Analyse der Funktion Eosinophiler Granulozyten bei der Progression und der Systemtherapie des malignen Melanoms

Abstract

Mit der Zulassung von Immuncheckpoint-Inhibitoren (ICI), wie den PD-1- und CTLA-4- Antikörpern, gelang es erstmals, das Überleben von Melanompatienten im metastasierten Zustand maßgeblich zu verlängern. Allerdings ist diese etablierte Systemtherapie nur bei einem Teil der Melanompatienten wirksam. Hierbei erwiesen sich tumorinfiltrierende T-Zellen als essenziell für die Auslösung einer antitumoralen Immunantwort und die damit verbundene Wirkung der Immuncheckpoint-Therapie. Es stellte sich heraus, dass aktivierte Eosinophile Granulozyten als neue Helferzellen für die immunologische Tumorabwehr fungieren können. Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, wie aktivierte Eosinophile lokal oder systemisch die Tumorprogression beim malignen Melanom beeinflussen und ob sie als prognostischer bzw. prädiktiver Biomarker für die Wirksamkeit von Immuncheckpoint-Inhibitoren dienen könnten. Dazu wurden 108 Primarien, 77 korrespondierende Naevi und 177 assoziierte Metastasen von 118 Melanompatienten mit einem Eosinophilen-Marker (Siglec-8) oder einem Eosinophilen-Aktivitätsmarker (ECP oder EPX) und dem T-Zell-Marker CD8 mittels Immunfluoreszenzfärbung ko-gefärbt. In den lokalen Expressions- analysen korrelierte die Anzahl der infiltrierten (Siglec-8+, ECP+ und EPX+) Eosinophilen höchst signifikant mit der Anzahl der zytotoxischen T-Zellen. Zudem war eine erhöhte Infiltration von aktivierten (ECP+) Eosinophilen und (CD8+) T-Zellen in den Primarien der Melanompatienten mit einem späteren Tumorprogress verbunden. Auch systemisch zeigten Eosinophile bei den 45 eingeschlossenen metastasierten Melanompatienten einen prognoseverbessernden Effekt. Mittels ELISA wurden die Serumkonzentrationen an Eosinophilen, ECP und EPX vor Beginn (Baseline) und unter der ICI-Therapie gemessen. Sowohl hohe Baseline-Werte der Eosinophilen, als auch hohe Werte der beiden Aktivitätsmarkern ECP und EPX waren mit einer Verlängerung des progressionsfreien Überlebens der Melanompatienten assoziiert. Ein Zusammenhang mit dem Therapieansprechen konnte nicht nachgewiesen werden. Insgesamt deuten unsere Daten darauf hin, dass aktivierte Eosinophile die lokale T- Zell-Infiltration fördern und somit einen günstigen prognostischen Einfluss haben. Über welche Mechanismen Eosinophile die T-Zell-Immunität in Tumoren genau unterstützen können, muss zukünftig noch geklärt werden. Zudem sind Eosinophile als prognostischer Biomarker in einem größeren Patientenkollektiv weiter zu prüfen.

With the admission of immune checkpoint inhibitors (ICI), such as the PD-1 and CTLA- 4 antibodies, the survival of metastatic melanoma patients could be successfully prolonged. However, only a proportion of melanoma patients benefit from this established systemic treatment. Tumor-infiltrating T-cells proved to be essential for inducing an antitumoral immune response and the related effectiveness of immune checkpoint therapy. Recently, activated eosinophil granulocytes were found to function as novel helper cells for immunological tumor defence. The aim of this study was to investigate whether activated eosinophils occurring in the tumor microenvironment or blood could influence tumor progression in melanoma and if they could serve as a prognostic or predictive biomarker for the efficacy of ICI. For this purpose, 108 primaries, 77 corresponding naevi and 177 associated metastases from 118 melanoma patients were co-stained with an eosinophil marker (Siglec-8) or an eosinophil activity marker (ECP or EPX) and the T-cell marker CD8 using immunofluorescence staining. In the local expression analyses, the count of infiltrating (Siglec-8+, ECP+ and EPX+) eosinophils was strongly correlated with the amount of cytotoxic T-cells. In addition, increased infiltration of activated (ECP+) eosinophils and (CD8+) T-cells in the primaries of melanoma patients was associated with delayed tumor progression. Systemically, eosinophils also revealed a beneficial prognostic effect in the included 45 metastatic melanoma patients. Serum concentrations of eosinophils, ECP and EPX were measured by ELISA before and during ICI therapy. High baseline levels of eosinophils as well as high levels of the two activity markers ECP and EPX were associated with a prolonged progression-free survival of melanoma patients. A correlation with the patients’ response to treatment could not be shown. Overall, our data suggest that activated eosinophils promote local T-cell infiltration and thus have a favourable prognostic impact. The exact mechanisms by which eosinophils can support T-cell immunity in tumors remain to be determined in the future. In addition, their suitability as a prognostic biomarker must be further examined in a larger patient cohort.