IL-10 und TGF-beta sind immunsupprimierende Zytokine, die in verschiedenen Tumoren, u.a. im Melanom, entdeckt wurden und als Hauptursache für das Versagen der Anti-Tumorimmunantwort angesehen werden. Allerdings wurden divergente Daten auch berichtet. Um diese Diskrepanz zu erklären, wurde die Expression dieser Zytokine mittels quantitativer RT-PCR im Melanom und in Haut gesunder Individuen verglichen. Weiterhin wurde die Induktion beider Zytokine in Kokulturexperimenten mit Dendritische Zellen und T-Zellen zusammen mit Tumorzellen sowie ihr Einfluß auf das Immunsystem untersucht. Beide Zytokine sowie deren Rezeptoren wurden im Melanom exprimiert, aber im Vergleich mit gesunder Haut auf signifikant geringerem Level. Dementsprechend waren die Expressionen von IL-10-induzierbare-SOCS-3 und auch TGF-beta-induzierbare-SMAD-7 im Tumor gering und in der gesunden Haut hoch. T-Zellen, die mit einer großen Zahl an Tumorzellen kokultiviert wurden, entwickelten einen anergischen Zustand, aber ohne mit dem IL-10 oder TGF-beta Level zu korrelieren. Dendritische Zellen, die zusammen mit Tumorzellen kokultiviert wurden, wiesen eine gemischte Population an vollständig und unvollständig differenzierten iDCs auf, produzierten hohe Level IL-10 und konnten die CD4 T Zellproliferation weniger effizient induzieren. Trotzdem konnten sie zur Reifung induziert werden, wobei die Blockierung von IL-10 nicht die Fähigkeit der resultierenden, reifen DCs veränderte, CD4 T-Zellproliferation zu induzieren. DCs, deren Reifung in der Gegenwart von Tumorzellen induziert wurde, produzierten erhöhte Level an IL-10, dagegen gleiche oder verminderte Level an TGF-beta und waren effizienter in der Induktion der CD4 T-Zellproliferation. Die fehlende Korrelation von IL-10 und TGF-beta mit den Immundefiziten in situ und in vitro legt den Schluß nahe, ihre Rolle bei Krebs neu zu überdenken. / IL-10 and TGF-beta are immunosuppressive cytokines expressed in tumors including melanoma and, therefore, deemed major cause for failing anti-tumor immune responses. To re-evaluate their role, their expression was compared by quantitative RT-PCR in melanoma and skin of healthy individuals, their induction in dendritic cells and T cells co-cultured with tumor cells, and their effects on the immune cells were tested. Both cytokines as well as their receptors were expressed in melanoma at significantly lower levels than in healthy skin. Consequently, the expressions of IL-10-responsive SOCS-3 and TGF-beta-responsive Smad-7 were low in tumors but high in healthy skin. T cells co-cultured with tumor cells developed an anergic state but without increased IL-10 or TGF-beta expression. In vitro tumor-associated iDCs produced high IL-10 levels and were less efficient in inducing T cell proliferation. Nonetheless, they could be induced to mature, and blocking IL-10 did not alter the capacity of the resulting mDCs to induce T cell proliferation. mDCs co-cultured with tumor cells produced increased IL-10 but similar or decreased TGF-beta level and were more efficient in inducing T cell proliferation. The lack of correlation of IL-10 and TGF-beta with immune deficits in situ and in vitro suggests a necessity of re-evaluating their roles in cancer.

