Neue TNFα-basierte Strategien zur Bekämpfung von Immunevasion für Patienten mit diffusem intrinsischem Ponsgliom

• Antragsteller: Dr. Theophilos Tzaridis
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie ; Hämatologie, Onkologie ; Kinder- und Jugendmedizin
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 454298163

Das diffus intrinsische Ponsgliom (DIPG) ist ein hoch aggressiver Hirntumor, für den es bislang an neuen therapeutischen Konzepten mangelt. Unsere Arbeitsgruppe fand heraus, dass DIPG Tumoren mit p53 Mutationen kein oberflächliches MHC-I und somit Resistenz gegenüber zytotoxischen T-Zellen aufweisen. Behandlung mit Tumornekrosefaktor-α (TNFα) konnte MHC-I wiederherstellen, was zu einem besseren Ansprechen auf T-Zell-vermittelte Zytotoxizität und somit auf Immuncheckpoint-Inhibitoren führte. In dieser Arbeit wurde jedoch nur ein DIPG Modell verwendet, sodass derzeit unklar ist, ob dieses Vorgehen als generelle Strategie für die Behandlung von DIPG Tumoren angewendet werden kann. Des Weiteren verstarben 50% der mit TNFα und PD-1-Inhibitor behandelten Mäuse an ihrem Tumor, sodass in den nächsten Schritten weitere Checkpoint-Inhibitoren und die Resistenzmechanismen gegenüber dieser Kombinationstherapie dringend untersucht werden müssen. Demnach ist das erste Ziel dieses Vorhabens, den Mechanismus der MHC-I Regulation durch p53 in DIPG Tumorzellen und primären DIPG Tumorproben zu untersuchen. Dafür wird die Expression von MHC-I, sowie der Schlüsselmoleküle der Antigenpräsentation und MHC-I Lokalisation ERAP1 und TAP1 in p53-Wildtyp und p53-mutierten murinen und humanen DIPG Zellen und Tumorproben getestet. Als Nächstes wird das Ansprechen von humanen DIPG Zellen auf T-Zell-vermittelte Zytotoxizität durch Cokultur mit humanen T-Zellen untersucht. Zur Auswahl des effektivsten Checkpoint-Moleküls in der Kombinationstherapie mit TNFα wird die Expression dieser Moleküle in murinen und humanen DIPG Zellen, sowie im primären Tumormaterial untersucht. Basierend auf diesen Daten werden Inhibitoren der meist exprimierten Checkpoint-Moleküle alleine oder in Kombination mit TNFα in zwei murinen DIPG Modellen getestet. Um dann zu überprüfen, ob eine Kombination aus Checkpoint-Inhibitoren eine effektivere Strategie als die Einzelbehandlung darstellt, werden zwei der effektivsten Checkpoint-Inhibitoren basierend auf den vorherigen Daten mit TNFα kombiniert. Aufgrund des hoch aggressiven Charakters dieser Entität sind Resistenzen gegenüber der neuen Therapie auf Tumorzellebene (z.B. durch Herabregulation von MHC-I oder Tumorantigenen) oder auf Ebene des Mikromilieus (z.B. durch zu geringe T-Zell-Infiltration oder Hochregulation von immunsupprimierenden Signalwegen) möglich. Um diese Mechanismen aufzudecken, wird eine Einzelzell-RNA-Sequenzierung von unbehandelten und gegenüber TNFα und PD-1-Hemmern resistenten murinen Tumoren durchgeführt. Darüber hinaus werden diese Tumoren in Hinblick auf die Verteilung relevanter Immunzellen und deren Transkriptionsprofil mittels Digital Spatial Profiling untersucht.Zusammenfassend ist das Ziel dieses Projektes, Biomarker für das Ansprechen auf T-Zell-vermittelte Therapien zu identifizieren und deren therapeutische Wirksamkeit zu optimieren, um somit das Überleben sowie die Lebensqualität dieser Patienten zu verbessern.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Robert Wechsler-Reya, Ph.D.