Annette Affolter (Mannheim), Laura Hendricks (Mannheim), Frederic Jungbauer (Mannheim), Elena Seiz (Mannheim), Alexya Azhakesan (Mannheim), Claudia Scherl (Mannheim), Anne Lammert (Mannheim), Johann Kern (Mannheim), Nicole Rotter (Mannheim)
Introduction
Despite therapeutic benefits of immune checkpoint inhibition (ICI) in many tumor types, single-agent IC blockade has a low objective response rate. Combined treatment strategies are needed, so we aimed to closely characterize the immune microenvironment of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC). HNSCC- linked inhibitory receptors CTLA-4, TIM-3, TIGIT, PD-1 mediate immunosuppression. CD14 is expressed as a surface protein by monocytes and macrophages.
Material and methods
The expression profiles of CTLA-4, TIM-3, TIGIT, PD-1, and CD14 were investigated using 3D organotypic co-cultures (OTC) from vital HNSCC tissue. Samples were cultured on scaffolds from viscous fibers and fibroblasts for up to 25 days, then transferred to FFPE and analyzed by immunohistochemistry. Results were additionally validated on archival HNSCC patient material.
Results
The 3D-OTCs proved to be vital over time and showed consistency in morphology and expression behavior compared to the original tumor. A peritumoral clustering of immune cells expressing CD14, TIM-3, and TIGIT was observed. CTLA-4 and PD-1 were, if at all, detected at low levels. Interestingly, all samples showed co-expression of TIM-3 and TIGIT.
Discussion
The peritumoral clusters of CD14, TIM-3 and TIGIT-positive immune cells most likely have an impact on prognosis. In other entities, an association with immunosuppressive signaling and shorter survival has been described. Co-expression of TIM-3 and TIGIT may indicate T-cell exhaustion. We will now simulate different immunotherapies in OTCs and correlate them with the donor"s clinical outcome. Further investigation of inhibitory receptor expression may putatively contribute to new ICI combinations.
Einleitung
Trotz des Erfolges von Immun-Checkpoint-Inhibition (ICI) hat die IC-Monotherapie eine niedrige Ansprechrate. Kombinationsstrategien sind notwendig, daher haben wir die immunologische Mikroumgebung des Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinoms (HNSCC) näher charakterisiert. Die mit HNSCC verknüpften inhibitorischen Rezeptoren CTLA-4, TIM-3, TIGIT und PD-1 vermitteln Immunsuppression. CD14 wird als Oberflächenprotein von Monozyten und Makrophagen exprimiert.
Methoden
Die Expressionsprofile von CTLA-4, TIM-3, TIGIT, PD-1 und CD14 wurden an organotypischen 3D-Ko-Kulturen (OTC) aus vitalem HNSCC-Gewebe untersucht. Die Proben wurden auf Gerüsten aus viskösen Fasern und Fibroblasten bis zu 25 Tage kultiviert, anschließend immunhistochemisch analysiert. Die Ergebnisse wurden zusätzlich an Archiv-FFPE-Material von HNSCC-Patienten validiert.
Ergebnisse
Die 3D-OTCs erwiesen sich über die Zeit als vital und zeigten im Vergleich zum Originaltumor Konsistenz in Morphologie und Expressionsverhalten. Es konnten peritumorale Cluster von CD14-, TIM-3- und TIGIT-exprimierenden Immunzellen beobachtet werden. CTLA-4 und PD-1 wurden, wenn überhaupt, nur geringradig nachgewiesen. Interessanterweise zeigten alle Proben eine Ko-Expression von TIM-3 und TIGIT.
Diskussion
Die peritumoralen Cluster von CD14-, TIM-3- und TIGIT-positiven Immunzellen haben wahrscheinlich Einfluss auf die Prognose und hängen in anderen Entitäten mit immunsuppressiver Signalübertragung und kürzerem Überleben zusammen. Die Ko-Expression von TIM-3 und TIGIT könnte auf eine T-Zell-Erschöpfung hinweisen. Wir simulieren derzeit verschiedene Immuntherapien in OTCs und korrelieren sie mit dem klinischen Verlauf des Spenders. Weitere Expressionsanalysen von Hemmrezeptoren sollen zu neuen ICI-Kombinationen beitragen.
Die Autorinnen/Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.