Eine Melanomerkrankung im metastasierten Stadium ist heute noch eine nicht heilbare und in den meisten Fällen tödlich verlaufende Erkrankung. Über 50% der Patienten mit metastasierendem malignen Melanom entwickeln Lungenmetastasen. Nach dem Auftreten von Lungenmetastasen beträgt die durchschnittliche Überlebenszeit noch 7,3 Monate. Demnach ist die Entwicklung von Therapiestrategien notwendig, um das Fortschreiten von Tumormetastasen oder sogar deren Entstehung zu verhindern. Die lokale Stimulation der angeborenen Immunabwehr durch Behandlung mit Toll-like-Rezeptor-Agonisten käme hierfür in Frage. Inhalative Behandlungen mit Immunmodulatoren, wie sie für IL-2 beschrieben wurden, könnten insbesondere für die Behandlung pulmonaler Metastasen genutzt werden. In der vorliegenden Arbeit wurde das pulmonale angeborene Immunsystem im Mausmodell durch den TLR2/6-Agonisten MALP-2 stimuliert und die Auswirkung dieser Immunstimulation auf experimentell induzierte pulmonale Melanommetastasen untersucht. Intratracheale Instillationen von 0,5 µg MALP-2 führten zu starker Einwanderung neutrophiler Granulozyten (6-fach) und Makrophagen (3,4-fach) in die Lunge von C57/BL6-Mäusen. Innerhalb von 24 h war das Maximum der Immunzelleinwanderung erreicht. Der Leukozyteneinstrom fiel dann innerhalb von 72 h wieder auf das Ursprungsniveau zurück. Weitere Untersuchungen konnten zeigen, dass MALP-2 auch zu einer deutlichen Steigerung der Expression von VCAM-1 in pulmonalen Blutgefäßen führt. In vitro Experimente zeigten, dass dieses Adhäsionsmolekül die Bindung von B16-F10-Melanomzellen vermitteln kann.  Außerdem führte die MALP-2-Behandlung weder in vitro noch in vivo zu einer signifikanten Steigerung der Fähigkeit von Immunzellen, B16-F10-Melanomzellen zu lysieren.  So konnte, im Gegensatz zu Rückschlüssen aus früheren Publikationen, trotz der ausgeprägten Stimulation des pulmonalen Immunsystems und unabhängig vom Applikationsregime durch MALP-2 vor oder nach Tumorinokulation im Mausmodell keine signifikante Änderung der pulmonalen Metastasen erreicht werden. Durch Markierung von Melanomzellen, die stabil mit Green fluorescent Protein transfiziert waren, war es möglich, Melanomzellen kurz nach Tumorzellaussaat zu untersuchen. Eine lokale TLR2/6-Aktivierung durch MALP-2-Instillation 24 h vor Tumorinokulation führte aber in vivo zu keiner Beeinflussung des pulmonalen Melanomzellarrests im Mausmodell. Außerdem konnte gezeigt werden, dass auch das „Boostern“ des Immunsystems durch wiederholte intratracheale MALP-2-Applikation an bereits etablierten pulmonalen Metastasen zu keiner Änderung des klinischen Gesamtresultates führt. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass diese teilweise unerwarteten Ergebnisse deutlich machen, dass klinische Vorhersagen bezüglich immunmodulierender Therapien mit Vorsicht zu stellen sind, insbesondere, da multiple, sich wechselseitig beeinflussende Effekte durch die Immunstimulantien selbst das Gesamtergebnis einer Tumortherapie beeinflussen können.

<p>Увод: Туморска лимфангиогенеза је подручје активног истраживања у циљу проналаска параметара који би омогућили прецизније предвиђање понашања меланома него што то омогућавају традиционални хистолошки и клинички параметри. Иако су импресивна открића о улози лимфангиогенезе у промовисању метастазирања меланома коже, ипак су остала отворена бројна питања и још увек нису усаглашене препоруке које би биле примењиване у дијагностици и терапији. Циљ истраживања је био испитати да ли параметри лимфангиогенезе и Шилдсов индекс имају значај за прогнозу код пацијената са меланомом коже. Материјал и методе: У истраживање је укључено 100 пацијената са меланомом коже (52 без метастаза и 48 са метастазама у лимфним чворовима). За приказ ендотела лимфних судова исечци тумора су бојени имунохистохемијском методом са D2-40 антителима. Квантитативни параметри лимфангиогенезе &ndash; густина и површина лимфних судова добијени су компјутерском морфометријском анализом. За детекцију инвазије лимфних судова туморским ћелијама меланома урађено је дупло бојење D2-40 и S-100 антигена. Имунохистохемијски је испитана експресија васкуларног ендотелног фактора раста (VEGF)-C и VEGF-D у туморским ћелијама, макрофагима и фибробластима меланома. Шилдсов индекс је рачунат као логаритам производа дебљине меланома, квадриране перитуморске густине лимфних судова (ГЛС) и броја 2 за присутну лимфатичну инвазију. Резултати: Параметри који су статистички значајно доприносили појави метастаза меланома у лимфним чворовима, на униваријантној анализи, били су интратуморска ГЛС, перитуморска ГЛС, експресија VEGF-C и VEGF-D у туморским ћелијама, дебљина тумора, улцерација, дубља инвазија по Кларку, нодуларни тип меланома и мушки пол. Мултиваријантна анализа је показала да су значајни независни прогностички фактори за настанак метастаза позитивна експресија VEGF-C у туморским ћелијама, повећана дебљина тумора, повећана интратуморска ГЛС и перитуморска ГЛС. Као најјачи предиктор појаве метастаза показала се позитивна експресија VEGF-C у туморским