Kombinierte Vakzine zur Prophylaxe und Therapie MMR-D-assoziierter Tumoren im präklinischen Modell
Hämatologie, Onkologie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Hypermutierte Tumoren tragen eine Vielzahl T-Zellspezifischer Neoantigene. Dies bildet die Grundlage von Vakzinierungsstrategien, für die Tumoren mit DNA Mismatch-Reparatur- Defizienz (MMR-D) prädestiniert sind. MMR-D tritt sowohl hereditär, als auch sporadisch auf. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde ein präklinisches in vivo Modell für MMR-D Tumoren etabliert und die Wirksamkeit immuntherapeutischer Strategien untersucht. Mlh1-/- Mäuse entwickeln aufgrund eines biallellischen Verlustes des DNA Reparaturgens Mlh1 spontan Tumoren, die sich sowohl im Gastrointestinaltrakt (GIT), als auch in lymphoiden Organen (Thymus, Leber) manifestieren. Im ersten Teil der Projektförderung erfolgte der Einsatz einer autologen Tumorvakzine. Die repetitive Applikation der Tumorvakzine verzögerte die Tumorgenese (=Prophylaxe) und das Wachstum bereits etablierter GIT (=Therapie) durch Reduktion der Tumorlast bzw. Krankheitsstabilisierung und Immunstimulation. Je nach verwendetem Tumorlysat wurde ein unterschiedliches Ansprechen beobachtet. Detaillierte Analysen ergaben, dass neben der Tumormutationslast, insbesondere die „Qualität“ der resultierenden Antigene entscheidend für das Therapieansprechen, sowohl in der prophylaktischen, als auch therapeutischen Situation, sind. Die lymphoide Tumorgenese wurde marginal beeinflusst, was auf ein Entitäts-spezifisches Antigenprofil schließen lässt. Aufgrund der Beobachtung, dass die Tumoren nach therapeutischer Intervention eine erhöhte intratumorale Mutationslast in MMR-D Zielgenen, sowie vermehrt Immuncheckpoint-Moleküle aufweisen, wurde eine Kombinationstherapie mit Immuncheckpoint-Inhibitoren (anti-PD-L1) eingesetzt, um den Vakzine-induzierten Escape-Mechanismen entgegenzuwirken. Es zeigte sich, dass die Kombinationstherapie der jeweiligen Monotherapie deutlich überlegen ist und teilweise zu kompletten Remissionen führt. Die zugrundeliegenden Mechanismen umfassen eine Reduktion zirkulierender und tumor-infiltrierender myeloider Suppressorzellen, eine Abnahme PD-L1+/CTLA-4+ T-Zellen (Milz), sowie eine Suppression des PI3K/Akt/Wnt/TGF- Signalweges in residualen Tumoren. Kumulativ führt dies zu einer verstärkten T- Zellinfiltration und Reduktion tumor-infiltrierender Makrophagen, sowie Neutrophilen. Hinsichtlich der Prophylaxe konnte im ersten Teil des Projektes gezeigt werden, dass MLH1-/- Mäuse frühzeitig eine leichte Immunsuppression aufweisen, die die Tumorprogression begünstigt. Zur Verstärkung der körpereigenen Immunantwort wurde ein Cyclin-abhängiger Kinase-Inhibitor eingesetzt. Der CDK4/6 Inhibitor Abemaciclib verzögerte die Tumorentwicklung signifikant, u.a. durch Sekretion proinflammatorischer Zytokine (IL2, IL6), eine geringere Anzahl Immuncheckpoint-positiver T-Zellen und Aktivierung des Hedgehog/Notch Signalweges in den „late-onset“ Tumoren. Die Kombination mit der Vakzine verstärkte diese Effekte nicht. Zusammenfassend konnten vielversprechende Therapien zur Behandlung von MMR-D Tumoren identifiziert werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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The mutational profile and infiltration pattern of murine MLH1-/- tumors – concurrences, disparities and cell line establishment for functional analysis. 20. Chirurgische Forschungstage, Magdeburg, 08. – 10. September 2016
Maletzki C., Beyrich F., Hühns M., Klar E. & Linnebacher M.
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Cellular vaccination of MLH1−/− mice – an immunotherapeutic proof of concept study. OncoImmunology, 7(3), e1408748.
Maletzki, Claudia; Gladbach, Yvonne Saara; Hamed, Mohamed; Fuellen, Georg; Semmler, Marie-Luise; Stenzel, Jan & Linnebacher, Michael
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Therapeutic cellular vaccination prolongs survival of MLH1-/- mice by re-activating specific antitumoral immune responses. 7th BIENNIAL Insight Meeting, Florenz, Italien 5. – 8. Juli 2017
Maletzki C., Stenzel J., Lindner T., Polei S., Vollmar B., Krause B., Klar E. & Linnebacher M.
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Cellular vaccination of MLH1-/- mice – an immunotherapeutic proof of concept study. 135. Kongress Deutsche Gesellschaft für Chirurgie, Berlin, 17. - 20. April 2018
Maletzki C., Gladbach Y.S., Hamed M., Stenzel J., Klar E. & Linnebacher M.
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Chemo-Immuntherapie in einem präklinischen MLH1-knock out Modell. 17. Jahrestagung der Deutschen, Österreichischen und Schweizerischen Gesellschaften für Hämatologie und Medizinische Onkologie (DGHO), Wien, 28. September bis 2. Oktober 2018
Maletzki C., Wiegele L.., Stenzel J. & Junghanß C.
