Immunologische Laboruntersuchung bei Tumorpatienten. 9. November Dr. med. Volker von Baehr

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1 Immunologische Laboruntersuchung bei Tumorpatienten 9. November 2016 Dr. med. Volker von Baehr Institut für Medizinische Diagnostik Berlin

2 Unspezifisches Immunsystem (angeboren) Spezifisches Immunsystem (erworben, lernfähig) Immunzellen Monozyten Gewebemakrophagen T-Lymphozyten Granulozyten - Neutrophile (PMN) - Eosinophile - Basophile Mastzellen Natürliche Killerzellen CD4-Lymphozyten (Helferzellen) TH1-Helferzellen TH2-Helferzellen CD25+/CD127- T reg -Zellen TH17-Helferzellen CD8-Lymphozyten CD8+CD28+ zytoxische T-Zellen (CTL) CD8+CD28- suppressorische T-Zellen Humorales Immunsystem Defensine Opsonine Komplementsystem B-Lymphozyten Antikörper

3 Jede Körperzelle wird permanent vom Immunsystem kontrolliert. Zellen die bekannte körpereigene Antigene präsentieren, werden nicht angegriffen, weil die entsprechenden TLymphozyten in der Reifungsphase negativ selektioniert wurden CD4 TH1 CD8+ CD28+ Intaktes zelleigenes Protein

4 Jede Körperzelle wird permanent vom Immunsystem kontrolliert. Zellen die bekannte körpereigene Antigene präsentieren, werden nicht angegriffen, weil die entsprechenden TLymphozyten in der Reifungsphase negativ selektioniert wurden CD4 TH1 CD8+ CD28+ Intaktes zelleigenes Protein

5 Infizierte Zellen werden vom Immunsystem in der Akutphase erkannt... CMV-Virus CD4 TH1 CD8+ CD28+ IFN-g Perforine Granzyme

6 ... und angegriffen CMV-Virus IFN-g Perforine Granzyme CD4 TH1 CD8+ CD28+ IFN-g Perforine Granzyme

7 ... aber in der chronischen Phase in der Regel toleriert CMV-Virus CD4 Treg IFN-g Perforine Granzyme TGF-b IL-10 CD4 TH1 CD8+ CD28+ IFN-g Perforine Granzyme

8 Das gleiche passiert bei Tumorzellen CD4 TH1 CD8+ CD28+ IFN-g Perforine Granzyme Transformation

9 Die Tumorzelle wird im Idealzustand eliminiert IFN-g Perforine Granzyme CD4 TH1 CD8+ CD28+ IFN-g Perforine Granzyme Transformation

10 ... oder nicht, wenn Treg-Zellen diese Immunantwort verhindern IFN-g Perforine Granzyme TGF-b IL-10 CD4 T reg CD4 TH1 CD8+ CD28+ IFN-g Perforine Granzyme Transformation

11 Unspezifisches Immunsystem (angeboren) Spezifisches Immunsystem (erworben, lernfähig) Zelluläres Immunsystem Monozyten Gewebemakrophagen T-Lymphozyten Granulozyten - Neutrophile (PMN) - Eosinophile - Basophile Mastzellen Natürliche Killerzellen CD4-Lymphozyten (Helferzellen) TH1-Helferzellen TH2-Helferzellen CD25+/CD127- T reg -Zellen TH17-Helferzellen CD8-Lymphozyten CD8+CD28+ zytoxische T-Zellen (CTL) CD8+CD28- suppressorische T-Zellen Humorales Immunsystem Defensine Opsonine Komplementsystem B-Lymphozyten Antikörper

12 Der übliche Immunstatus ist wenig hilfreich

13 Er muss Tumorstatus-spezifische Marker berücksichtigen

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15 Thymusreserve = Anteil CD31+ naiver CD4-Zellen

16 Der Anteil an CD31+ T-Zellen widerspiegelt den Nachschub naiver T-Zellen aus dem Thymus CD31+ T-Zellen = RTE = recent thymic emigrants; Thymusemigranten) Thymus Blutkreislauf CD45RA CD31 CD45RA CD4 Verlust von CD31 CD4 zentrale naive T-Zelle CD45RO RTEnaive T-Zelle CD4 Effektor/Memory T-Zelle