ћелијама. Пацијенти са &lt;20% VEGF-C позитивних туморских ћелија имали су 20 пута већи ризик за развој метастаза него пацијенти са негативном експресијом. Параметри са утицајем на меланом-специфично преживљавање на униваријантној анализи су били интратуморска ГЛС, перитуморска ГЛС, експресија VEGF-C и VEGF-D у туморским ћелијама, док је мултиваријантна анализа издвојила повећану интратуморску и перитуморску ГЛС као независне факторе ризика за смртни исход. Интратуморска и перитуморска површина лимфних судова, лимфатична инвазија и експресија VEGF-C и VEGF-D у макрофагима и фибробластима нису биле значајно повезане са појавом метастаза нити са краћим меланом-специфичним преживљавањем. Ниједан параметар лимфангиогенезе није био значајно повезан са краћим преживљавањем без рецидива болести. Анализа оперативне карактеристичне криве (ROC) је показала да је Шилдсов индекс веома добар параметар за процену настанка метастаза, са сензитивношћу 81,3% и специфичношћу 75%. Већа површина испод ROC криве код Шилдсовог индекса (0,857) у поређењу са површином код других параметара, указује да је индекс најтачнији прогностички параметар за настанак метастаза, затим следи интратуморска ГЛС (површина 0,795), перитуморска ГЛС (површина 0,772), дебљина меланома (површина 0,762) и American Joint Committee on Cancer систем класификације (површина 0,752). Закључак: Истраживање туморске лимфангиогенезе идентификује нове параметре као значајније предикторе исхода болести од дебљине тумора, улцерације и осталих клиничко-патолошких параметара. Помоћу интратуморске и перитуморске ГЛС, експресије VEGF-C и VEGF-D у туморским ћелијама, као и прорачуна Шилдс индекса, може се предвидети метастатски капацитет меланома. Рутинска патохистолошка анализа меланома требало би да укључи квантитативну анализу мреже лимфних судова и семиквантитативну евалуацију експресије VEGF-C и VEGF-D у туморским ћелијама.</p> / <p>Uvod: Tumorska limfangiogeneza je područje aktivnog istraživanja u cilju pronalaska parametara koji bi omogućili preciznije predviđanje ponašanja melanoma nego što to omogućavaju tradicionalni histološki i klinički parametri. Iako su impresivna otkrića o ulozi limfangiogeneze u promovisanju metastaziranja melanoma kože, ipak su ostala otvorena brojna pitanja i još uvek nisu usaglašene preporuke koje bi bile primenjivane u dijagnostici i terapiji. Cilj istraživanja je bio ispitati da li parametri limfangiogeneze i Šildsov indeks imaju značaj za prognozu kod pacijenata sa melanomom kože. Materijal i metode: U istraživanje je uključeno 100 pacijenata sa melanomom kože (52 bez metastaza i 48 sa metastazama u limfnim čvorovima). Za prikaz endotela limfnih sudova isečci tumora su bojeni imunohistohemijskom metodom sa D2-40 antitelima. Kvantitativni parametri limfangiogeneze &ndash; gustina i površina limfnih sudova dobijeni su kompjuterskom morfometrijskom analizom. Za detekciju invazije limfnih sudova tumorskim ćelijama melanoma urađeno je duplo bojenje D2-40 i S-100 antigena. Imunohistohemijski je ispitana ekspresija vaskularnog endotelnog faktora rasta (VEGF)-C i VEGF-D u tumorskim ćelijama, makrofagima i fibroblastima melanoma. Šildsov indeks je računat kao logaritam proizvoda debljine melanoma, kvadrirane peritumorske gustine limfnih sudova (GLS) i broja 2 za prisutnu limfatičnu invaziju. Rezultati: Parametri koji su statistički značajno doprinosili pojavi metastaza melanoma u limfnim čvorovima, na univarijantnoj analizi, bili su intratumorska GLS, peritumorska GLS, ekspresija VEGF-C i VEGF-D u tumorskim ćelijama, debljina tumora, ulceracija, dublja invazija po Klarku, nodularni tip melanoma i muški pol. Multivarijantna analiza je pokazala da su značajni nezavisni prognostički faktori za nastanak metastaza pozitivna ekspresija VEGF-C u tumorskim ćelijama, povećana debljina tumora, povećana intratumorska GLS i peritumorska GLS. Kao najjači prediktor pojave metastaza pokazala se pozitivna ekspresija VEGF-C u tumorskim ćelijama. Pacijenti sa &lt;20% VEGF-C pozitivnih tumorskih ćelija imali su 20 puta veći rizik za razvoj metastaza nego pacijenti sa negativnom ekspresijom. Parametri sa uticajem na melanom-specifično preživljavanje na univarijantnoj analizi su bili intratumorska GLS, peritumorska GLS, ekspresija VEGF-C i VEGF-D u tumorskim ćelijama, dok je multivarijantna analiza izdvojila povećanu intratumorsku i peritumorsku GLS kao nezavisne faktore rizika za smrtni ishod. Intratumorska i peritumorska površina limfnih sudova, limfatična invazija i ekspresija VEGF-C i VEGF-D u makrofagima i fibroblastima nisu bile značajno povezane sa pojavom metastaza niti sa kraćim melanom-specifičnim preživljavanjem. Nijedan parametar limfangiogeneze nije bio značajno povezan sa kraćim preživljavanjem bez recidiva bolesti. Analiza operativne karakteristične krive (ROC) je pokazala da je Šildsov indeks veoma dobar parametar za procenu nastanka metastaza, sa senzitivnošću 81,3% i specifičnošću 75%. Veća površina ispod ROC krive kod Šildsovog indeksa (0,857) u poređenju sa površinom kod drugih parametara, ukazuje