Evaluation der Proteinkinase CK2 als Zielmolekül für die Manipulation von intratumoralen regulatorischen T-Zellen
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Regulatorische T-Zellen (Treg-Zellen) sind ein essenzieller Bestandteil peripherer Toleranzmechanismen. Die suppressiven Fähigkeiten von Treg-Zellen können aber auch negative Effekte nach sich ziehen, die bei Tumorerkrankungen beobachtet werden können: die Suppression einer effektiven Immunantwort gegenüber Tumoren. Der Versuch, tumor-infiltrierende Treg-Zellen in ihren suppressiven Fähigkeiten einzuschränken, stellt deswegen einen vielversprechenden Ansatz für zukünftige anti-tumorale Immuntherapien dar. Basierend auf den Studien von Ulges et al. konnte die Proteinkinase CK2 (CK2) als geeignetes Zielmolekül identifiziert werden. Insbesondere die Fähigkeit zur Suppression von Typ2-Immunantworten in der Lunge war durch die spezifische Deletion der CK2 in Treg-Zellen stark eingeschränkt. Verantwortlich dafür zeigte sich eine Subpopulation von Treg-Zellen, die den inhibitorischen Oberflächenrezeptor ILT3 exprimieren. Die Expression von ILT3 wird dabei durch die CK2 kontrolliert wird, wobei die genaue Funktion von ILT3 für die Bedeutung für die Suppressionsmechanismen von Treg-Zellen weiterer Studien bedarf. Unbestritten ist jedoch, dass die ILT3-Expression von der CK2-Ativität negativ reguliert wird und dadurch als nützlicher Surrogat-Marker für die CK2-Aktivität in Treg-Zellen verwendet werden kann. Daran anknüpfend sollte in dieser Arbeit die Frage beantwortet werden, ob die genetische und pharmakologische Inhibition der CK2 in Treg-Zellen einen Einfluss auf deren suppressiven Fähigkeiten bezüglich der Immunantwort gegenüber Tumoren hat und inwieweit ILT3-exprimierende Treg-Zellen (ILT3+ Treg-Zellen) in diesem Kontext eine Rolle spielen. In Datenbankanalysen von humanen Melanombiopsien konnten erste Hinweise gesammelt werden, dass eine hohe ILT3-Expression im Tumorgewebe einem günstigen Krankheitsverlauf zuträglich sein kann, wobei eine starke Korrelation, zwischen der ILT3- und der FOXP3-Expression beobachtet wurde. Diese Beobachtungen untermauern die Arbeitshypothese, dass basierend auf einer niedrigen CK2-Expression eine hohe Expression von ILT3 auf Treg-Zellen die suppressiven Fähigkeiten von Treg-Zellen auch im Kontext der Tumorimmunologie vermindert. Um dies in einem Tiermodell zu verifizieren, wurde im prä-klinischen B16F10 Melanommodell das Tumorwachstum von Mäusen mit einer spezifischen Deletion der CK2β-Untereinheit in Treg-Zellen (Csnk2bTreg-/--Mäusen) und wildtypischen Csnk2bfl/fl-Mäusen vergleichend beobachtet und nachfolgend die Frequenz von intratumoralen ILT3+ Treg-Zellen bestimmt. Dabei zeigte sich, dass das Tumorwachstum in Csnk2bTreg-/--Mäusen signifikant verlangsamt war und gleichzeitig eine signifikant erhöhte Frequenz von ILT3+ Treg-Zellen in den Tumoren von Csnk2bTreg-/--Mäusen detektiert werden konnte. In der vergleichenden Analyse der zugrundeliegenden Immunantwort konnten signifikante Unterschiede in der Zusammensetzung der intratumoralen T-Zellpopulation festgestellt werden. Es zeigte sich, dass in die Tumore von Csnk2bTreg-/--Mäusen verstärkt anti-tumorale T-Zellen (konventionelle CD4+ T-Zellen und CD8+ T-Zellen) einwandern, woraus ein deutlich gesteigertes Verhältnis von anti-tumoralen T-Zellen zu pro-tumoralen Treg-Zellen in Tumoren von Csnk2bTreg-/--Mäusen resultiert. Die T-Zellimmunantwort gegen Tumore von Csnk2bTreg-/--Mäusen zeigte dabei
Charakteristika einer TH2-vemittelten Immunantwort. Die damit einhergehende erhöhte Konzentration von TH2-assoziierten Zytokinen scheint wiederum verantwortlich zu sein, dass es zu einer gesteigerten Infiltration von Eosinophilen Granulozyten in das Tumorgewebe von Csnk2bTreg-/--Mäusen kommt. Die erhöhte Frequenz von Eosinophilen Granulozyten in den Tumoren erwies sich dabei als essenziell für das verminderte Tumorwachstum in Csnk2bTreg-/--Mäusen. In internetgestützten Datenbankanalysen von humanen Melanombiopsien konnten gewisse Parallelen zum prä-klinischen B16F10 Melanommodell beobachtet werden. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen aus dem B16F10 Melanommodell zeigte sich, dass eine hohe Expression von Genen, die mit Typ2-Immunzellen assoziiert sind, einen positiven Einfluss auf die Überlebensrate im humanen malignen Melanom hat. Für die Evaluation des Potenzials der pharmakologischen CK2-Inhibition wurde in weiteren Experimenten der Einfluss eines CK2-Inhibitors auf das Tumorwachstum und im Speziellen auf tumor-infiltrierende Treg-Zellen untersucht. Dabei konnten eindeutige Hinweise gesammelt werden, dass die Applikation des CK2-Inhibitors die Eigenschaften von intratumoralen Treg-Zellen beeinflusst und dies wesentlich zum verminderten Tumorwachstum beigetragen hat. Im Hinblick auf Kombinationstherapien mit klinisch erprobten Checkpoint-Inhibitoren wurde abschließend, die Expression pharmakologisch relevanter Oberflächenmoleküle auf tumor-infiltrierenden Treg-Zellen evaluiert. Dabei zeigten intratumorale Treg-Zellen aus Csnk2bTreg-/--Mäusen unter anderem eine verminderte Expression von PD-1, TIGIT und CD39.