Zelluläre Immuntherapie beim fortgeschrittenen Mammakarzinom mittels tumorantigenspezifischer reaktivierter, autologer T-Memory Zellen des Knochenmarks im Sinne einer Phase-I-Studie

Stand der Forschung

Die Entstehung maligner Tumoren ist äußerst komplex und bis heute noch nicht vollständig entschlüsselt. Die Rolle der humanen Immunologie mit dem Knochenmark als Hauptorgan des Immunsystems wurde dabei bisher unterschätzt und rückt nun immer mehr in den Mittelpunkt der Forschung.

In Zusammenarbeit mit dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ, Abteilung zelluläre Immunologie (G0100), Prof. Dr. Volker Schirrmacher) haben wir Untersuchungen zu der tumorspezifischen Immunität von Patientinnen mit Mammakarzinom durchgeführt. Dazu wurden während der Primäroperation Knochenmarkaspirationen des Beckenkamms durchgeführt. Aus dem Knochenmark (KM) wurden dendritische Zellen (DC) und Lymphozyten mittels FIKOLlyse separiert. Isolierten T-Zellen wurden über die autologen DC die Antigene entweder eines autologen Tumorlysates oder eines Lysates einer MCF-7-(Brustkrebs-)Zelllinie präsentiert. Die daraufhin entstandenen „Immuneffektorzellen” wurden anschließend in vitro auf ihr Ansprechen gegenüber den Tumorantigenen mit Hilfe des INF-γ-ELISPOT-Assays, IFN-γ-catch-Assays und ⁵¹Chromium-release-Zytotoxizitäts-Assays selektiert. Wir konnten erstmalig zeigen, dass zirka 67 % der Mammkarzinompatientinnen im Verlauf einer Tumorerkrankung T-Zellen gegen die spezifischen Brustkrebsantigene bilden, die sich im Knochenmark mit einer Frequenz von 1 : 200 bis zu 1 : 8 000 anreichern. Diese T-Zellen werden nach einer Konfrontation mit Tumorantigenen gebildet und reichern sich als so genannte T-Gedächtniszellen (TMC) im KM an. Tumorantigenspezifische T-Zellen konnten im peripheren Blut der Mammakarzinompatientinnen kaum nachgewiesen werden. In einer Longitudinalstudie mit Mammakarzinompatientinnen konnten wir zeigen, dass zytostatische Therapien insbesondere die Zahl naiver CD4 T-Zellen reduzieren, in geringerem Grade auch die Zahl der CD4 TMC. Endokrine Therapien hingegen wirken sich insbesondere negativ auf die absoluten Zahlen an naiven und CD8 TMC aus. Aufgrund des jeweils besonders starken Rückgangs naiver T-Zellen, führte die systemische endokrine, oder zytostatische Therapie allerdings nicht zu einer Abnahme des Anteils von TMC im gesamten T-Zell Pool [1], so dass tumorantigenspezifische TMC auch nach diesen Therapien noch im KM aufzufinden sind [2].

Zur Bestimmung des antitumorösen Potenzials der selektierten, tumorantigenspezifischen TMC wurden diese durch Inkubation mit gepulsten DC in vitro reaktiviert und dann in vivo getestet. In ein neues NOD/Scid-Mausmodell wurden dafür entweder autologe Tumorzellen oder Zellen der MCF-7-Brustkrebszelllinie implantiert. Die Tumorzellen wurden dann mit den oben genannten autologen reaktivierten tumorantigenspezifischen TMC konfrontiert. Es zeigten sich hochsignifikante Remissionen der Tumoren in 80 % aller Fälle (p > 0,0001 gegenüber den Kontrollen) [3]. Die histo-pathologische Aufarbeitung der Tiere zeigte deutliche Infiltrationen des Tumors und der nekrotischen Areale durch T-Effektorzellen [4]. Aufgrund dieser viel versprechenden Ergebnisse wird von uns eine klinische Phase-I-Studie bei Patientinnen mit metastasierendem Mammakarzinom durchgeführt.

Literatur

• 1 Solomayer E F, Feuerer M, Bai L, Umansky V, Beckhove P, Meyberg G C, Bastert G, Schirrmacher V, Diel I J. Influence of adjuvant hormone therapy and chemotherapy on the immune system analysed in the bone marrow of patients with breast cancer.  Clin Cancer Res. 2003;  9 174
• 2 Schuetz F, Ehlert K, Beckhove P, Diel I J, Solomayer E, Schirrmacher V, Bastert G, Strittmatter H J. Cellular immunotherapy in late stage breast cancer patients with reactivated autologous Memory T-cells (MTC) derived from bone marrow (BM).  Breast. 2003;  77
• 3 Feuerer M, Beckhove P, Bai L, Solomayer E F, Bastert G, Diel I J, Pedain C, Oberniedermayer M, Schirrmacher V, Umansky V. Therapy of human tumors in NOD/Scid mice with patients-derived reactivated memory T cells from bone marrow.  Nature Med. 2001;  7
• 4 Beckhove P, Schuetz F, Diel I J, Solomayer E F, Bastert G, Foerster J, Feuerer M, Bai L, Sinn H P, Umansky V, Schirrmacher V. Efficient engraftment of human primary breast cancer transplants in nonconditioned NOD/Scid mice.  J Clin Invest. 2004;  105 444-453
• 5 Bennett R, Jarvela T, Engelhardt P, Kostamovaara L, Sparks P, Carpen O, Turunen O, Vaheri A. Mucin MUC1 is seen in cell surface protrusions together with ezrin in immunoelectron tomography and is concentrated at tips of filopodial protrusions in MCF-7 breast carcinoma cells.  J Histochem Cytochem. 2001;  49 67-77
• 6 Dolo V, Adobati E, Canevari S, Picone M A, Vittorelli M L. Membrane vesicles shed into the extracellular medium by human breast carcinoma cells carry tumor-associated surface antigens.  Clin Exp Metastasis. 1995;  13 277-286
• 7 Rose H N, McGrath C M. Alpha-lactalbumin production in human mammary carcinoma.  Science. 1975;  190 673-675