da je indeks najtačniji prognostički parametar za nastanak metastaza, zatim sledi intratumorska GLS (površina 0,795), peritumorska GLS (površina 0,772), debljina melanoma (površina 0,762) i American Joint Committee on Cancer sistem klasifikacije (površina 0,752). Zaključak: Istraživanje tumorske limfangiogeneze identifikuje nove parametre kao značajnije prediktore ishoda bolesti od debljine tumora, ulceracije i ostalih kliničko-patoloških parametara. Pomoću intratumorske i peritumorske GLS, ekspresije VEGF-C i VEGF-D u tumorskim ćelijama, kao i proračuna Šilds indeksa, može se predvideti metastatski kapacitet melanoma. Rutinska patohistološka analiza melanoma trebalo bi da uključi kvantitativnu analizu mreže limfnih sudova i semikvantitativnu evaluaciju ekspresije VEGF-C i VEGF-D u tumorskim ćelijama.</p> / <p>Introduction: Tumor lymphangiogenesis is a field of active research with the aim of finding parameters which would enable the more precise prediction of melanoma behavior in comparison to the prediction of traditional histological and clinical parameters. Although scientific findings about the role of lymphangiogenesis in developing cutaneous melanoma are impressive, there are unresolved questions and recommendations to be applied in diagnostics and therapy, which are still not in compliance. The aim of this research is to examine if parameters of lymphangiogenesis and the Shields Index are important for the prognosis in patients with cutaneous melanoma. Material and methods: The research included a hundred patients with cutaneous melanoma (52 without metastasis and 48 with metastasis of lymphatic nodes). To present endothelial lymphatic vessels, specimens were stained by an immunohistochemical method with D2-40 antibodies. Quantitative parameters of lymphangiogenesis &ndash; lymphatic vessel density (LVD) and area (LVA) were calculated by computer-assisted morphometric analysis. In order to detect the invasion of lymphatic vessels by melanoma tumor cells, a double staining of D2-40 and S-100 antigens was performed. The expression of vascular endothelial growth factor (VEGF)-C and VEGF-D was tested by an immunohistochemical method in tumor cells, macrophages and fibroblasts melanoma. The Shields Index was calculated as a logarithm by multiplying the melanoma thickness, square of peritumoral LVD and the number 2 for present lymphatic invasion. Results:Parameters that statistically had a significant contribution to the emergence of melanoma metastases in lymph nodes, during the univariate analysis, were intratumoral LVD, peritumoral LVD, VEGF-C and VEGF-D expression in tumor cells, tumor thickness, ulceration, deeper Clarkꞌs level of invasion, nodular type of melanoma and a male sex. The multivariate analysis showed that positive expression of VEGF-C in tumor cells, tumor thickness, increased intratumoral LVD and peritumoral LVD are significant independent prognostic factors. The most important predictor of metastases is a positive expression of VEGF-C in tumor cells. Patients with &lt;20% VEGF-C positive tumor cells were 20 times more at risk of developing metastases than patients with a negative expression. Parameters that influence melanoma-specific survival at the univariate analysis were intratumoral LVD, peritumoral LVD, VEGF-C and VEGF-D expression in tumor cells, while the multivariate analysis singled out an increased intratumoral and peritumoral LVD as independent factors of the death risk. Intratumoral and peritumoral LVA, lymphatic invasion and VEGF-C and VEGF-D expression in macrophages and fibroblasts were not significantly correlated either with the emergence of metastases or with melanoma-specific survival. Non-parameter of lymphangiogenesis was significantly related with shorter disease-free survival. The analysis of receiver operator characteristic (ROC) curve showed that the Shields Index is a very good parameter for the estimation of the appearance of metastases, with the sensitivity of 81.3% and specificity of 75%. A bigger area under the ROC curve with the Shields Index (0.857) in comparison to the area in other parameters shows that the index is the most accurate prognostic parameter for an emergence of metastases, followed by intratumoral LVD (area 0.795), peritumoral LVD (area 0.772), the thickness of melanoma (area 0.762), and the American Joint Committee on Cancer classification system (area 0.752). Conclusion: The research of tumor lymphangiogenesis identifies new parameters as significant predictors of the disease outcome more so than the parameters like tumor thickness, ulceration, and other clinical-pathological parameters. By intratumoral and peritumoral LVD, VEGF-C and VEGF-D expression in tumor cells, as well as by the calculation of Shields Index, metastatic capacity of melanoma can be predicted. A routine pathohistological analysis of melanoma should include quantitative analysis of the lymphatic vessels network and semiquantitative evaluation of VEGF-C and VEGF-D expression in tumor cells.</p>

