Biology of nodal peripheral T-cell lymphoma

Ziel der in der vorliegenden Arbeit beschriebenen Untersuchungen war eine nähere Charakterisierung von peripheren T-Zell-Lymphomen (PTCL). Hierfür wurden im Wesentlichen zwei Ansätze verfolgt: Im ersten Ansatz sollten für die Tumorzellen der verschiedenen PTCL korrespondierende Normalzellen identifiziert werden, um deren Eigenschaften und Funktionen mit denen der neoplastischen Zellen vergleichen zu können. Im zweiten Ansatz sollten die hierdurch gewonnenen Erkenntnisse in weiterführende Untersuchungen umgesetzt werden, um Hinweise auf die Mechanismen der Tumorzelltransformation in den verschiedenen PTCL zu erhalten. Zur Bearbeitung des ersten Ansatzes wurde eine PCR-basierte Methode entwickelt, mit der sich das in den Tumorzellen klonal rearrangierte T-Zell-Rezeptor (TCR)Vbeta-Segment bestimmen lässt, um anschließend den Phänotyp der Tumorzellen unter Zuhilfenahme eines gegen dieses Segment gerichteten Antikörpers in immunhistochemischen Mehrfachfärbungen zu definieren. Es konnte gezeigt werden, dass sich angioimmunoblastische T-Zell-Lymphome (AILT) und großzellig anaplastische Lymphome (ALCL) jeweils einer T-Effektorzell-Population und eine Untergruppe der peripheren T-Zell-Lymphome, nicht weiter spezifiziert (PTCL-NOS) einer T-Gedächtniszell-Population zuordnen lassen. Ausgehend vom Phänotyp bereits bekannter T-Zell-Subpopulationen wurde darüber hinaus versucht, aus der heterogenen Gruppe der PTCL-NOS weitere Untergruppen einem bestimmten T-Zell-Entwicklungsstadium zuzuordnen. Die diesbezüglichen Ergebnisse legen nahe, dass es eine seltene Gruppe von PTCL gibt, die sich von regulatorischen T-Zellen ableitet, und sich durch einen sehr aggressiven Krankheitsverlauf auszeichnet. Diese Erkenntnis könnte in Zukunft Auswirkungen auf das therapeutische Vorgehen, beispielsweise in Form einer individuell abgestimmten, aggressiveren Therapie, haben. Als wegweisender Nebenbefund der durchgeführten PCR-basierten immun-histochemischen Untersuchungen sind die Ergebnisse der Analysen von ALCL anzusehen. Bei diesen Tumoren konnte gezeigt werden, dass die fehlende Expression von TCR sowie TCR-assoziierten Molekülen trotz des Vorhandenseins klonal rearrangierter TCR ein wesentliches Merkmal dieser Entität darstellt. Diese Erkenntnis stellt eine neue vereinigende Eigenschaft von ALK- (anaplastic lymphoma kinase) und ALK+ ALCL dar, die insbesondere auch zur Abgrenzung gegenüber anderen CD30+ PTCL in der Diagnostik herangezogen werden kann. Inwiefern das Fehlen der über den TCR vermittelten Signale, die normalerweise über den JAK/STAT Weg die Proliferation hemmen und letztlich zu Wachstumsstopp und Apoptose führen, auch zur Tumorzelltransformation beiträgt, muss in weiteren Untersuchungen geklärt werden. TCR-knock-out/down Experimente bzw. die Reexpression eines TCR in entsprechenden ALCL-Zelllinien könnten diese Aspekte weiter beleuchten. Ein weiterer interessanter Aspekt sind die Parallelen zu dem morphologisch ähnlichen Hodgkin-Lymphom, das sich von B-Zellen ableitet, jedoch ebenfalls keinen B-Zellrezeptor (BCR) exprimiert. Das abberante TCR/BCR-Signaling könnte zu der ungewöhnlichen, anaplastischen Morphologie der neoplastischen Zellen in beiden Lymphomen beitragen, da auch Veränderungen des Aktin-Zytoskeletts durch diese Signalkaskaden vermittelt werden. Hier könnten insbesondere vergleichende Untersuchungen zu einem besseren Verständnis dieser Tumoren beitragen. Der Befund, dass die Tumorzellen des AILT einen Effektorzellphänotyp aufweisen, hat uns dazu veranlasst, nach Ursachen zu suchen, die in den Tumorzellen die bei diesem Zelltyp zu erwartende Apoptose verhindern. SNP-Analysen und immunhistochemische Untersuchungen der Apoptose-assoziierten CTLA-4- und FAS-Gene bzw. deren Expression haben jedoch keine Hinweise auf einen hier gelegenen Apoptosedefekt ergeben. Es sind somit weiterführende Untersuchungen der FAS- und CTLA-4-Signalwege sowie anderer Apoptose-assoziierter Moleküle nötig, um der nach wie vor naheliegenden Hypothese eines Apoptosedefekts als pathogenetisch relevanten Faktor in AILT nachzugehen. Aus den in der vorliegenden Arbeit beschriebenen Untersuchungen haben sich zahlreiche neue Aspekte ergeben, die Ausgangspunkt für ein besseres