Target-spezifische Bildgebung des Tumormilieus – Evaluation des regulatorischen Biomarkers S100A9

Zielsetzung:

Tumorprogress und Metastasierung sind stark abhängig von infiltrierenden Immunzellen und dem entstehenden Tumormilieu (TM). Das Protein S100A8/A9 ist ein wesentlicher Regulator des TM und mit einer schlechten Gesamtprognose assoziiert. Im Rahmen dieser Studie sollten mittels S100A9-spezifischer in vivo-Bildgebung regulatorische Mechanismen im TM sowie die Proteinherkunft evaluiert werden.

Material und Methoden:

Aus hochmalignen (4T1) und nicht-metastasierenden (67NR) Tumorzellen derselben murinen Mammakarzinomfamilie wurden Wildtyp(wt)- und S100A9-knockout(ko)-Tumore (mittels CRISPR/cas9-Methode generiert) orthotop in weibliche BALB/c-wt- bzw. S100A9-ko-Mäuse implantiert (jeweils n = 10). Bei einem Tumordurchmesser von 4 mm erfolgte 0 und 24h nach i.v.-Injektion von anti-S100A9-Cy5.5 Fluoreszenz-Reflektionsbildgebung (unspezifische Kontrolle: IgG-Cy5.5). Die Ergebnisse wurden ex vivo durch Immunhistochemie, Western Blot und FACS validiert.

Ergebnisse:

Während die in vivo-Bildgebung in jeweils gleichen Mauslinien keine signifikanten Unterschiede zwischen wt- und ko-Tumoren ergab (4,11 vs. 3,75AU, p = 0,54 bzw. 2,53 vs. 2,61AU, p = 0,85), waren Fluoreszenzintensitäten (FI) gleicher Tumorzelllinien in ko-Tieren signifikant gegenüber wt-Tieren reduziert (4,11 vs. 2,53AU und 3,75 vs. 2,61AU, jeweils p = 0,03). Gegenüber 67NR- waren FI für 4T1-Tumore korrelierend mit ihrem Malignitätsgrad signifikant erhöht (4,11 vs. 2,44AU, p = 0,02). Die Bildgebungs-Ergebnisse konnten mittels Immunhistochemie und FACS bestätigt werden; im TM wird S100A9 hauptsächlich durch unreife monozytische Zellen sezerniert. Mittels Western Blot wurde eine S100A9-Expression durch die Tumorzellen selbst ausgeschlossen.

Schlussfolgerungen:

Mittels S100A9-spezifischer Bildgebung konnte eine Proteinsekretion durch insbesondere monozytische Immunzellen im TM bestätigt werden, während Tumorzellen selbst kein S100A8/A9 freisetzen. Die Bildgebung erlaubt ferner eine Abschätzung der Tumormalignität und kann somit als Biomarker für die Aktivität des Tumormilieus dienen.