Melanomas are one of the most aggressive types of tumours, with increasing incidence, high mortality and high potential to metastasize to a variety of diverse locations. The aim of this thesis was to study the tumour as a complex structure consisting not only of tumour cells but also of tumour stroma. Stromal cells play a major role in cancer biology. This is well documented for example in squamous cell epithelium tumours of the head and neck. Similar mechanisms can be expected to occur in melanomas. In the first experiment, we simulated the conditions in vivo during the metastatic process and studied the influence of non-adhesive environment both with and without the influence of stromal fibroblasts. The presented data demonstrates a change of tumour cells' phenotype leading to increased plasticity of the melanoma cells in these conditions. It also indicates the crucial role of stromal fibroblasts in interactions with melanoma cells. Cancer cell lines show variability in their behaviour, which is in accordance with well-known melanoma heterogeneity in clinical practice. The previous experiments in our laboratory indicate that cancer associated fibroblasts are able to influence the phenotype of a tumour cell line and this effect is based on a tumour type-unspecific mechanism. In the second part of...

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Beside tumor cells themselves, tumors consist of many non-malignantly transformed cellular elements and an extracellular matrix. This so-called tumor microenvironment, or stroma, significantly influences the biological properties of the tumor through intercellular interactions. In this thesis I have focused on the study of tumor-associated fibroblasts in squamous cell carcinomas of the head and neck, malignant melanoma and glioblastoma. The data show the presence of cells with mesenchymal characteristics, present even in the glioblastoma stroma, which could potentially have a positive effect on proliferative activity and invasiveness of glioblastoma cells. In malignant melanoma, the presence of keratinocytes should also be considered, as they are the major cells of the epidermis influencing tumor melanocytes. The conditioned medium from UVB irradiated keratinocytes and non-irradiated fibroblasts stimulates the invasion of malignant melanoma cells. Targeting the tumor stroma may be a new direction in oncological therapy, so we have focused on the influence of synthetic polyamine on the formation of myofibroblasts, which are an active part of the population of tumor-associated fibroblasts. The tested polyamine prevents the formation of myofibroblasts but has no effect on those already formed nor on...

Background: Patients diagnosed with melanoma frequently search the internet for treatment information, including novel and complex immunotherapy. However, health literacy is limited among half of the German population, and no assessment of websites on melanoma treatment has been performed so far. Objective: The aim of this study was to identify and assess the most visible websites in German language on melanoma immunotherapy. Methods: In accordance with the common Web-based information-seeking behavior of patients with cancer, the first 20 hits on Google, Yahoo, and Bing were searched for combinations of German synonyms for “melanoma” and “immunotherapy” in July 2017. Websites that met our predefined eligibility criteria were considered for assessment. Three reviewers independently assessed their quality by using the established DISCERN tool and by checking the presence of quality certification. Usability and reliability were evaluated by the LIDA tool and understandability by the Patient Education Materials Assessment Tool (PEMAT). The Flesch Reading Ease Score (FRES) was calculated to estimate the readability. The ALEXA and SISTRIX tools were used to investigate the websites’ popularity and visibility. The interrater agreement was determined by calculating Cronbach alpha. Subgroup differences were identified by t test, U test, or one-way analysis of variance. Results: Of 480 hits, 45 single websites from 30 domains were assessed. Only 2 website domains displayed a German quality certification. The average assessment scores, mean (SD), were as follows: DISCERN, 48 (7.6); LIDA (usability), 40 (2.0); LIDA (reliability), 10 (1.6); PEMAT, 69% (16%); and FRES, 17 (14), indicating mediocre quality, good usability, and understandability but low reliability and an even very low readability of the included individual websites. SISTRIX scores ranged from 0 to 6872 and ALEXA scores ranged from 17 to 192,675, indicating heterogeneity of the visibility and popularity of German website domains providing information on melanoma immunotherapy. Conclusions: Optimization of the most accessible German websites on melanoma immunotherapy is desirable. Especially, simplification of the readability of information and further adaption to reliability criteria are required to support the education of patients with melanoma and laypersons, and to enhance transparency.

