Die Tumorzelle und ihre Umgebung: Immunsystem und Stroma neue therapeutische Möglichkeiten

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1 Die Tumorzelle und ihre Umgebung: Immunsystem und Stroma neue therapeutische Möglichkeiten Dr. med. Florian Schütz Universitätsfrauenklinik Heidelberg

2 Zelluläres Immunsystem Tumorantigen induzierte Immunreaktion Bone marrow naíve TC Tumor naíve APC beladene APC beladene APC aktivierte TC Immunescape Über Blut- oder Lymphgefäße

3 Zelluläres Immunsystem T-Zellen Subgruppen? regulatorische T-Zellen T-Helferzellen 2 T- Gedächtniszellen T-Helferzellen 1 T Killer Zellen DC & TC

4 Werden Mammakarzinome immunologisch erkannt? Diagnostik

5 Tumorreaktive T-Gedächtniszellen n TAA- tetramer Bisher nachgewiesen tested reactive positive IFN - Elispot Kill breast cancer > % +++ pancreatic carcinoma % % n.d. multiple myeloma % % malignantmelanoma % glioblastoma % n.d. n.d. n.d. n.d. head and neck cancer 70 30% + n.d. colorectal carcinoma 40 30% 540 n.d. n.d. Diagnostik Cancer Res., 2006, Ann. of Surgery, in press, Blood, 2005, 105:2132-4, Cancer Res., 2005, 65: , J. Clin. Oncol., 2004, 27:1141-9, Cancer Res., 2004, 64: , Nat. Med., 2001, 7:452-8

6 Immunologisch aktive MaCa-Genotypen Precise definitions of the specific subtypes of immune cells in the tumor can be accomplished from microarray data.... The LCK metagene actually separates the ERnegative tumors into better or worse prognosis! Rody, Holtrich, Kaufmann et al; Breast Canc Res, 2009 Thus, we could show in three cohorts of untreated, node negative BC patients that the humoral immune system plays a pivotal role in metastasis-free survival of carcinomas of the breast. Schmidt, Böhm, Gehrmann et al; Canc Res, 2008

7 Aktivierung oder Suppression von TH1-Antworten Expression von TGF-ß1 and IFN-α 25 IFN-alpha (pg/ml) TH1-Antworten unterstützend n=51 TH1-Antworten unterdrückend TGFß (pg/ml) 600 Schütz, Domschke, Cancer Research 2009

8 Warum sind Immunantworten bei einigen Patientinnen scheinbar unterdrückt? Diagnostik

9 Fox P3 + CD 25 + Regulatorische T-Zellen Hemmung der Effektorzellen 20 % of specific release 10 *** *** ** 0 50:1 25:1 12.5:1 6.25:1 E:T Schütz, Gi, submitted

10 T reg inhibieren tumorspezifische TC-Antworten in PB und BM - Tumorzellinien 400 p=0.03, (5x) p=0.02, (10x) n.s., (3x) p=0.02, (4x) IFN-g spots / 10 5 cells Treg depl PB BM KS U937 MCF7 -U937 Schütz, Gi, submitted

11 T reg inhibieren tumorspezifische TC-Antworten in PB und BM (Polypeptide) TAA and control abbreviation start position of nonamer in amino acid sequence HLA-A*0201 restrictedpeptide sequence Designed polypeptide position in amino acid sequence Heparanase HpaI 16 LLLGPLGPL 1-50 Heparanase HpaII 183 DLIFGLNAL Mammaglobin A Mam1 4 LMVLMLAAL 4-56 Mammaglobin A Mam FLNQTDETL LIYDSSLCDL Her2/neu Her2/neu 369 KIFGSLAFL Mucin-1 tandem repeat M20 9 STAPPAHGV Mucin-1 signal sequence M LLLLTVLTV Epidermal growth factor receptor EGFR 479 KLFGTSGQKT p53 p STPPPGTRV Melanoma asscociated * MAGE3 271 FLWGPRALV antigen-3 Human telomerase htert YLQVNSLQTV Survivin Survivin 96 LMLGEFLKL Carcinoembryonic Antigen CEA CGIQNSVSA Human immunoglobulin IgG / control IFN -γ spots / 10 5 T C s PB (n=38) * * * * PBTC Treg -depl. PBTC * 0 Schütz, Gi, submitted HpaI HpaII Mam1 Mam2 Muc1/20 Muc1/100 M20/100 Her2 EGFR P53 CEA htert Survivin MAGE3 End

12 Klinische Bedeutung von T reg Inhibition Metronomisches Cyclophosphamid in MBC p=0.005 p=0.02 p=0.07 % of Foxp3 + CD25 high among CD4 TCs Day0 Day14 Day28 Day42 Day56 Day70 Day84 n= Follow-up Days of the Treatment (005) p=0.001 MCF-7 KS24.22 U937 IFN-γ spots / 10 5 TCs p=0.005 p= D0 D14 D28 Day of low dose cyclophosphamide treatment Schütz, Gi, submitted

13 Haben tumorantigen-reaktive T-Gedächtniszellen des KM eine tumorlytische Kapazität? Diagnostik

14 Tumorantigen-reaktive TMC des KM von BC Funktionelle Kapazität IFN-γ Sekretion Zytotoxizität PBTC BMTC IFN-gamma spots/ 10 5 Tcells autol. Tu-L autol. PBMC-L * 25 0 Kon. MUC1 Kon. MUC1 J. Clin. Invest., 2004, 114: Nat. Med., 2001, 7:452-8

15 Reaktivierte T-Gedächtniszellen Histologische Tumorabstossung CD4 + = T-Helferzellen CD8 + = zytotoxische TC Nekrosen CD3 + = TC-gesamt CD3 MUC1 CD8 CD4 Perforin Nekrose Ductuli keine TC Feuerer et al, Nature Medicine, 2001, 7:452-8

16 Können tumor-reaktive T-Gedächtniszellen des KM therapeutisch beim Menschen eingesetzt werden? Schütz et al., SABCS 2005 Phase-1

17 Zelluläre Immuntherapie mit TC & DC Studiendesign Phase 1 Metastatic breast cancer KMP DC TAA DC Incubation activated T-T cells (CD8 + ) pulsed DC feasability toxicity immunolog. response FU TMC TMC i.v. application of TC and DC in 11 patients Schütz et et al., al., SABCS Immunotherapie

18 De-novo Detektion tumor-reaktiver T-Zellen 7 Tage nach ADI bei 50% der Patientinnen Tumor-Ag specific TCs / 10 6 TCs Immune monitoring of ADI Diagnosis Day 0 Day 7 Day 14 Day 21 Mon 1 Mon 3 Mon 1 Mon 3 (17/17) (2/17) (8/17) (4/14) (2/11) (1/11) (0/9) (7/9) (8/8) BM PB BM Schütz et al., Immunotherapy 2008

19 Zelluläre Immuntherapie Phase 1 T regs Treg presence (% CD25 + )

20 Zusammenfassung Immunologische Interaktionen MaCa-Zellen werden immunologisch erkannt Tregs unterdrücken Immunreaktionen Depletion von Tregs ist möglich CD45R0 CD8+ T-Zellen können therapeutisch genutzt werden

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!