English Title: immunogenity and expression of different tumor-associated antigens in breast cancer patients

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Abstract

In vorherigen Arbeiten wurde gezeigt, dass Brustkrebspatienten ein natürlich entstandenes anti-tumorales Memory T Zell Repertoire aufweisen, das im Knochenmark angereichert ist. Auch konnte nachgewiesen werden, dass spezifische Memory T Zellen bei der Tumor-Abstoßung eine wichtige Rolle spielen. Die Feinspezifität des anti-tumoralen Memory T Zell Repertoires bei Brustkrebspatienten ist nicht bekannt und sollte in der vorliegenden Arbeit bestimmt werden. Hierzu wurden Knochenmarkproben von Brustkrebspatienten (n = 51) gegenüber einer großen Bandbreite unterschiedlicher Tumor exprimierter Antigene anhand einer, für Memory T Zell Antworten adaptierten, IFN- ELISpot Analyse untersucht. Neben bekannten Peptiden (n = 13) wurden auch neu definierte Peptide (n = 16) aus beschriebenen und aus bisher nicht als Tumor-assoziiert beschriebenen Antigenen verwendet. Bei 68% der Patienten konnte eine spezifische Immun-Reaktivität gegen Tumor-assoziierte Antigene nachgewiesen werden. Dabei zeigte sich, dass jedes der getesteten Antigene zu einer Reaktivität führte, wobei es deutliche Unterschiede in der relativen Häufigkeit dieser Reaktivität gab. Bei gesunden Spendern wurden deutlich weniger Memory T Zellen mit spezifischer Reaktivität gegenüber den gleichen Antigenen gefunden. Die Frequenzen der spezifischen T Zellen bei Patienten erwiesen sich als signifikant höher als bei gesunden Spendern. Immun-Reaktivitäten gegenüber nicht Malignitäts-assoziierten Antigenen zeigten dagegen bezüglich der Anzahl spezifischer T Zellen keinen signifikanten Unterschied zwischen Patienten und gesunden Spendern. Ferner konnte kein Hinweis auf eine Assoziation zwischen der Expression der Antigene im Tumorgewebe und der Immun-Reaktivität von Knochenmark T Zellen gefunden werden. Heparanase, eine bisher nicht als Tumor-assoziiertes Antigen beschriebene endo--D-Glukuronidase, die eine besondere Bedeutung für die Invasivität von Tumoren hat, erwies sich als besonders immunogen. Über Heparanase-Peptid Tetramer Analysen konnten in allen untersuchten Patienten mehr Heparanase spezifische T Zellen als bei gesunden Spendern identifiziert werden. Spezifisch aktivierte Knochenmark T Zellen von Brustkrebspatienten waren in der Lage Heparanase transfizierte Tumorzellen spezifisch zu erkennen und zu lysieren. Ein Vergleich der Reaktivitäten von normalen Spendern und Brustkrebspatienten legte den Schluss nahe, dass die Immun-Reaktivität gegenüber zehn bestimmten Antigenen wahrscheinlich durch den eigenen Tumor induziert wurde. 50% dieser, für das anti-tumorale Memory besonders wichtigen Antigene, wurden durch in dieser Arbeit neu definierte HLA-A2 restringierte Peptide repräsentiert.

Translation of abstract (English)

Earlier studies showed that breast cancer patients have a naturally developed anti-tumour memory T cell repertoire which is enriched in the bone marrow. Moreover, it was shown that specific memory T cells play an important role in tumour progression. A more detailed specification of this anti-tumour memory T cell repertoire in breast cancer patients is not known and should be examined in the work presented here. Therefore, bone marrow samples of breast cancer patients (n = 51) were tested against a large variety of different tumour expressed antigens with the help of an IFN- ELISpot assay, which is adapted to memory T cell reactivities. Apart from known peptides (n = 13), newly defined peptides (n = 16) of known and of such not jet described tumour associated antigens, were also used. A specific immune reactivity against tumour associated antigens was detected in 68% of all patients. Moreover, it turned out, that every tested antigen led to a reactivity. However, it showed distinct differences in the relative frequency of this reactivities. Healthy donors clearly had less memory T cells with a specific reactivity against the same antigens. The frequencies of the specific T cells in patients turned out to be significantly higher than in healthy donors. Immune reactivities against non-malignancy associated antigens did not show a significant difference between patients and healthy donors according to the number of specific T cells. Moreover, one could not find any reference to an association between the expression of the antigens in the tumour tissue and the immune reactivity of bone marrow T cells. Heparanase, an endo--D-glucuronidase not jet described as a tumour associated antigen, with a special meaning for the invasiveness of tumours, showed to be very immunogenic. With the help of heparanase peptide tetramer analyses, more heparanase specific T cells were identified in all examined patients than in healthy donors. Specifically activated bone marrow T cells of breast cancer patients were able to recognize and kill heparanase transfected tumour cells specifically. Comparing the reactions of normal donors and breast cancer patients allows the suggestion, that the immune reactivity against ten defined antigens was possibly induced by the own tumour. 50% of the antigens, which are very important for the anti-tumour reactivities, were represented by newly defined HLA-A2 restricted peptides.