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Chemo-immunotherapy improves long-term survival in a preclinical model of MMR-D-related cancer. Journal for ImmunoTherapy of Cancer, 7(1).
Maletzki, Claudia; Wiegele, Leonie; Nassar, Ingy; Stenzel, Jan & Junghanss, Christian
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Identifikation pathogenetisch relevanter Mutationen in MLH1-/- - assoziierten Tumoren – eine komparative Analyse im präklinischen Modell. Vortrag, 18. Jahrestagung der Deutschen, Österreichischen und Schweizerischen Gesellschaften für Hämatologie und Medizinische Onkologie (DGHO), Berlin, 10. bis 14. Oktober 2019
Gladbach Y.S., Wiegele L., Hamed M., Merkenschlager A.M., Fuellen G., Junghanss C. & Maletzki C.
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The mutational signature of spontaneously developing tumors in MLH1-/- mice – potential consequences for immunotherapeutic approaches. Poster Discussion, ESMO 2019 Congress, 27. September - 01. Oktober, Barcelona, Spanien
Gladbach Y.S., Wiegele L., Hamed M., Merkenschlager A.M., Fuellen G., Junghanss C. & Maletzki C.
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Unraveling the Heterogeneous Mutational Signature of Spontaneously Developing Tumors in MLH1−/− Mice. Cancers, 11(10), 1485.
Gladbach, Yvonne Saara; Wiegele, Leonie; Hamed, Mohamed; Merkenschläger, Anna-Marie; Fuellen, Georg; Junghanss, Christian & Maletzki, Claudia
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Combined vaccine-immune checkpoint inhibition significantly improves survival of Mlh1-/- mice via immune modulation Jahrestagung der Deutschen, Österreichischen und Schweizerischen Gesellschaften für Hämatologie und Medizinische Onkologie (DGHO) virtuell, 09.-11. October 2020
Salewski I., Kuntoff S., Junghanss C. & Maletzki C.
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Effective tumor growth control by combined vaccine-immune checkpoint inhibition in MLH1-/- mice ESMO virtuell, 19.-21. September 2020
Salewski I., Kuntoff S., Junghanss C. & Maletzki C.
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In vivo vaccination with cell line-derived whole tumor lysates: neoantigen quality, not quantity matters. Journal of Translational Medicine, 18(1).
Salewski, Inken; Gladbach, Yvonne Saara; Kuntoff, Steffen; Irmscher, Nina; Hahn, Olga; Junghanss, Christian & Maletzki, Claudia
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CDK4/6 blockade is as effective as immune checkpoint-inhibition in tumor growth control of Mlh1-/- and Msh2loxP/loxP Villin-Cre mice ESMO hybrid, 16.-21. September 2021
Salewski I., Engster L., Henne J., Henze L., Junghanss C. & Maletzki C.
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Combined gemcitabine and immune checkpoint inhibition conquers anti-PD-L1 resistance in low-immunogenic mismatch repair-deficient tumors. DGHO hybrid, 01.-04. October 2021
Salewski I., Henne J., Engster L., Schneider B., Lemcke H., Skorska A., Berlin P., Henze L., Junghanss C. & Maletzki C.
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Combined Gemcitabine and Immune-Checkpoint Inhibition Conquers Anti-PD-L1 Resistance in Low-Immunogenic Mismatch Repair-Deficient Tumors. International Journal of Molecular Sciences, 22(11), 5990.
Salewski, Inken; Henne, Julia; Engster, Leonie; Schneider, Bjoern; Lemcke, Heiko; Skorska, Anna; Berlin, Peggy; Henze, Larissa; Junghanss, Christian & Maletzki, Claudia
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Combined vaccine-immune-checkpoint inhibition constitutes a promising strategy for treatment of dMMR tumors. Cancer Immunology, Immunotherapy, 70(12), 3405-3419.
Salewski, Inken; Kuntoff, Steffen; Kuemmel, Andreas; Feldtmann, Rico; Felix, Stephan B.; Henze, Larissa; Junghanss, Christian & Maletzki, Claudia
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CDK4/6 blockade provides an alternative approach for treatment of mismatch-repair deficient tumors. OncoImmunology, 11(1).
Salewski, Inken; Henne, Julia; Engster, Leonie; Krone, Paula; Schneider, Bjoern; Redwanz, Caterina; Lemcke, Heiko; Henze, Larissa; Junghanss, Christian & Maletzki, Claudia
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CDK4/6 blockade provides an alternative approach for treatment of mismatchrepair deficient tumors. DGHO, Berlin, 07. bis 10. Oktober 2022
Krone P., Salewski I., Henne J., Engster J., Schneider B., Redwanz C., Junghanss C. & Maletzki C.
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Short-term immune-checkpoint inhibition partially rescues perturbed bone marrow hematopoiesis in mismatch-repair deficient tumors. OncoImmunology, 12(1).
Krone, Paula; Wolff, Annabell; Teichmann, Julia; Maennicke, Johanna; Henne, Julia; Engster, Leonie; Salewski, Inken; Bergmann, Wendy; Junghanss, Christian & Maletzki, Claudia
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Prophylaxis with abemaciclib delays tumorigenesis in dMMR mice by altering immune responses and reducing immunosuppressive extracellular vesicle secretion. Translational Oncology, 47, 102053.
Wolff, Annabell; Krone, Paula; Maennicke, Johanna; Henne, Julia; Oehmcke-Hecht, Sonja; Redwanz, Caterina; Bergmann-Ewert, Wendy; Junghanss, Christian; Henze, Larissa & Maletzki, Claudia