Verständnis der Biologie dieser Erkrankungen sein können. Nicht zuletzt könnten diese Ergebnisse dazu beitragen eine Klassifikation der T-Zell-Lymphome zu erstellen, die sich analog zu der Klassifikation der B-Zell-Lymphome an der korrespondierenden Normalzelle orientiert und letztlich die Diagnostik und Therapie und damit die Prognose dieser Tumoren verbessert.The aim of our study was a more specific molecular characterisation of peripheral T-cell lymphomas (PTCL). Towards this goal, we primarily chose two approaches: The first approach was to identify the normal counterparts of the neoplastic T-cells in different subtypes of PTCL in order to compare the features and functions of normal and neoplastic T-cells. The second approach dealt with potential mechanisms of tumor cell transformation that may occur in these non-neoplastic counterparts of PTCL during tumorigenesis. In the first approach, we developed a PCR-based method which allows the identification of the clonally rearranged T-cell receptor (TCR)V segment of the neoplastic T-cells. Subsequent phenotyping of the tumor cells was done with an antibody against this segment performing immunohistochemical double- and triple stains. Angioimmunoblastic T-cell lymphomas (AILT) and anaplastic large cell lymphomas (ALCL) could both be related to effector cells, whereas a subgroup of PTCL not otherwise specified (PTCL-NOS) showed a corresponding memory cell population. Furthermore, based on defined T-cell populations, attempts to assign further subgroups within the heterogeneous group of PTCL-NOS provided evidence of rare cases derived from regulatory T-cells with an aggressive clinical course. In the future, this finding may have implications for the therapeutic management leading to a more individualized therapy. We gained additional insights from our PCR-based immunohistochemical investigations which may be of major importance for the pathogenesis of ALCL. Specifically, we could demonstrate that the lack of TCR expression and of TCR-associated molecules is an essential feature of this entity, despite the existence of clonally rearranged TCR genes. This perception presents a new unifying feature of anaplastic lymphoma kinase (ALK)- and ALK+ ALCL, which is particularly useful in discriminating ALCL from other CD30+ PTCL in the diagnostic setting. Further investigations are needed to clarify to what extent the lack of TCR mediated signals, which normally inhibit proliferation by the JAK/STAT pathway leading to growth arrest and apoptosis, also contributes to tumor cell transformation. TCR-knock-down experiments in normal T-cells and TCR re-expression in corresponding ALCL cell lines might shed additional light on these aspects. The parallels to the morphologically similar Hodgkin lymphoma which is derived from B-cells, are another interesting aspect, since these tumors do not express a B-cell receptor (BCR). The aberrant TCR/BCR signaling could contribute to the abnormal anaplastic morphology of the neoplastic cells in both lymphoma entities, since changes of the cytoskeleton are induced by the TCR/BCR signal cascades as well. Thus, comparative analyses could contribute to a better understanding of these tumors. The finding of AILT tumor cells showing an effector cell phenotype led us to search for reasons why apoptosis is inhibited in the tumor cells, whereas in normal T-cells of this differentiation state apoptosis generally occurs. Both analyses of single nucleotide polymorphisms (SNPs) and immunohistochemical studies of the apoptosis-associated CTLA-4 and FAS genes, however, did not provide any evidence of a defective apoptotic pathway based on these SNPs. Therefore, further investigations of the FAS and CTLA-4 pathways as well as other apoptosis-associated molecules are needed to identify factors that result in defective apoptosis of AILT cells. Our work may help to provide a better understanding of the biology of PTCL and could contribute to the development of an improved classification of T-cell lymphomas, which is based on corresponding normal T-cell counterparts, analogous to the classification of B-cell lymphomas. An improved molecular characterization of PTCL is a prerequisite for the development of novel therapeutic approaches