17 Regulatorische T-Zellen (v.a. Anteil CD39+)

18 Regulatorische T-Zellen wirken immunsuppressiv Hemmung über immunsuppressive Zytokine Auslösung von T-Zell-Apoptose Entzug von IL-2 Hemmung dendritischer Zellen

19 CD39+ T reg -Zellen sind die bösesten Buben Dendritische Zellen Makrophagen Antigenpräsentation Immunsuppression Vaskularisation T-Zellen NK-Zellen Apoptose Zytotoxizität CD39 = Ectonucleotidase (Ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase 1 (ENTPD1) VEGF = Vascular Endothelial Growth Factor Bastid et al., Oncogene 2013

20 Welche Bedeutung haben die CD39+ T reg -Zellen?

21 TGF-b ist hinweisend auf die Funktion der T reg -Zellen NEU

22 Wie ist der CD28-Status?

23 Liegt schon eine Immunaktivierung vor?

24 Oberflächenmoleküle zeigen die T-Zellaktivierung an Interleukin-2 regt Zellteilung an Prämitotisch Expression der a-kette des IL-2 Rezeptors = CD25 Zellteilung T-Zell-Präaktivierung Postmitotische Expression des Moleküls HLA-DR persitierende Expression auf aktivierten Effektorzellen

25 IP-10 ein Serummarker für die TH1-Immunaktivierung (IP-10 = IFN-g-inducible protein 10) Die IP-10/TGF-b-Ratio beachten! Anstieg: Stärkung der systemischen zytotoxischen Immunantwort Abfall: ungünstige Prognose! Änderung der Therapie

26 IP-10 ein Serummarker für die TH1-Immunaktivierung (IP-10 = IFN-g-inducible protein 10) aktivierte TH1-CD4-Zelle IFN-g sehr niedrige und schwankende Serumspiegel IP-10 stabil im Serum messbar

27 IP-10 ein Serummarker für die TH1-Immunaktivierung (IP-10 = IFN-g-inducible protein 10) aktivierte TH1-CD4-Zelle IFN-g sehr niedrige und schwankende Serumspiegel IP-10 stabil im Serum messbar pg/ml im Serum IP-10-Spiegel im Blut IFN-g Stunden Tage

28 Wir haben drei Entzündungssysteme Sinnvoll für die Tumorabwehr ist nur eines davon Bakterien LPS Pilze Partikel Xenobiotika Makrophage TNF-a IL-1 IL-6, IL-8 IL-10, TGF-b CRP Monozytäre/ Makrophagozytäre Entzündung Immunkomplexe Viren intrazellulär persistierende Bakterien Tumorzellen T-Lymphozyt IFN-g IL-17 IL-2 IL-4 IL-10 Lymphozytäre Entzündung (Immunaktivierung) Allergene (bei Sensibilisierung) Bakterien Pilze Xenobiotika Mastzelle Histamin Leukotriene TGF-b Serotonin TNF-a u.a. Entzündung durch Mastzellaktivierung, allergische Entzündung

29 Immunaktivierung = Immunkompetenz?

30 Der Anstieg von TNF-a und sil2r im Serum bei Tumorpatienten ist tendentiell eher mit schlechterer T-Zellfunktion assoziiert 27 Patienten (34-82 Jahre, mean 62 Jahre) mit soliden Tumoren MFI im LTTFU MFI im LTTFU Korrelationskoeffizient r= -0,32 20 Korrelationskoeffizient r= -0, TNF-a im Serum sil2r im Serum

31 Hier ist eine ungezielte Immunstimulation falsch!

32 Der quantitative Immunstatus macht aber kaum Aussagen zur Funktionalität der Immunzellen! Immunfunktionsanalysen T-Lymphozyten NK-Zellen Granulozyten B-Lymphozyten Komplement LTT-Immunfunktion NK-Zell-Funktionstest Phagozytosetest Respiratory Burst Test IgG, IgA, IgM im Serum Komplementteste CH50 und AP50 Der CH100-Test sollte nicht mehr durchgeführt werden!

