anderen Forschungsberichten – eine Erhöhung der Empfindlichkeit maligner Lymphomzellen für durch Zytostatika vermittelte DNA-Schadenssignale als einen wesentlichen Wirkmechanismus gegen CD20 gerichteter Immuntherapien nahe. Aufgrund der weitreichenden tumorbiologischen und klinischen Implikationen in malignen Lymphomen nach Rituximab-Behandlung auftretender Seneszenz sollten weiterführende wissenschaftliche Untersuchungen zu deren besseren Verständnis durchgeführt werden.
Introduction: Despite its broad clinical application in lymphoma therapy, the mechanisms by which the antibody rituximab exerts its antineoplastic activity have not been fully elucidated. Malignant cells may enter cellular senescence, a permanent growth arrest with strong impact on tumor biology and prognostic relevance, in response to cytostatic agents. Whether ligation of its target antigen CD20 by rituximab, besides recruiting classical immune effector functions and triggering apoptotic cell death, may result in lymphoma cell senescence as well was not known. Methods: B-cell lymphoma cell lines, that had been selected based on their capability to display characteristic features of senescence after cytostatic treatment, were exposed to rituximab-based immunotherapy or immunochemotherapy in vitro, with additional application of pharmacological inhibitors in some experiments. Growth characteristics, morphological and secretory changes associated with cellular senescence as wells as activation of selected senescence-regulating signaling pathways were monitored. Results: Rituximab-based immunotherapy induced a senescent phenotype in cell lines derived from human B-cell lymphomas, albeit to a lower extent than the anthracycline adriamycin at optimal concentration. Rituximab- induced senescence seemed to be mediated by intracellular reactive oxygen species. When applied together with a moderate concentration of adriamycin, additional anti-CD20 treatment strongly enhanced the fraction of lymphoma cells entering cellular senescence. In line with this, after combined immunochemotherapy, stronger activation of the DNA damage response signaling cascade as well as enhanced secretion of senescence-associated cytokines interleukin 6 and interleukin 8 in comparison to single agent adriamycin treatment were detected. Discussion: Mechanistic dissection of cellular senescence in established multi-passage cell lines has fundamental limitations. Therefore, the findings of this work need to be critically reassessed in primary human B-cell lymphomas. However, the observations point towards cellular senescence as a hitherto unrecognized consequence of CD20-directed immunotherapy and underscore enhancement of lymphoma cell susceptibility to chemotherapy-induced DNA damage signaling as an essential antineoplastic mechanism of the standard anti-lymphoma compound rituximab. With regard to the broad implications of rituximab-mediated lymphoma cell senescence in tumor biology and clinical settings, further scientific analyses are needed in order to gain a better understanding of this antineoplastic principle.
