Evaluation des Therapieeffekts einer kombinierten Viro-Immuntherapie auf die Tumormikroumgebung und das lymphatische System mittels multimodaler in vivo PET/MRT- und Biolumineszenz-basierter Bildgebung

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URI: http://hdl.handle.net/10900/148427
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:21-dspace-1484275
http://dx.doi.org/10.15496/publikation-89767
Dokumentart: PhDThesis
Date: 2025-11-24
Language: German
Faculty: 7 Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Department: Biologie
Advisor: Kneilling, Manfred (PD Dr.)
Day of Oral Examination: 2023-11-24
DDC Classifikation: 500 - Natural sciences and mathematics
Other Keywords: Immuntherapie
Viro-Therapie
Checkpoint-Inhibitoren
License: http://tobias-lib.uni-tuebingen.de/doku/lic_mit_pod.php?la=de http://tobias-lib.uni-tuebingen.de/doku/lic_mit_pod.php?la=en
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Inhaltszusammenfassung:

 
Die Dissertation ist gesperrt bis zum 24. November 2025 !
 
Zur Evaluation des Wirkmechanismus der etablierten Th1-basierten kombinierten Immuntherapie wurden die additiven Effekte der einzelnen Komponenten, die initiale 2 Gy Niedrigdosis-Ganzkörperbestrahlung, die i.p. Applikation von Tumor-antigenspezifischen Tag-TH1-Zellen und die i.p. Gabe von Checkpoint-inhibierenden AK (anti-PD-L1/anti-LAG-3 AK) in RIP1-Tag2 Versuchsmäusen im fortgeschrittenen Tumorstadium untersucht. Zudem wurde die Effektorfunktion der beteiligten endogenen CD8+ T Zellen während der kombinierten Immuntherapie mit Hilfe von in vivo CD8+ T-Zell-Depletionsexperimenten evaluiert. Eine Woche nach Start der kombinierten Immuntherapie konnte in den Versuchsmäusen ohne CD8+ T-Zell-Depletion ein Peak des rBGW beobachtet werden. Dieser rBGW Peak war bei Versuchsmäusen mit Depletion der CD8+ T Zellen nicht detektierbar, was auf den Tumorzell-lysierenden Effekt der CD8+ T Zellen hindeutet. Die additiven Effekte der einzelnen Komponenten der kombinierten Immuntherapie führten verglichen zur Sham-Behandlung zur signifikanten Verlängerung des Überlebens der Versuchsmäuse. Die Abwesenheit der CD8+ T-Zellen hatte hierbei keinen Einfluss auf das Überleben der Versuchsmäuse. Zudem wurde im Rahmen dieser Dissertationsschrift die kombinierte Immuntherapie durch eine zusätzliche Komponente, der Gabe eines bereits durch die FDA und EMA zugelassenen onkolytischen Virus (OncoVEX; murine Version) ergänzt und die potenzielle Verbesserung der Therapieeffizienz eruiert. Im Rahmen dieser Studien konnte gezeigt werden, dass die additive Gabe von OncoVEX zu einem signifikant erhöhten Anstieg des rBGW, als Indiz für eine verlangsamte Tumorprogression führt. Die in vivo, ex vivo und in vitro Studien, welche im Rahmen dieser Arbeit durchgeführt wurden, belegten die additiven Effekte der einzelnen Komponenten der kombinierten Viro-Immuntherapie (Tag-TH1 Zellen, ICB und OncoVEX). Mittels nicht invasiver in vivo 18F-FHBG-PET/MRT Studien, zum Nachweis von OncoVEX infizierten, HSV-1-tk exprimierenden Inselzellkarzinomen, konnte keine vermehrte 18F-FHBG Tracer-anreicherung in den Inselzellkarzinomen der RIP1-Tag2 Mäuse nachgewiesen werden. Wobei in vitro 18F-FHBG-Anreicherungs-Studien eindeutig eine vermehrte Aufnahme des Tracers ausschließlich in OncoVEX-infizierten Inselzellkarzinomen belegten. Das Scheitern des in vivo Nachweises der 18F-FHBG-Anreicherung mittels PET/MRT könnte auf eine zu geringfügige HSV-1-tk-Virusreplikation in den