A20 als Zielstruktur für die Aktivierung des Glioblastommikromilieus und der Verbesserung des Ansprechens auf eine Immuntherapie

• Antragstellerin: Dr. Nirmeen Elmadany
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie ; Immunologie
• Förderung: Förderung von 2022 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 514016909

Das Glioblastom (GBM) ist der häufigste und aggressivste primäre Hirntumor mit einer medianen Überlebenszeit von 12-15 Monaten. Das GBM ist ein molekular heterogener Tumor, der sich durch die Umgehung von Immunzellen unweigerlich der konventionellen Therapie widersetzt. Diese Unterdrückung der adaptiven Immunität wird zu einem großen Teil durch myeloische Zellen vermittelt, die in der Mikroumgebung des Glioblastoms zu einem immunsuppressiven Phänotyp polarisiert sind. GBM-assoziierte myeloische Zellen, Mikroglia und Makrophagen (GAMMs), machen bis zu 50 % der GBM-Mikroumgebung aus. Mehrere Studien haben gezeigt, dass GAMMs durch immunsuppressive Phänotypen gekennzeichnet sind, die das Tumorwachstum aktiv fördern. Außerdem tragen GAMMs durch Zytokine und Chemokine zur Rekrutierung von peripheren Monozyten und T-Zellen bei. Obwohl GAMMs prinzipiell in der Lage sind, Antigene auf Molekülen des Haupthistokompatibilitätskomplexes der Klasse II zu präsentieren, binden CD80/CD86-Rezeptoren das Checkpoint-zytotoxische T-Lymphozyten-assoziierte Protein 4 auf der Oberfläche von T-Zellen und unterdrücken dadurch deren Aktivität. Darüber hinaus exprimieren GAMMs den programmierten Zelltod-Proteinliganden 1 (PD-L1), der an PD1 auf der Oberfläche von T-Zellen bindet, ein weiteres Checkpoint-Protein des Immunsystems, um die Effektor-Funktionen von T-Zellen weiter zu unterdrücken. A20 hat sich als ein wichtiger Modulator des Immunsystems erwiesen. Analysen öffentlich zugänglicher Genexpressionsdaten zeigen, dass A20 sowohl von hirnansässigen Mikroglia als auch von GAMMs exprimiert wird. In einem gezielten CRISPR-Screening zur Identifizierung medikamentöser Targets, die Makrophagen/Mikroglia unterdrücken, wurde A20 als Top-Treffer unter den Genen identifiziert, die das Immunsystem unterdrücken. In anschließenden vorläufigen In-vitro-Experimenten wurde A20 in isolierten primären Makrophagen von Maus und Mensch ausgeschaltet. Es wurde ein höherer Gehalt an proinflammatorischen Chemokinen und Zytokinen festgestellt. Außerdem konnten Ko-Kulturen aus primären menschlichen Makrophagen und T-Zellen tatsächlich T-Zellen aktivieren. Die Validierung dieser Ergebnisse in vivo ist von entscheidender Bedeutung. Mit Hilfe modernster Technologien, darunter ein 10X-Chrom-System für die Transkriptomanalyse, das mit räumlicher Transkriptomik und Proteomik integriert wird, möchte ich die Auswirkungen der A20-Ablation in GAMMs auf die Immunzellpopulationen in der GBM-Mikroumgebung, die Immun-Checkpoint-Blockade Antwort, das Wachstum von Glioblastomzellen und das Gesamtüberleben der Maus untersuchen. Zu diesem Zweck habe ich ein Mausmodell entwickelt, um die vorläufigen Daten zu reproduzieren und das Projekt in vivo weiterzuentwickeln. Außerdem plante ich, 3D-Organoid-Kulturen aus menschlichen Proben zu verwenden, um die Übertragung der Daten auf GBM-Patienten vorherzusagen.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle