IMMUNOCHARACTERISTICS OF TESTICULAR GERM CELL CANCERS

Humane Keimzelltumore, d.h. prä-invasives CIS und Seminome, können uneingeschränkt
durch das massive Vorhandensein von infiltrierenden Immunzellen charakterisiert werden.
Ein Großteil dieser Immunzellen wurde bisher als T Zellen und Macrophagen identifiziert. Die
Beteiligung und Bedeutung anderer Immunzell-Subtypen wie B Zellen und dendritische
Zellen für Keimzelltumore wurde bisher nicht eindeutig geklärt. Außerdem wurden bislang
keine Studien durchgeführt, in denen die Unterschiede in der Immunzell-Rekrutierung bei
verschiedenen testikulären Entzündungsgeschehen erörtert wurden. Die potentiellen
funktionalen Rollen und demensprechend die biologische Relevanz infiltrierender
Immunzellen bei verschiedenen pathologischen Zuständen des Hodens sind ebenfalls
weiterhin unklar. Um die funktionalen Rollen und die immunologische Aktivität von
Immunzellen zu erörtern, können Studien, die das mit der Pathologie verbundene
Zytokinmilieu analysieren und definieren, essentielle Informationen liefern. Bislang gibt es
keine Studien, in denen das Zytokinmilieu verschiedener entzündlicher testikulärer
Pathologien und insbesondere das Milieu von humanen Keimzelltumoren untersucht und
charakterisiert wurde.
Die hier vorgestellte Studie soll die oben erwähnten Informationslücken schließen und hat
somit das Potential, neuartige Einblicke in die Immuncharakteristika von Keimzelltumoren zu
liefern, insbesondere im Vergleich zu anderen entzündungsassoziierten testikulären
Erkrankungen. Die Daten könnten daher zu einem Überdenken des bestehenden
Verständnisses bzgl. Keimzelltumoren sowie deren Interaktion mit Immunzellen führen.
In der hier beschriebenen Studie wurden humane Hodenbiopsien analysiert, die entweder
normale Spermatogenese, Hypospermatogenese, assoziiert mit entzündlichen Infiltraten
oder Keimzelltumore (d.h. CIS oder Seminome) aufwiesen. Die Proben wurden zunächst
mittels Immunhistochemie analysiert, um das Vorhandensein verschiedener Immunzell-
Subtypen, genauer gesagt deren regionale als auch semi-quantitative Verbreitung zu
erörtern. Des Weiteren wurde über RT-qPCR das Zytokinmilieu innerhalb der oben
genannten Proben charakterisiert, wobei die Expressionslevel verschiedenster Zytokine mit
bekannten immunologischen Funktionen analysiert wurde.
An Hand von Zelltyp-spezifischen Immunmarkern konnte festgestellt werden, dass B Zellen
und dendritische Zellen im Vergleich zu anderen testikulären Entzündungsgeschehen
ausschließlich in Verbindung mit testikulären Tumoren zu finden sind. Darüber hinaus
konnte gezeigt werden, dass signifikant erhöhte Transkriptlevel von proinflammatorischen
(e.g. IL1b und TNFa), Th1-assoziierten (IL2 und IFNg) und B Zell unterstützenden Zytokinen
(IL6 und CXCL13) charakteristisch für das Zytokinmilieu von Hodentumoren sind. Diese
Erkenntnis lässt vermuten, dass das vorhandene Zytokinmilieu zur Anlockung und/oder
Erhaltung von B Zellen am Ort des Tumorgeschehens führt. Außerdem ist es wahrscheinlich,
dass das hier beschriebene (proinflammatorische) Zytokinmilieu von Keimzelltumoren an der
Verstärkung der lokalen Entzündungsreaktion beteiligt ist. Dies wiederum kann das
Wachstum der Keimzelltumoren und deren Invasion begünstigen, wie es bereits für andere
Tumore beschrieben wurde.
Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, dass das Zytokinmilieu in Proben, die normale
Spermatogenese oder Hypospermatogenese aufweisen, hochgradig ähnlich ist, wobei Th2-
assoziierte Zytokine (e.g. IL5 und IL13) hier die tragende Rolle zu haben scheinen. Dies lässt
vermuten, dass Th2-assoziierte Zytokine an der Aufrechterhaltung des testikulären
Immunprivilegs beteiligt sind. Außerdem scheinen infiltrierende Immunzellen, die sich in
Hypospermatogeneseproben finden lassen eher antiinflammatorische, d.h. Hodenprotektive
Funktionen zu haben, im Gegensatz zu Immunzellen, die in Keimzelltumoren zu
finden sind.
Aufbauend auf diesen Ergebnissen wurde ein in vitro model entwickelt, um die Interaktion
und die Einzelbeiträge von Immunzellen bzw. testikulären Tumorzellen zum Gesamt-
Zytokinmilieu zu erörtern. Dafür wurden TCam-2 Zellen (eine humane Zelllinie, die auf ein
primäres Seminom zurückgeht) mit normalen Immunzellen aus dem peripheren Blut (PBMC)
cocultiviert, um die Konsequenzen dieser Colokalisation für das Zytokinmilieu zu ergründen.
Hierfür wurde RT-qPCR als auch ELISA durchgeführt. Die Ergebnisse veranschaulichen, dass
die Zytokinexpressionsprofile von TCam-2 Zellen, die in direktem Kontakt mit PBMC
inkubiert wurden, sich von dem Profil monokultivierter TCam-2 Zellen durch signifikant
erhöhte mRNA Level von pro-inflammatorischen und Th1-assoziierten Zytokinen
unterscheiden, was den o.g. ex vivo Ergebnissen sehr nahe kommt. Interessanterweise
konnten in PBMC nach Cocultur mit TCam-2 Zellen keine signifikanten Veränderungen der
Zytokinlevel festgestellt werden. Weder mit noch ohne vorangegangene Mitogen-
Prästimulation (um die immunologische Aktivität zu erhöhen und damit die potentiell
fehlende Empfänglichkeit der PBMC zu umgehen) wurden signifikante Veränderungen in den
Zytokinleveln nach Kontakt zu neoplastischen Zellen festgestellt.
Diese Ergebnisse veranschaulichen das Potential der neoplastischen Keimzellen, sich vor
dem Immunsystem zu schützen, aktiv Immunzellinfiltration zu beeinflussen und ihr sie
umgebendes Zytokinmilieu grundlegend zu gestalten. Außerdem wurde festgestellt, dass
TCam-2 Zellen natürlicherweise signifikant höhere IL6 Level aufweisen als normale PBMC
(sowohl auf der mRNA als auch der Proteinebene). Dies lässt vermuten, dass IL6 als
Erhaltungsfaktor für testikuläre Tumorzellen notwendig ist.
Zusammengefasst verdeutlichen die o.g. neuen Erkenntnisse, dass B Zellen, dendritische
Zellen und IL6 eine spezielle Rolle in Keimzelltumoren zu spielen scheinen. In diesem
Zusammenhang könnte IL6 an der Erhaltung oder Begünstigung des Tumorwachstums und
der Tumorinvasion beteiligt sein. Diese Hypothese soll zukünftig durch ein in vitro Modell
getestet werden, in dem TCam-2 Zellen einem anti-IL6 Antikörper ausgesetzt und daraufhin
Wachstumsparameter analysiert werden sollen. Außerdem könnten erhöhte IL6 Level eine
direkte Konsequenz von vorhandenen Tumorzellen sein. In diesem Zusammenhang ist die
mögliche Verwendung von IL6 als prädiktiven oder prognostischen Marker bei anderen
Tuore ie z.B. „o-sall cell lug cacer und Magentumoren bekannt. Zukünftig soll
das klinische Potential von IL6 im Sinne der Patientenklassifizierung und ggf. Frühdetektion
von Keimzelltumoren untersucht werden, wobei die Serum-IL6 Level von
Hodentumorpatienten mit denen von normalen Kontrollprobanden verglichen werden
sollen.
Die hier beschriebene Studie hat somit das Wissen hinsichtlich der Immuncharakteristika
von humanen Keimzelltumoren substantiell vertieft und neue Grundsteine für die weitere
Forschung und potentielle Entwicklung von Diagnose- und Therapiemöglichkeiten für
humane Keimzelltumore gelegt.