Der monoklonale Antikörper SM5-1 wurde in Vorarbeiten mittels eines Immunisierungsprotokolls (Kooperation Prof. Guo, Cleveland, USA) von einer humanen Melanom-Zell-Linie gewonnen. In der vorliegenden Arbeit wurde an nicht-melanozytären benignen Geweben, 16 Nävi, 84 nicht-melanozytären Tumoren sowie 745 Melanomproben das Färbeverhalten von SM5-1 mittels Immunhistochemie charakterisiert. SM5-1 wurde zunächst mit HMB-45 und anti-S100 an 250 primären und 151 metastasierten Melanomen und in einer zweiten Stichprobe mit Antikörpern gegen Melan-A/MART-1 (A103) und Tyrosinase (T311) an 101 primären und 243 metastasierten Melanomen verglichen. Es zeigte sich, dass SM5-1 für normale Zellen negativ ist. SM5-1, anti-S100 und HMB-45 färbten 100% der Nävi und 97 - 99% der 250 primären Melanome. Während SM5-1 und anti-S100 96% der 151 Melanommetastasen korrekt identifizierten, waren für HMB-45 nur 83% der Proben positiv. Alle HMB-45 negativen Metastasen reagierten mit SM5-1. Weder SM5-1 noch HMB-45 färbten nicht-melanozytäre Tumore, wohingegen der unspezifischere Antikörper anti-S100 21 von 84 dieser Tumore färbte. Insgesamt wurde beim primären und metastasierten Melanom für SM5-1 eine Sensitivität von 98%, für HMB-45 von 93% und für anti-S100 von 97% beobachtet. Im Vergleich der Antikörper SM5-1, A103 und T311 färbten SM5-1 92,4%, A103 82,9% und T311 71,2% der insgesamt 344 primären und metastasierten Melanome. SM5-1 zeigte innerhalb einer Tumorzellpopulation ein homogeneres Färbeverhalten und eine höhere Färbeintensität bei den 243 Melanommetastasen als A103 und T311. Der monoklonale Antikörper SM5-1 zeigte gegenüber den gebräuchlichen Antikörpern erhebliche Vorteile bei der immunhistochemischen Beurteilung des Melanoms, insbesondere bei dessen Metastasen. Somit kann er als Marker der ersten Wahl bei der immunhistochemischen Diagnostik von Melanomen empfohlen werden. Um die Rolle des durch SM5-1 erkannten Antigens zu verstehen, sind jedoch noch weitere Untersuchungen notwendig. / Antibodies such as HMB-45 and anti-S100 protein have been widely used as markers of malignant melanoma. Using a subtractive immunization protocol in preliminary works (cooperation Prof. Guo, Cleveland, USA), the monoclonal antibody SM5-1 was generated from a mouse model of human melanoma. The immunhistochemical staining of SM5-1 was studied in paraffin-embedded specimens of normal non-melanocytic tissue, melanocytic nevi of the skin (n = 16), non-melanocytic neoplasms (n = 84) and 745 melanomas. 250 primary melanomas and 151 metastases were compared with HMB-45 and anti-S100 staining. Further 101 primary melanomas and 243 metastases were compared with Melan-A/MART-1 (A103) and tyrosinase (T311). Staining of normal cells for SM5-1 was found to be negative. SM5-1, anti-S100 and HMB-45 reacted with nevi and 97 - 99% of 250 primary melanomas. Whereas SM5-1 and anti-S100 showed a high degree of positive staining in 96% of 151 metastases, only 83% reacted with HMB-45. All HMB-45-negative melanoma metastases were found to be positive for SM5-1. Whereas neither SM5-1 nor HMB-45 stained any of 84 specimens from non-melanocytic neoplasms, anti-S100 was positive in 21/84. Altogether SM5-1 has a sensitivity of 98%, HMB-45 of 93% and anti-S100 of 97% for primary and metastatic melanomas. SM5-1 stained 92,3%, A103 82,9% and T311 71,2% of 344 primary and metastatic melanomas. SM5-1 showed a stronger and more homogeneous reactivity as A103 und T311 in metastases (n = 243). All tested antibodies had a comparable staining intensity for primary melanomas (n = 101). The monoclonal antibody SM5-1 appears to have advantages for the immunhistochemical analysis of melanoma over currently available antibodies, especially for melanoma metastases. Therefore it is useful as a first line reagent in immunohistochemistry of melanoma. Further studies are needed to elucidate the exact nature of the antigen recognized by SM5-1.

