Differences in T cell immunity towards the tumor-associated antigens: EpCAM, CEA and her-2/neu in colorectal cancer and breast cancer patients

Titel, Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Immunüberwachung von Tumorwachstum 1.2 Immuntherapie von Tumoren 1.3 Aktivierung von tumorspezifischen T-Zellen 1.4 Tumorassoziierte Antigene 1.5 Tumorreaktive T-Zellen 1.6 Nachweis antigenspezifischer T-Zellen 1.7 Zielsetzung der Arbeit 2 Material und Methoden 2.1 Material 2.2 Methoden 2.3 Statistische Analysen 3 Ergebnisse 3.1 Patienten und Kontrollpersonen 3.2 T-Zell-Antworten 3.3 T-Zell-Antworten unter spezifischer Antikörper-Therapie 4 Diskussion 4.1 T-Zell-Antworten beim kolorektalen Karzinom 4.2 T-Zell-Antworten beim Mammakarzinom 4.3 Unterschiede der T-Zell-Antworten beim kolorektalen Karzinom und Mammakarzinom 4.4 T-Zell-Antworten nach Herceptin®- und Panorex®-Therapie 4.5 Schlußfolgerung 5 Literaturverzeichnis 6 DanksagungIn den letzten Jahren ist eine Vielzahl von tumorassoziierten Antigenen (TAA) beschrieben worden. Interessanter Weise konnten bei einigen malignen Erkrankungen, wie z. Bsp. dem KRK, bereits spontane TAA-gerichtete T-Zell- Antworten nachgewiesen werden. Es ist bislang unklar, inwiefern es Unterschiede bei dem Auftreten einer spezifischen TAA-gerichteten T-Zell- Antwort bei verschiedenen Adenokarzinomen gegen gemeinsame TAA gibt. Die vorliegende Studie wurde durchgeführt mit der Fragestellung, ob und in welcher Höhe im peripheren Blut von KRK- und MK-Patienten spontane TAA- spezifische T-Zell-Antworten gegen Peptid-Epitope der gemeinsamen TAA Ep-CAM, her-2/neu und CEA nachweisbar sind. Hierfür verwendeten wir den IFN-γ-ELISPOT- Assay, eine sensitive, etablierte und reproduzierbare Methode zum Nachweis antigenspezifischer CD8+ T-Zellen. Hierbei erlaubt der Nachweis der IFN-γ-Sekretion den Rückschluß, daß die T-Zellen auch funktionell aktiv sind. Die eingesetzten Tumorantigene waren synthetische HLA-A*0201-restringierte Epitope von Ep-CAM p263-271, her-2/neu p654-662 und CEA p571-579. Als Kontrolle diente das Influenza-Matrix-Protein p58-66, gegen das ca. 2/3 der Bevölkerung eine Memory-T-Zell-Antwort besitzt. Die Analyse klinischer Daten der KRK- und MK-Patienten ergab, daß es sich um ähnliche Patientenpopulationen in Bezug auf Alter und die relevanten Prognosefaktoren: Tumorstadien und Vortherapien handelte. Während wir eine spontane spezifische T-Zell-Antwort bei 5 der 27 (18,5%) KRK- Patienten detektieren konnten, war diese weder bei den 20 MK-Patienten noch bei den 12 gesunden Spendern (Kontrollgruppe) nachweisbar. T-Zell-Antworten gegen Influenza waren in allen drei Gruppen ähnlich häufig und stark. Der Vergleich dieser Daten im χ2-Test zeigt, daß der Unterschied zwischen der T -Zell-Reaktivität von KRK-Patienten (5/27) und der von MK-Patienten (0/20) gegen die untersuchten TAA statistisch signifikant ist (p= 0,042). Mögliche Ursachen für diese unterschiedliche Ausprägung von spontanen T-Zell-Antworten gegen gemeinsame TAA beider Adenokarzinome, wie z. Bsp. der Einfluß von unterschiedlichen Eigenschaften des Tumor-Ursprungsgewebes und die spezifische Tumor-Mikroumgebung, sowie die eventuelle Erkennung anderer TAA, werden in der vorliegenden Arbeit ausführlich diskutiert. Ein besseres Verständnis der Entstehung von spontanen T-Zell-Antworten gegen TAA, sowie das Verständnis von Mechanismen, die zu einem Fehlen systemischer T-Zell-Antworten führen, sind von Bedeutung für die Weiterentwicklung T-Zell-gerichteter Vakzinierungsstrategien. In Erweiterung der Studie wurde bei vier MK-Patientinnen, die Herceptin® (anti-her2/neu) erhalten hatten, sowie bei einer KRK Patientin, die Panorex® (anti-Ep-CAM) erhielt, die Induktion von spezifischen T-Zellen durch die verabreichten TAA gerichteten monoklonalen Antikörper getestet. Eine MK- Patientin zeigte T-Zell-Antworten gegen her-2/neu 9 mer p369-377; her-2/neu 17 mer p883-899 und Ep-CAM p263-271 nach dem vierten Zyklus der Herceptin®-Therapie. Weitere Untersuchungen sind nötig, um eine umfassendere Aussage bezüglich der Induktionsfähigkeit spezifischer T-Zellen durch die Verabreichung monoklonaler Antikörper zu treffen.There is increasing evidence that tumors elicit specific T cell responses in a substantial proportion of patients. Many tumor-associated antigens (TAA) like Ep-CAM, CEA and her-2/neu have already been identified as targets for specific T cell responses in patients with various malignancies including colorectal cancer. It is not clear yet weather patients with other adenocarcinomas expressing the same TAA possess similar T cell responses. The aim of our study was to analyze T cell responses against HLA-A*0201-restricted epitopes of the TAA Ep-CAM p263-271, CEA p571-579 and her-2/neu p654-662 in peripheral blood of patients with breast cancer (BC) and compare it with T cell reactivity found in colorectal cancer (CRC). Therefore we used the IFNgamma-ELISPOT assay a sensitive and reproducible method for the detection of TAA-reactive T cells directly ex vivo in unstimulated peripheral blood mononuclear cells. As a positive control for the general T cell reactivity, specific T cells against the flu matrix protein p58-66 were determined. A comparative analysis of distribution of patients with BC or CRC for stage and prior therapy revealed that both patient groups had received comparable prior therapies including surgery, radiation and chemotherapy. RESULTS: Surprisingly, a complete absence of ex vivo T cell responses against these TAA was found in 20 patients with BC. In contrast, specific T cells were detectable in 5 of 27 (18,5%) patients with CRC against at least 1 of these TAA. T cell responses against influenza-derived peptides were similar in both groups of cancer patients. The comparison of TAA-specific T cell responses in BC- and CRC-patients in the χ2-test shows a statistically significant difference (p= 0,042). In 4 BC patients we were able to obtain peripheral blood mononuclear cells before and after therapy with anti-her2/neu-antibody (Herceptin®). In one of these BC-patients T cells specifically secreting IFN-gamma could be detected by ELISPOT assay in response to 2 her2/neu-peptides (p369-377; p883-899) and one Ep-CAM-peptide (p263-271) after 4 cycles of therapy. CONCLUSION: The results of our study indicate a difference either of tumor immunogenicity or of the migratory pattern of tumor-specific T cells between BC- and CRC-patients. Also, one obvious difference between CRC and BC is the location of CRC in the colorectal lumen, providing direct contact with external antigens and bacteria. Bacteria are known to be highly productive sources of immunomodulating molecules. Further investigations will be necessary to determine weather antibody therapy against TAA effectively induces tumor-specific T cells. The findings reported here have implications for the development of antigen- specific T cell therapies