Inselzellkarzinomen der RIP1-Tag2 Mäuse zurückzuführen sein. Trotz der vermeintlich geringen HSV-1-tk-Virusreplikation konnte kurz vor Auftreten des rBGW-Peaks in Versuchsmäusen mit kombinierter Viro-Immuntherapie eine vermehrte Ansammlung von CD4+-, CD8+ T-Zellen und Makrophagen im TME der Inselzellkarzinome nachgewiesen werden. Der zweite Abschnitt der hier vorliegenden Dissertationsschrift hatte die Zielsetzung die Effektorfunktion von Tumorantigen-spezifischen Th1 Zellen (OVA-TH1) in Kombination mit der therapeutischen Gabe von Immuncheckpoint-Inhibitoren (anti-PD-L1 AK + anti-LAG-3 AK) in den primär und sekundär lymphatischen Organen als auch im TME aufzudecken. Grundvoraussetzung für diese Studien war die Annahme, dass aktivierte Tumorantigen-spezifische T-Zellen mittels Sezernierung von proentzündlichen Zytokinen, wie TNF, die Aktivierung von NFκB in den residenten und eingewanderten endogenen Immunzellen von NFκBLuc-Reportermäusen initiieren. Hierzu wurden NFκBLuc-Reportermäuse mit ICB-Therapie-resistenten OVA-B16- Melanomzellen oder ICB-Therapie-sensitiven OVA-MC38 Adenokarzinomzellen inokuliert und für 10 Tage mittels der kombinierten Immuntherapie behandelt und die Effektorfunktion der aktivierten OVA-TH1 Zellen mittels Biolumineszenz-basierter Bildgebung nicht invasiv in vivo gemonitort. Zudem wurde das Tumorvolumen der Versuchsmäuse mit kombinierter Immuntherapie oder Sham-Behandlung täglich bestimmt. Die kombinierte Immuntherapie führte ausschließlich in den Versuchsmäusen mit OVA-MC38 Adenokarzinomen zur signifikanten Tumorregression und war in Versuchsmäusen mit OVA-B16 Melanomen wirkungslos. Interessanterweise konnte in den ICB-Therapie-resistenten OVA-B16 Tumoren eine geringere Aktivierung des NFκB Signalwegs im TME von Versuchsmäusen mit kombinierter Immuntherapie verglichen zu Sham-behandelten Versuchstieren gemessen werden. Ex vivo Analysen konnten in den OVA-B16 Tumoren von Versuchsmäusen mit kombinierter Immuntherapie eine gesteigerte relative Anzahl an CD4+ T-Zellen im TME verglichen zum TME von Sham-behandelten Versuchsmäusen detektieren, wobei es zwischen den beiden Versuchskohorten bei den CD4+ T-Zellen keine Unterschiede in der membranären Expression von CD69 gab. Im Gegensatz hierzu konnte in den ICB-sensitiven, regressiven OVA-MC38 Tumoren von Versuchsmäusen mit kombinierter Immuntherapie eine erhöhte NFκB-Aktivierung mittels Biolumineszenz-basierter optischer Bildgebung erfasst werden. Am Versuchsende konnte zwischen den beiden Therapiegruppen (kombinierte Immuntherapie versus Sham) im TME kein signifikanter Unterschied in der relativen Anzahl an T-Zellen festgestellt werden. Im Gegensatz hierzu konnte im TME, dLK und kLK von OVA-MC38 tumortragenden Versuchsmäusen mit kombinierter Immuntherapie verglichen zur Sham-Therapiegruppe eine teils signifikant erhöhte relative Anzahl an B-Zellen nachgewiesen werden. Zudem zeigten die T-Zellen in der Milz der Versuchsmäuse mit kombinierter Immuntherapie eine signifikant erhöhte membranäre Expression des Aktivierungsmarkers CD69, als Hinweis für eine erhöhte T-Zellaktivität und T-Zellretention. Die Studien dieser Dissertationsschrift ermöglichen tiefere Einblicke in die differentiellen Effekte der einzelnen Komponenten der kombinierten (Viro)-Immuntherapie. Die Ergebnisse sind Grundvoraussetzung für ein besseres Verständnis der zugrundeliegenden zellulären und molekularen Prozesse und die Translation in die Klinik.
 

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