ZUSAMMENFASSUNG Mikrosatelliten-instabile (MSI) Tumoren, die im Kontext des hereditären Lynch-Syndroms oder als sporadische Tumoren entstehen,lösen ausgeprägte Tumorspezifische Immunantworten aus. Diese Immunantworten sind eng mit Frameshift-Peptiden assoziiert, die als Ergebnis einer DNA-Mismatch-Reparaturdefizienz und in der Folge Insertions-/Deletions-Mutationen an kodierenden Mikrosatelliten (cMS) entstehen. Frameshift-Neoantigene sind lange antigene Aminosäuresequenzen; sie tragen multiple

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... Epitope, die dem Immunsystem gegenüber präsentiert werden können. Gegen FSPs gibt es keine zentrale Toleranz, und FSPs, die von Driver-Mutationen herrühren, sind vielversprechende Kandidaten für Vakzinierungsansätze zur Behandlung oder Prävention von MSI-Tumoren, da sie in der Mehrzahl dieser Tumoren auftreten (shared antigens). Ziele der vorliegenden Arbeit waren die Etablierung eines Maus-Modells für die Immunologie von MSI-Tumoren und die systematische Charakterisierung von Immunevasionsmechanismen in MSI-Tumoren. Ein murines Modell ist essenziell, um Veränderungen der Immunantwort über die Zeit hinweg und im Zusammenhang mit dem Auftreten mit Karzinomen und präkanzerösen Läsionen zu studieren. Zusätzlich erlaubt es ein solches Modell, eine FSP-Vakzine auf ihre Wirksamkeit in der Tumorprävention zu testen, entweder als alleinige Behandlung oder in Kombination mit anderen immunmodulatorischen Wirkstoffen. Um ein solches Mausmodell zu etablieren, wurde zunächst das komplette murine Genom auf Gene hin untersucht, die cMS in ihrer Sequenz enthalten. Nach der Mutations-und Expressionsanalyse in murinen Lynch-Tumoren wurde mit Hilfe der Algorithmen SYFPEITHI und netMHC von den vielversprechendsten Kandidaten Epitopvorhersagen erstellt. Die Immunogenität der 10 FSPs mit den besten Ergebnissen wurde dadurch geprüft, dass C57BL/6-Mäuse mit den Peptiden vakziniert und die Immunantworten über IFN-gamma-ELISpots untersucht wurden. Es wurden vier FSPs identifiziert, die hoch immunogen waren und Spot-Zahlen aufwiesen, welche höher waren als die Ova-Kontroll-Peptide: Maz (-1) and Senp6 (-1) induzierten ausschließlich CD4-T-Zell-Antworten, Xirp1 (-1) induzierte nur CD8-T-Zell-Antworten, und Nacad (-1) induzierte sowohl CD4-als auch CD8-T-Zell-Antworten. Peptid-spezifische IgG-ELISA-Untersuchungen zeigten, dass drei der Peptide, Senp6 (-1), Maz (-1) und Nacad (-1), auch humorale Immunantworten induzierten. Die immunogenen Regionen der Peptide IV konnten für Senp6 (-1) und Xirp (-1) dem C-Terminus zugeordnet werden, während Nacad (-1) am N-Terminus immunogen war, und die antigenen Regionen sich bei Maz (-1) über beide Bereiche des Peptids erstreckten. Diese Ergebnisse zeigen, dass das Lynch-Mausmodell vielversprechend ist, um die Effektivität einer FSP-Vakzine zur Behandlung und Prävention von Tumoren beim Lynch-Syndrom zu evaluieren. Das zweite Ziel der Arbeit war es, Immunevasionsmechanismen bei MSI-Tumoren systematisch zu untersuchen. Zuerst haben wir anhand öffentlich zugänglicher Datenbanken Mutationen in Genen untersucht, die mit der MHC I-Antigenpräsentation in Zusammenhang stehen. Es wurden Mutationsdaten von 91 MSI-Tumoren aus der DFCI-Kohorte analysiert. Dabei zeigte sich, dass 72% aller kolorektalen MSI-Karzinome Veränderungen aufwiesen, die potenziell zu einem Defekt in der MHC I-Antigenpräsentation führen können. Diese Veränderungen betrafen eines oder mehrere der folgenden Gene: B2M, TAP1, TAP2, HLA-A, HLA-B, HLA-C and NLRC5. Die Analyse auf gegenseitige Exklusivität der Mutationen zeigte, dass B2M-Mutationen negativ korreliert waren mit HLA-B-Mutationen. Andererseits gab es eine starke positive Korrelation unter Mutationen der schweren Ketten-Gene von MHC I. Diese Ergebnisse zeigen, dass die MSI-Tumorigenese einer starken Immunselektion unterliegt. Diese Selektion führt in mehr als zwei Dritteln der MSI-Tumoren zur Ausbildung von Immunevasionsphänomenen. Wir haben Mutationen des MHC I-Transaktivators NLRC5 as potenziell neuen Immunevasionsmechanismus in den Datenbanken identifiziert. Daher wurden im Folgenden potenzielle Konsequenzen der NLRC5-Inaktivierung weiter an Gewebeproben von kolorektalen MSI-Tumoren untersucht. Wir konnten in 4 von 95 Tumoren (4.2%) Mutationen nachweisen, wobei drei der Mutationen Ein-Basenpaar-Deletionen waren, eine Mutation war eine silente Mutation. Alle NLRC5-mutierten Tumoren zeigten niedrige Expressionsniveaus von MHC I-Ketten. Ein Tumor wies eine lokale Reduktion von MHC I auf, der mit der NLRC5-Mutation kolokalisiert war. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass NLRC5-Mutationen einen neuen Immunevasionsmechanismus in MSI-Tumoren darstellen könnten. Zusammenfassend hat die vorliegende Arbeit zur Etablierung eines ersten Modells geführt, das es erlaubt, die Immunbiologie von MSI-Tumoren und des Lynch-Syndroms im murinen System zu testen. Weiterhin hat die Arbeit einen umfassenden Überblick über Immunevasionsmechanismen gegeben. Diese Ergebnisse könnten auf dem Weg zu