ICAM-1-Induktion durch CpG-ODN im murinen, orthotopen UCC-Modell – Immunhistochemische Analyse der lokalen Immunantwort auf immunstimulatorische DNA-Sequenzen
Authors: Klebe Marwin , Olbert Peter Jochen , Hofmann Rainer , Barth Peter Josef , Hegele Axel 
Published: April 2021

Hintergrund Die antineoplastische Wirkung intravesikal applizierter, immunstimulatorischer CpG-Oligodesoxynukleotide in einem murinen, orthotopen Urothelzellkarzinom-Modell (C57-BL-6 /MB49) konnte bereits wiederholt nachgewiesen werden. Nach wie vor sind jedoch viele Details der Wirkweise ungeklärt. Vorangegangene Untersuchungen weisen in Richtung einer zellulären, Th1-gewichteten Immunantwort. Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, mit immunhistologischen Techniken einerseits das lymphozytäre Infiltrat im behandelten Blasengewebe zu subklassifizieren, andererseits den Effekt einer topischen CpG-ODN-Konfrontation auf die Expression von ICAM-1, eines für die zelluläre Immunantwort essenziellen Oberflächenmoleküls, zu untersuchen.

Material und Methoden In einem etablierten, murinen, orthotopen UCC-Modell kamen verschiedene Instillationschemata von CpG-ODN zur Anwendung. Nach 13 Tagen wurden Gefrierschnitte der entnommenen Blasen angefertigt und immunhistochemisch auf Infiltrationsdichte CD3-, CD4-, CD8- und CD 19- exprimierender Lymphozyten untersucht. In einer zweiten Versuchsreihe am selben Tiermodell wurden gesunde und tumortragende Blasen instillativ mit CpG-ODN oder PBS behandelt und anschließend gegen das interzelluläre Adhäsionsmolekül 1 (ICAM-1) gefärbt.

Ergebnisse Die CpG-ODN-Instillation führt zu einer erhöhten T-Zellinfiltration. Eine weitere Subdifferenzierung zwischen T-Helfer-Zellen (CD4) und zytotoxischen T-Zellen (CD8) erbrachte keine Unterschiede zwischen den verschiedenen Gruppen in Abhängigkeit vom Instillationsschema. Eine rückläufige B-Zellinfiltration im Laufe der Therapie wurde beobachtet.

Zusätzlich führt die CpG-ODN-Behandlung zu einer vermehrten Expression von ICAM-1 sowohl auf interstitiellen Leukozyten als auch Endothelien und insbesondere auf den Tumorzellen selbst.

Diskussion Die bereits in früheren Untersuchungen beobachtete vermehrte Lymphozytendichte konnte einem T-Zellinfiltrat zugeordnet werden. Die mit zunehmender Therapiedauer abnehmende B-Zelldichte spricht für eine Unterdrückung der Th2-Antwort zugunsten einer Th1-Polarisierung. Diese Ergebnisse stützen die These einer zellvermittelten Immunantwort als grundliegendem Mechanismus der antineoplastischen CpG-ODN-Wirkung. Die deutliche Steigerung der ICAM-1 Expression, vor allem auf den Tumorzellen, legt eine Schlüsselfunktion dieses Oberflächenmoleküls in der Einleitung und Aufrechterhaltung der antineoplastischen Immunantwort nahe.

Schlussfolgerung CpG-ODN könnten perspektivisch eine Alternative zu den gängigen Instillationstherapeutika darstellen. Mit Blick auf die aktuellen BCG-Engpässe und die erheblichen Nebenwirkungen ist eine Erweiterung des adjuvanten, topisch anwendbaren Armamentariums möglich. Das in dieser Arbeit erstmals gezeigte Potential einer Induktion der ICAM-1 Expression und damit einer Umkehr von Immune-Escape-Strategien solider Tumoren macht die Substanz aber auch als Adjuvanz einer modernen Checkpoint-Inhibition interessant.