33 LTT Immunfunktion (T-lymphozytäre Funktion)

34 LTT Immunfunktion + Präparateuntersuchung

35 Die Zahl der NK-Zellen im Blut ist (fast) ohne Bedeutung... aber die NK-Zellfunktion Funktion Stimulierbarkeit

36 Auch für die NK-Zellen ist eine intakte Funktion der T-Helferzellen essentiell Von NK-Zellen sezernierte Zytokine CD4 TH1 Makrophagen/ Dentritische Zellen Aktivatoren IL-2 IL-12 IL-15 IL-18 IFN-g IFN-a IFN-b NK IFN-g TNF-a GM-CSF IL-2 Von NK-Zellen sezernierte Effektorzellmoleküle Perforin Granzyme FAS-Ligand TRAIL

37 Eine TH2-Dominanz ist kontraproduktiv, weil dann die TH1-Hilfefunktion für T- und NK-Zellen fehlt Achtung: IFN-g und IL-4 werden hier nicht im Blut bestimmt sondern ev vivo nach Mitogenstimulation der Patientenzellen

38 TH1-Modulatoren können im Labor vorselektiert werden!

39 TH1-Modulatoren können im Labor vorselektiert werden!

40 Lässt sich mit einem Labortest seriös vorhersagen, welche Präparate die NK-Zellen eines individuellen Patienten aktivieren können?

41 Negativkontrolle Positivkontrolle In diesem Fall zeigen Biobran und Latensin einen deutlichen Effekt

42 Negativkontrolle Positivkontrolle In diesem Fall zeigen Biobran und Latensin einen deutlichen Effekt

43 Basistherapie bei Tumorpatienten 1. Kontrolle und Ausgleich der essentiellen Spurenelemente (Mineralstoffe)... weil > 200 Enzyme allein im Immunsystem und antioxidativen Schutzsystem als Metalloenzyme von ihnen abhängig sind

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45 Basistherapie bei Tumorpatienten 2. Ausgleich eines intrazellulären Glutathionmangels... weil ohne antioxidativen Schutz eine aktivierte Immunzelle nicht arbeitsfähig ist.

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47 Was bedeutet intrazellulär 1. zu leicht gemacht Zentrifugation des Blutes Dekantieren des flüssigen Blutanteiles Lyse des Blutkuchens Keine echte intrazelluläre Messung, weil 10% Serum verbleiben und zellgebundenes Glutathions mit erfasst wird. Keine exakte Aussage über intrazelluläre Spiegel Richtige Bezeichnung wäre intraerythrozytär Glutathionbestimmung mittels ELISA-Test

48 Was ist wirklich intrazellulär T-Lymphozyten Zytofluorometrische Analyse der Blutzellen Monozyten NK-Zellen

49 Warum Bestimmung in 3 Zellpopulationen getrennt? Nur in Lymphozyten erniedrigt? Verbrauch bei normaler Synthese(fähigkeit) In Lymphozyten und Monozyten vermindert? verminderte Synthese und nicht nur Verbrauch NK-Zellen? besondere Bedeutung bei Tumorpatienten

50 Zusammenfassung TGF-b sollte möglichst niedrig sein IP-10 als TH1-Marker - Anstieg unter Immunstimulation vorteilhaft Der Anstieg des sil2r, TNF-a, IL-6 sind eher Indikatoren einer unspezifischen Entzündung welche die T-Zellfunktion negativ beeinflusst. TH1/TH2-Balance sollte möglichst ausgeglichen oder TH1-dominant sein Glutathion (wirklich) intrazellulär messen und ausgleichen Essentielle Spurenelemente im Vollblut messen und substituieren Unter immunstimulierender Behandlung sollten die T reg -Zellen und der CD39+ Anteil nicht ansteigen!

51 Nächste online-fortbildung am 30. November 2016, 15:00 Uhr Bedeutung der Zytokindiagnostik bei Tumorpatienten Dr. Cornelia Doebis Institut für Medizinische Diagnostik Berlin Institut für Medizinische Diagnostik Berlin-Potsdam