Immunstimulation durch Tetrocarcin-A bei B-CLL

Chronische B-Zell Lymphatische Leukämie (B-CLL) stellt eine lymphoproliferative Krankheit mit klonaler Expansion von immuninkompetenten B-Lymphozyten dar. Klinisch wird die Krankheit durch eine Immundefizienz und durch die direkten Konsequenzen der Ansammlung von neoplastischen B-Zellen, d.h. Splenomegalie, Lymphadenopathie, Knochenmarkinfiltration und progressive Lymphozytose gekennzeichnet. Neben der Dysregulation von apoptotischen Signalwegen im neoplastischen Klon kommt es in B-CLL Patienten zu profunden Störungen des Immunsystems, die das gehäufte Auftreten von schweren Infektion, Autoimmunerkrankungen und Sekundärneoplasien bedingen. Eine pathologische Verteilung der T-Zellpopulationen zusammen mit einer Beeinträchtigung der T-Zellfunktionen werden als primäre Ursache dieser Immundefizienzen angesehen. Die Störungen der T-Zellfunktionen von B-CLL Patienten nehmen noch zusätzlich während der konventionellen zytotoxischen Therapie mit z.B. Fludarabin oder 2-CdA zu, eine Auswirkung, die eine Wiederherstellung der aktiven Immunüberwachung in diesen Patienten erschwert. So bleibt der Grad der möglichen Aggressivität der zytotoxischen Therapie begrenzt und neue Substanzen, die selektiver auf den neoplastischen Klon wirken und/oder das Immunsystem zusätzlich stimulieren werden dringend benötigt. Gemäss dem erfolgreichen Konzept der Schutzimpfung gegen Infektionskrankheiten wird momentan die Tumorvakzinerung, d.h. die Induktion eines langlebigen immunologischen Gedächtnisses gegen den Tumor als neue Option in der Tumortherapie diskutiert. Im ersten Teil unseres Projektes wollen wir klären, ob Tetrocarcin-A (TC-A), ein neue cytotoxische Substanz, die in vitro in B-CLL Tumorzellen Apoptose induziert, zusätzlihc noch lokale immunostimulatorische Effekte in vivo hat. Dabei wird unsere Studie hauptsächlich die Eigenschaft der Substanz, in den sterbenden Tumorzellen grosse Mengen an Hitzeschockproteinen zu induzieren, untersucht. Von diesen wurde gezeigt, dass sie zur Aktivierung des Immunsystems führen können. Fokussieren wollen wir uns dabei auf den Effekt der Hitzeschockproteine auf Dendritische Zellen, Monozyten und Natürliche Killer Zellen, die Zellpopulationen, welche für die Entstehung einer Anti-Tumorantwort von übergeordneter Bedeutung sind. Zusätzlich soll untersucht werden, ob diese immunstimulatorischen Eigenschaften spezifisch für TC-A sind und ob sie anderen cytotoxischen Substanzen fehlen, die für die Therapie der B-CLL Patienten bereits in der Klinik sind. Im zweiten Teil des Projektes wird getestet, ob TC-A als Induktionsagens für eine Schutzimpfungstrategie benutzt werden kann. Diese Studien werden mit Experimenten in einem hu-PBL-SCID xenograft Mäusemodell ergänzt, um dort die Primär- und Sekundärimmunantwort, die durch Schutzimpfung mit Dendritischen Zellen aktiviert wird, zu evaluieren.

Analog zu dem Konzept von Schutzimpfungen gegen mikrobielle Erreger wird die Impfung und damit die Etablierung eines langlebigen immunologischen Gedächtnisses gegen Tumore als neue Option in der Tumortherapie diskutiert. Dieses Konzept benötigt den Einsatz von zytotoxischen Substanzen, die in der Lage sind selektiv die Krebszellen zu zerstören, aber Immunzellen nicht schädigen. Nur dadurch kann das durch die Krebserkrankung geschwächte Immunsystem von Patienten wieder normalisiert und bestimmte Zellen für die Krebskontrolle wie z.B. T-Zellen wieder reaktiviert werden. Nach zytotoxischer Therapie werden durch den Einsatz von Impfstoffen spezifische T-Zellen im Körper vermehrt, die durch die Blutbahn wandern, um vereinzelte bösartige Zellen zu erkennen und zu zerstören. Dadurch soll die Gefahr eines Krankheitsrückfalls verringert werden. In dem vorliegenden Projekt untersuchten wir, ob die Substanz Tetrocarcin-A (TC-A) die Kriterien einer zytotoxischen Substanz erfüllt, die mit einer Impfung kombinierbar wäre. Unsere vorhergehende Arbeiten wiesen in der Tat darauf hin: TC-A löst sehr effektiv vor allem in Tumorzellen, aber nicht in T-Zellen Zelltod aus. Dieses Zell-Sterben geht immer mit der deutlichen Produktion von sogenannten Hitzeschock-Proteinen (HSP) einher. Für diese Proteine wurde eine Aktivierung des Immunsystems auf der Ebene von dendritischen Zellen (DC), Monozyten und Natürlichen Killerzellen gezeigt. Allerdings konnten wir diese immunstimulierende Wirkung von HSP in unseren Messungen nicht bestätigen. Wir erweiterten daher unsere Fragestellung und untersuchten auch andere zytotoxische Substanzen. Dabei zeigte sich eine starke toxische Wirkung von Vincristin in Leukämiezellen, wogegen diese Substanz in Monozyten die Wanderungs- und Killer-Aktivität erhöhte. Im Gegensatz konnten sich T-Zellen, die mit dieser Substanz behandelt worden waren, sich nicht mehr teilen. Daher kann ein sinnvoller Einsatz von Vincristin bei Impfstrategien ausgeschlossen werden. Gegensatz dazu führte eine Therapie mit Fludarabin zur starken Verringerung der Zahl lebender T Zellen. Allerdings konnten die überlebenden T Zellen wesentlich besser aktiviert werden, wie man das bei einer richtigen Impfung auch durchführen würde. Wir konzentrierten uns daher im folgenden auf die Charakterisierung der Vorgänge in Fludarabin-behandelten T-Zellen und DC. Wir kombinierten unsere in vitro Studien mit der Analyse der Blutproben von den Patienten, die in vivo mit Fludarabin-hältigen Protokollen behandelt wurden. Diese Untersuchungen bestätigten unsere Resultate im Reagenzglas. Die Hyperaktivität von T Zellen nach Fludarabin- Behandlung könnte einerseits das häufige Auftreten von Autoimmun-Phänomenen in Fludarabin-behandelten Patienten erklären, andererseits könnte diese Substanz einen wirklich interessanter Partner für Impfprotokolle darstellen. Die genaue Ursache für die erhöhte Aktivität von T Zellen nach Fludarabin-Behandlung muss in Zukunft noch genauer bestimmt werden.