Target-spezifische Bildgebung des Tumormilieus in vivo als nicht-invasiver Biomarker regulatorischer Therapieeffekte

Zielsetzung:

Die Prognose von Tumorerkrankungen ist stark abhängig vom Immunzellinfiltrat 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 frühe Therapieeffekte auf das TM evaluiert werden.

Material und Methoden:

Murine 4T1-Mammakarzinome wurden syngen und orthotop in weibliche BALB/c-Mäuse implantiert. Tumorgrößen-adaptiert erfolgte Fluoreszenz-Reflektionsbildgebung (FRI) 0 und 24h nach Injektion von anti-S100A9-Cy5.5 (unspezifische Kontrolle: IgG-Cy5.5). Anschließend wurden die Tiere mit konventioneller Chemo- (Doxorubicin, n = 16), anti-angiogener Therapie (Bevacizumab, n = 15) oder einem Placebo (NaCl, n = 12) behandelt und 5 Tage nach Therapiebeginn erneut mit FRI untersucht. Die Ergebnisse wurden ex vivo durch Immunhistochemie, Western Blot und FACS validiert.

Ergebnisse:

Während in Bezug auf das Tumorwachstum im gesamten Untersuchungszeitraum keine Unterschiede bestanden (p = 0,48), wiesen Tumore unter Bevacizumab-Therapie signifikant niedrigere Fluoreszenzintensitäten (FI) als unter Doxorubicin auf (2,60 vs. 15,65AU, p < 0,0001). FI für Doxorubicin waren signifikant gegenüber dem Placebo (8,95AU, p = 0,01) erhöht. Die Ergebnisse konnten ex vivo verifiziert werden. FACS ergab mit der Bildgebung korrelierende Verschiebungen der monozytischen Immunzellinfiltrate. Unter Bevacizumab wurde ferner ein signifikanter Anstieg CD4-positiver T-Zellen im Vergleich zu Doxorubicin beobachtet (14,3 vs. 2,6%, p = 0,005), während sich unter letzterem die Zahl CD8-positiver Zellen signifikant erhöhte (p = 0,009).

Schlussfolgerungen:

S100A9-spezifische Bildgebung erlaubt über eine Visualisierung der Immunzellaktivität im TM die frühe Detektion von Therapieeffekten noch vor klinisch erfassbaren Veränderungen der Tumorgröße. Sie stellt somit einen nicht-invasiven Biomarker für frühe Therapieeffekte dar und kann einen möglichen Einsatz auch im Hinblick auf Immun-Therapien finden.