title: Die prognostische Relevanz von M1- und M2- Makrophagen beim Glioblastom
Creators: name: Heigl, Julian
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2024

description: Die Prognose des Glioblastoms ist seit über einem Jahrzehnt gleichbleibend niedrig und ohne weitere Verbesserung. Die 5-Jahres-Überlebensrate liegt trotz der Einführung der STUPP-Therapie im Jahre 2005 bei unter 10%. Trotz Einsatz einer Kombination aus operativer, Strahlen- und Chemotherapie konnte hier zuletzt keine relevante Verbesserung der Prognose erzielt werden. Auch neuartige Therapieansätze (Bevacizumab, Tumortherapiefelder) konnten keine großen Fortschritte bewirken. Vermehrt kristallisiert sich allerdings auch beim Glioblastom das Immunsystem als entscheidender Faktor zur Krebsbekämpfung heraus. Auf dem Gebiet der Glioblastomtherapie konnten mittels Immuntherapie bisher keine entscheidenden Erfolge erreicht werden. Jedoch ist hierfür zunächst ein verbessertes immunologisches Verständnis der Tumorumgebung nötig. Für verschiedene Tumorentitäten konnten bereits die prognostische Bedeutung verschiedener Immunzellen und -marker entschlüsselt werden, was für das Immungefüge im Glioblastom noch nicht geglückt ist. Im Rahmen dieser Arbeit soll nun die weitere Bedeutung der immunologischen Tumorumgebung für die Prognose des Glioblastoms untersucht werden. Hierfür wurden die Immunmarker von Makrophagen CD68, CD163, CD206 sowie die Myeloperoxidase (MPO) ausgewählt und mittels der TMA-Methode sowie immunhistochemischer Färbungen sichtbar gemacht. So konnte die absolute Anzahl von M1- und M2-Makrophagen ermittelt werden. Zusätzlich ermöglichte dies eine Aussage über die Zahl der Zellen, die positiv für CD206 sowie für MPO (Myeloperoxidase) waren. Dafür wurden Gewebeproben von 40 Patienten digitalisiert untersucht. Schließlich ließen sich alle vier Zellmarker sowohl im zentralen als auch im peripheren Tumor quantifizieren. In einem nächsten Schritt wurden die so erhobenen Daten zum einem mit dem Gesamtüberleben und zum anderen mit dem progressionsfreien Überleben korreliert. Mittels der so erstellten Kaplan-Meier-Kurven konnten Aussagen über einen möglichen Überlebensvorteil einer Zellpopulation getroffen werden. Die so beobachteten Ergebnisse sind durchaus als heterogen zu bezeichnen. Es stellte sich heraus, dass die CD68+ Zellen in beiden untersuchten Tumorregionen den Großteil der untersuchten Zellen darstellen. Zusätzlich hat sich gezeigt, dass alle untersuchten Zellmarker häufiger im zentralen als im peripheren Tumor vorkommen. Auffällig ist hierbei, dass in beiden Tumorregionen mehr immunsuppressive CD163+ M2-Makrophagen als zytotoxische M1- Makrophagen gezählt worden sind. Beim Auswerten möglicher prognostischer Faktoren wurde klar, dass ein höheres Patientenalter negative Auswirkungen auf das Gesamtüberleben hat. Beim weiteren Auswerten zeigte sich lediglich ein signifikanter Einfluss der Zellzahlen im zentralen Tumor auf das Gesamt- überleben, sowie ein signifikanter Einfluss der Zellzahlen im peripheren Tumor auf das progressionsfreie Überleben. Weitere Korrelationen konnten nicht gefunden werden. Ein hohes Vorkommen von CD68+, CD163+, CD206+, MPO+ Zellen sowie den zytotoxischen M1-Makrophagen im zentralen Tumor wirkt sich negativ auf das Gesamtüberleben aus. Dagegen wirkt sich ein hohes Vorkommen dieser Zellen im peripheren Tumor positiv auf das progressionsfreie Überleben aus. Die absoluten Häufigkeiten, unter Führung der CD163+ Makrophagen, der ausgewerteten Immunzellen ist erklärbar, durchaus plausibel und deckt sich mit Voruntersuchungen. Auch das Patientenalter der untersuchten Kohorte ist ein prognostisch relevanter Faktor und deckt sich mit den Erwartungen. Die weiteren Ergebnisse weichen teils deutlich von den Erwartungen ab. Schlussendlich muss festgehalten werden, dass die prognostische Relevanz der TAMs wie in diversen Vorstudien weiterhin nicht abschließend geklärt werden kann. Da es bereits präklinisch erfolgreiche Studien zur Beeinflussung der Makrophagen gibt, lässt sich aber ein zugrundeliegender Mechanismus im Tumorimmungefüge vermuten, der für weitere klinische Implikationen weiter untersucht werden sollte.
description: The prognosis of glioblastoma has been consistently low for more than a decade and has not improved any further. Despite the introduction of STUPP therapy in 2005, the five-year survival rate is less than 10 %. Even the use of a combination of surgery, radiotherapy and chemotherapy, no significant improvement has been achieved recently. The immune system is increasingly crystalizing as a decisive factor in the fight against cancer, but no decisive successes have yet been achieved with immunotherapy. However, this first requires an improved immunological understanding of the tumour environment. The prognostic significance of various immune cells and markers has already been deciphered for different tumour entities. It's important to investigate the further significance of the immunological tumour environment for the prognosis of glioblastoma. For this purpose, the immune markers CD206, CD163, CD68 and MPO (myeloperoxidase) were selected and visualized using the TMA method and immunohistochemical staining. This allowed to determine the absolute number of M1, M2 macrophages as well as the number of cells that were positive for CD206 and for MPO (myeloperoxidase) in both the central and peripheral tumour. Tissue samples from 40 patients were digitized and examined for this purpose. In a next step this data was correlated with overall survival and progression-free survival. Using the Kaplan-Meier curves generated in this way, statements could be made about a possible survival advantage of a cell population. It was shown that CD68+ cells represent the majority of the cells examined in both tumour regions. In addition, it was shown that all the cell markers examined were more common in the central than in the peripheral tumour. It is striking that more immunosuppressive CD163+ M2 macrophages than cytotoxic M1 macrophages were counted in both tumour regions. When analyzing possible prognostic factors, it was shown that a higher patient age has a negative effect on overall survival. Further evaluation revealed only an influence of cell counts in the central tumour on overall survival and an influence of cell counts in the peripheral tumour on progression-free survival. No further correlations could be shown. A high incidence of CD68+, CD163+, CD206+, MPO+ cells and cytotoxic M1 macrophages in the central tumour has a negative effect on overall survival. In contrast, a high incidence of CD68+, CD163+, CD206+, MPO+ cells and cytotoxic M1 macrophages in the peripheral tumour has a positive effect on progression-free survival. The absolute numbers of the analyzed immune cells can mostly be explained, are entirely plausible and are consistent with preliminary investigations. For example, the immunosuppressive M2 macrophages are overrepresented in glioblastoma. The patient age of the analyzed cohort is also a prognostically relevant factor and is in line with expectations. Some of the other results deviate significantly from expectations. Finally, it must be noted that the prognostic relevance of TAMs is still not conclusively clarified and is assessed differently by different studies. However, as there are already successful preclinical studies on influencing macrophages medicinally, an underlying mechanism in the tumour immune system can be postulated, which should be investigated ongoing for further clinical implications.