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Sterzik, Alexander (2012): Charakterisierung der Wirkung von Gemcitabin auf die Immuntherapie mittels dendritischer Zellen in einem autologen Pankreaskarzinommodell der Maus. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

Die Therapieerfolge bei der Behandlung von Patienten mit Pankreaskarzinom sind trotz immenser Fortschritte und Erkenntnisse auf dem Gebiet der Tumorforschung immer noch unbefriedigend. Ursache hierfür ist neben der späten Diagnostellung aufgrund unspezifischer Symptomatik die diffuse lokale Infiltration des Tumors sowie dessen frühzeitige Metastasierung. Die adjuvante Chemotherapie mit Gemcitabin bei Patienten mit diesem Tumorleiden mit operativer R0/R1-Resektion zeigt nur marginal lebensverlängernde Vorteile. Aufgrund der intrinsischen Fähigkeit des Immunsystems infizierte oder entartete Körperzellen zu erkennen und wirkungsvoll zu eliminieren, erscheinen immuntherapeutische Ansätze mit dem Ziel der Induktion einer antitumoralen Immunantwort in der Behandlung des Pankreaskarzinoms aussichtsreich. Eines der prominentesten immuntherapeutischen Verfahren ist die Vakzinierung mit Tumorantigen beladenen DC. Wie Vorarbeiten in unserer Arbeitsgruppe zeigen konnten, erwies sich dabei die Kombination von Gemcitabin mit einer DC-basierten Immuntherapie in einem subkutanen murinen Pankreaskarzinommodell mit der Tumorzelllinie Panc02 als synergistisch in Bezug auf das Überleben. Auf dieser Beobachtung aufbauend, bestand ein Teil der Zielsetzung dieser Doktorarbeit in der näheren Charakterisierung der Einflussnahme von Gemcitabin auf die DC-Vakzine selbst bzw. die durch sie induzierte Immunantwort. Unter Einführung des Ovalbumins (OVA) als immunogenem Modellantigen und nach Etablierung immunologischer Nachweismethoden, konnten zunächst verschiedene DC-Protokolle und Vakzinierungsrouten hinsichtlich ihrer Effektivität in der Generierung einer adaptiven Immunantwort getestet und systematisch miteinander verglichen werden. Von besonderem Interesse war dabei vor allem in Hinblick auf die Verwendung im späteren orthotopen Tumormodell die Effektivität der intraperitonealen DC-Gabe, die letztendlich gegenüber der s.c.-Vakzinierung deutlich höhere spezifische T-Zellantworten induzierte. In weiterführenden Studien mit paralleler Gemcitabingabe stellte sich eine deutliche Suppression der DC-vermittelten Immunantwort gegen das OVA-Antigen heraus. Diese betraf in verstärktem Ausmaß die B-Zellreihe, deren Produktion OVA-spezifischer Antikörper nahezu komplett unterdrückt wurde. Auch die induzierte T-Zellantwort war deutlich reduziert. Diese zeigte jedoch immer noch eine ausgeprägte lytische Aktivität von Surrogat-Target-Zellen in einem in vivo-Zytotoxizitätstest. Es konnte in der vorliegenden Arbeit gezeigt werden, dass der immunsuppressive Effekt von Gemcitabin maßgeblich auf die direkte antiproliferative Wirkung von Gemcitabin zurückzuführen ist. Die T-Zellstimulationskapazität der DC-Vakzine wurde in vivo durch Gemcitabin hingegen nicht negativ beeinflusst. Das Ausmaß der beobachteten Immunsuppression war zudem stark vom Zeitpunkt des Beginns der Gemcitabingabe abhängig. Trotz deutlicher Reduktion der Immunantwort erwies sich im subkutanen Tumormodell mit transfizierten Panc02-OVA-Zellen die Kombinationstherapie von OVAProtein- gepulsten DC und Gemcitabin von Beginn an gegenüber einem modifizierten Protokoll mit verspäteter Gemcitabin-Gabe parallel zur DC-Vakzine als therapeutisch überlegen. Der Synergismuseffekt war an das Vorhandensein einer spezifischen T-Zellantwort gebunden. Ferner konnte in dem verwendeten murinen Pankreaskarzinommodell die verbesserte Migration von Immunzellen - v.a. der CD8-T-Zellreihe - sowie die Verbesserung der T-Zell-vermittelten Tumorzelllyse unter Gemcitabinexposition nachgewiesen werden. Bei der Erweiterung des Tumormodells auf die orthotope Ebene zeigt sich die subkutane Vakzinierung mittels DC, die mit apoptotischen Panc02-OVA-Tumorzellen als Antigenquelle beladen worden waren, nur in der Lage, einen prophylaktischen Impfschutz gegen den nachfolgenden intrapankreatischen Tumorchallenge zu induzieren. Sie versagte jedoch komplett in der Therapie etablierter intrapankreatischer Tumore. Demgegenüber konnten durch die Verwendung intraperitoneal verabreichter, OVA-Protein-gepulster DC – sowie in begrenztem Umfang auch durch die i.p.-Gabe LPS-aktivierter, ungepulster DC ohne Antigenbeladung – beachtliche Therapieerfolge erzielt werden. Durch die vorliegende Arbeit gelang es erstmalig grundlegende Erkenntnisse über das Zusammenspiel von DC-Immuntherapie und dabei begleitend durchgeführterGemcitabinbehandlung im murinen Panc02-OVA-System zu sammeln. Es konnten zudem eine Reihe zuvor beschriebener immunmodulatorischer Eigenschaften von Gemcitabin auch im Panc02-OVA-Tumormodell bestätigt werden. Mit der im Rahmen dieser Arbeit erfolgten Etablierung des orthotopen Pankreaskarzinommodells steht nun zudem ein System zur Verfügung, welches sich wesentlich näher an der klinischen Situation bewegt. Daran konnten neue, evtl. wegweisende Anwendungen der DC-Therapie – namhaft in Form der intraperitonealen DC-Gabe – bei diesem Tumorleiden erfolgreich getest werden, die weiterführende klinische Studien rechtfertigen könnten.