Die effiziente Präsentation von Tumorepitopen stellt einen kritischen Faktor zur Eliminierung von Tumorzellen durch die CD8+ cytotoxische T-Lymphozyten (CTL) vermittelte Immunantwort dar. Eine wichtige Rolle spielt in diesem Zusammenhang die effiziente Generierung von Tumorepitopen durch das Ubiquitin-Proteasom-System (UPS). Veränderungen von Komponenten des UPS, die an der Degradation und Prozessierung von Antigenen beteiligt sind, können daher zur Immunevasion von Tumorzellen gegenüber CTL führen. In der vorliegenden Arbeit wurden zwei unterschiedliche UPS-assoziierte Immunevasionsmechanismen des malignen Melanoms identifiziert, die auf einer ineffizienten Präsentation des immundominanten Tumorepitops Melan-A26-35 basieren. Ein Mechanismus beruht auf den unterschiedlichen katalytischen Eigenschaften von Proteasomsubtypen, deren Expression durch INFgamma induziert wird. Proteasomen, die einerseits die Immunountereinheiten beta1i und/oder beta2i beinhalten, oder anderseits mit dem Proteasomaktivator 28 (PA28) assoziiert sind, führen zu einer drastisch reduzierten Generierung des Tumorepitops Melan-A26-35. In beiden Fällen ist dies auf eine ineffiziente Prozessierung des N-Terminus des Epitops zurückzuführen. Der andere Immunevasionsmechanismus steht im Zusammenhang mit der ER-assoziierten Degradation (ERAD), die den retrograden Transport von Proteinen aus dem Endoplasmatischen Retikulum (ER) ins Cytosol zur proteasomalen Degradation beinhaltet. Durch Immunselektion mittels Melan-A26-35-spezifischen CTL wurden cytolyseresistente Melanomzellen identifiziert, deren Resistenz auf eine defiziente ER-assoziierte Degradation zurückzuführen ist. Dieser Defekt beruht auf einer verminderten Expression von ERAD-Komponenten, deren Reduktion die Verfügbarkeit des Antigens Melan-A zur proteasomalen Degradation und Generierung des immundominanten Epitops Melan-A26-35 wesentlich limitiert. / Efficient presentation of tumor epitopes by MHC class I molecules on the cell surface is a prerequisite for the elimination of tumor cells by cytotoxic CD8+ T lymphocytes. The generation of these epitopes requires the degradation and processing of proteins by the ubiquitin proteasome system (UPS). Therefore alterations of UPS components can lead to tumor escape from immune recognition as a result of decreased epitope generation. In the present thesis two different UPS connected immune escape mechanisms of melanoma cells were identified. Both are based on an impaired generation of the immunodominant epitope Melan-A26-35 derived from Melan-A/MART-1 tumor antigen. One mechanism is mediated by the expression of different INFgamma-inducible proteasome immunosubunits leading to the formation of intermediate proteasome subtypes, which differ in their cleavage site preferences. Purified proteasomes harboring the immunosubunits beta1i and/or beta2i show a dramatic decrease in the generation of the Melan-A26-35 epitope. In addition, the INFgamma induced association of proteasomes with the proteaosome activator 28 (PA28) results in a reduced epitope generation. Both mechanisms are induced by an inefficient processing of the epitope’s N-terminus. The second immune escape mechanism is caused by defects of the ER-associated degradation pathway (ERAD). ERAD mediates the transport of ER-proteins back to the cytosolic compartment for proteasomal degradation. Via immunselection of tumor cells with Melan-A26-35 specific CTL, cytolysis resistant cells were identified. Resistance to CTL mediated lysis was shown to be connected to a decreased expression of ERAD components. This defect of the ERAD pathway limits the availability of the Melan-A protein and as consequence the generation of the immunodominant Melan-A26-35 epitope by proteasomes.

Daten des humanen Genomprojektes zeigen, dass ca. 8% des gesamten humanen Genoms aus retroviralen Sequenzen besteht. Der überwiegende Teil dieser Proviren ist aufgrund verschiedener Mutationen defekt. Im Gegensatz zu allen anderen HERV Proviren scheinen einige HERV-K Proviren intakt zu sein und besitzen offene Leserahmen für alle viralen Proteine. Die Familie des humanen endogenen Retrovirus K HML2 umfasst ca. 30 eng verwandte Proviren. Zusätzlich zu den Strukturproteinen Gag und Env und der Reversen Transkriptase, exprimiert HERV-K zwei regulatorische Proteine, Rec und Np9. Beide sind im Nukleus lokalisiert und tumorigene Eigenschaften bzw. eine Expression in Assoziation mit Tumorgeweben wurde nachgewiesen. Neben Zelllinien, wie die Teratokarzinomzelllinie GH und einigen Brustkrebszelllinien, für die die Expression von HERV-K mRNA und die Produktion von Viruspartikeln bekannt ist, konnte die Expression von HERV-K Proteinen und Partikeln für Melanomzellen gezeigt werden. Volllängen mRNA von HERV-K war in allen untersuchten humanen Proben nachweisbar. Gespleißtes env und rec war in 39% der Gewebe und in 38% der Melanomzelllinien exprimiert. Zusätzlich werden HERV-H, -R und -W exprimiert. Von den auf spezifische Antikörper gegen HERV-K Proteine untersuchten Seren der Melanompatienten waren 16% positiv für das transmembrane Hüllprotein, jedoch reagierte kein Serum mit Re oder Np9. Da im Zuge der Entstehung von Tumoren immer auch eine Dedifferenzierung der entarteten Zellen diskutiert wird, wurde die Expression von HERVs in undifferenzierten, embryonalen Stammzellen bestimmt. In den untersuchten embryonalen Stammzellen lässt sich Volllängen mRNA, sowie gespleißte env, rec und np9 mRNA nachweisen. Während der Differenzierung zu neuronalen Vorläuferzellen sinkt die Expression jedoch wieder auf ein mit normalen Zellen vergleichbares Niveau. Obwohl gespleißte RNA und virale Proteine von HERV-K vor allem in Tumoren und Tumorzelllinien exprimiert werden, ist deren Funktion während der Tumorentstehung noch immer ungeklärt. Auch die Bedeutung der HERV-K Expression in humanen Stammzellen ist noch unklar, insbesondere in Hinblick auf eine mögliche Tumorigenität. / In contrast to all other human endogenous retroviruses, proviruses of the human endogenous retrovirus family HERV-K have maintained open reading frames for all viral proteins. Although most proviruses are defective, structural proteins Gag and Env, the reverse transcriptase and two regulatory proteins, Rec and Np9, have been described. Rec resembles the Rev protein of HIV and tumourigenic potential was confirmed. Np9 as well is located in the nucleus and expression in association with tumour tissues was observed. Additionally to cell lines known to produce HERV-K virus particles, such as the teratocarcinoma cell line GH and breast cancer cell lines, recently melanoma cells were described to express HERV-K proteins and particles. In order to study the expression of HERV-K, -H, -R and -W, in melanoma cell lines and biopsies primer sets were used. Antisera specific for HERV-K proteins were used for immunohistochemistry and sera from melanoma patients were investigated for HERV-K specific antibodies. Full length mRNAs of all HERVs were found in all human cells. Spliced env and rec of HERV-K were detected in 39% of the melanoma biopsies and in 38% of the melanoma cell lines. Expression of HERV-K in situ was shown by immunohistochemistry. In addition, 16% of the patients sera tested showed antibodies against the HERV-K transmembrane envelope protein, but no antibodies against Np9 or Rec could be detected. A certain dedifferentiation of cells as a consequence of tumour development is discussed. Therefore the expression of HERV-K in undifferentiated embryonic stem cells was investigated. The investigated stem cells showed expression of HERV-K full length, env, rec and np9 mRNA. Although the expression decreased with differentiation to neuronal precursor cells. Even though HERV-K mRNA and proteins were expressed in a high percentage of melanomas their function in tumour development is still unclear. As well as the meaning of the HERV-K expression in embryonic stem cells, particularly for a tumourigenic potential.