Obwohl sie die Mehrzahl der T-Zell-Lymphome darstellen, war über die Genetik der PTC-NOS und ALK-negativen ALCL bisher nur wenig bekannt. Klassische zytogenetische Untersuchungen dieser Gruppe wiesen auf komplexe chromosomale Veränderungen hin. Aufgrund der Seltenheit dieser Neoplasien basierten die Berichte bis jetzt nur auf einer geringen Anzahl von Fällen. Für die heterogene Gruppe von PTCL-NOS konnten bisher keine charakteristischen genetischen Veränderungen beschrieben werden. Zudem waren die genetische Beziehung zwischen ALK-negativen ALCL und PTCL-NOS, die Genetik von kutanen ALCL und die sekundären genetischen Veränderungen in ALK-positiven ALCL unklar. In dieser Untersuchung wurden 42 PTCL-NOS und 37 ALCL, davon 17 anaplastisch-großzellige Kinase (ALK)-negative ALCL, 9 ALK-positive ALCL und 11 kutane ALCL, durch komparative genomische Hybridisierung analysiert und charakteristische rekurrente genetische Alterationen nachgewiesen. Unter 36 primär diagnostizierten PTCL-NOS fanden sich rekurrente chromosomale Verluste auf den Chromosomen 13q (minimal überlappende Region 13q21, 36% der Fälle), 6q und 9p (6q21 und 9p21-pter, in 31% der Fälle), 10q und 12q (10q23-24 und 12q21-q22, in 28% der Fälle) und 5q (5q21, 25% der Fälle). Rekurrente Zugewinne wurden auf Chromosom 7q22-qter (31% der Fälle) gefunden. In 11 PTCL-NOS wurden High-level-Amplifikationen beobachtet. Bei den PTCL-NOS konnte zudem eine Gruppe von nicht-zytotoxischen nodalen CD5-positiven T-Zell-Lymphomen abgegrenzt werden, die durch rekurrente chromosomale Verluste auf den Chromosomen 5q, 12q und 10q charakterisiert ist. Während kutane und ALK-positive ALCL wenige rekurrente chromosomale Veränderungen zeigten, fielen bei ALK-negativen ALCL wiederholt Zugewinne auf Chromosom 1q (1q41-qter, 46%) und Verluste auf Chromosom 6q (6q21, 31%) und 13q (13q21-q22, 23%) auf. Insgesamt können somit PTCL-NOS von ALK-negativen ALCL durch Verluste auf den Chromosomen 5q und 9p (bei PTCL-NOS) sowie durch Zugewinne auf Chromosom 1q (bei ALCL) abgegrenzt werden. PTCL-NOS und ALK-negative ALCL unterscheiden sich genetisch außerdem von anderen T-NHL, wie Enteropathie-assozierte T-Zell-Lymphome, Prolymphozyten-Leukämien vom T-Zell-Typ und adulte T-Zell-Leukämien/Lymphomen. / Although representing the majority of T-cell lymphomas, the genetics of PTCL NOS and ALK-negative ALCL are only poorly characterized so far. Classical cytogenetic studies have demonstrated a high degree of chromosomal complexity. Because of the rarity of these neoplasms, most reports were based on a small number of cases only. For the heterogeneous group of PTCL NOS, no characteristic genetic alterations have been defined so far. In addition, the genetic relationship between ALK-negative ALCL and PTCL NOS, the genetics of cutaneous ALCL, and the secondary genetic alterations in ALK-positive ALCL have remained enigmatic so far. In this study 42 PTCL NOS and 37 ALCL [17 anaplastic large cell kinase (ALK)-negative ALCL, 9 ALK-positive ALCL, 11 cutaneous ALCL] were analyzed by comparative genomic hybridization. Among 36 de novo PTCL NOS, recurrent chromosomal losses were found on chromosomes 13q (minimally overlapping region 13q21, 36% of cases), 6q and 9p (6q21 and 9p21-pter, in 31% of cases each), 10q and 12q (10q23-24 and 12q21-q22, in 28% of cases each), and 5q (5q21, 25% of cases). Recurrent gains were found on chromosome 7q22-qter (31% of cases). In 11 PTCL NOS, high-level amplifications were observed. Whereas cutaneous ALCL and ALK-positive ALCL showed few recurrent chromosomal imbalances, ALK-negative ALCL displayed recurrent chromosomal gains of 1q (1q41-qter, 46%), and losses of 6q (6q21, 31%) and 13q (13q21-q22, 23%). Losses of chromosomes 5q, 10q, and 12q characterized a group of noncytotoxic nodal CD5+ peripheral T-cell lymphomas. Losses of chromosome 5q and 9p (PTCL) and gains of chromosome 1q (ALCL) may segregate PTCL NOS from ALK-negative ALCL. The genetics of PTCL NOS and ALK-negative ALCL differ from other T-NHLs characterized genetically so far, among them enteropathy-type T-cell lymphoma, T-cell prolymphocytic leukemia, and adult T-cell lymphoma/leukemia.

Rituximab (IDEC C2B8) ist ein chimärer monoklonaler Antikörper, der gegen das CD20-Antigen auf B-Lymphozyten gerichtet ist. In klinischen Studien konnten Ansprechraten von 50 Prozent bei Patienten mit niedrigmalignen NHL erzielt werden [61, 62]. Bei den hochmalignen NHL waren die Ansprechraten geringer, doch auch hier konnte eine therapeutische Wirksamkeit von Rituximab nachgewiesen werden [108]. Der genaue Wirkungsmechanismus, durch welchen Rituximab seinen therapeutischen Effekt erzielt, ist weiterhin nicht vollständig geklärt. Hauptsächlich werden dabei Apoptose, Komplement-vermittelte zelluläre Zytotoxizität (CDC) und die Antikörper-vermittelte Zytotoxizität (ADCC) diskutiert. In der vorliegenden Arbeit wurde in vitro die Proliferationsinhibition und die Komplement-vermittelte zelluläre Zytotoxizität durch Rituximab an verschiedenen humanen B-Zellinien geprüft. Anschließend wurde die in vivo-Komplementaktivierung während einer Rituximab-Infusion untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Rituximab in vitro eine unterschiedliche Wirksamkeit bei verschiedenen Lymphomzellinien aufweist. Durch Zugabe von humanem Komplement konnte bei zwei Zellinien eine Rituximab-induzierte CDC beobachtet werden. Bei sechs von zehn Patienten mit unterschiedlichen NHL wurde in vivo ein Anstieg der C3a-desArg-Konzentration im Plasma beobachtet. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass das Komplementsystem ein wichtiger Mechanismus für die Wirkung von Rituximab zu sein scheint. Die klinischen Erfolge sind viel versprechend, zeigen jedoch auch, dass der therapeutische Nutzen von Rituximab als Monotherapie begrenzt ist. Derzeit laufende prospektive Studien untersuchen die Wirksamkeit von Rituximab in Kombination mit verschiedenen Chemotherapeutika [106, 107]. Erste Ergebnisse sind viel versprechend, doch es bleibt abzuwarten, ob sich diese Ergebnisse auch langfristig in einer Verbesserung der Überlebensrate widerspiegeln. / The chimeric anti-CD20 monoclonal antibody rituximab is a new therapeutic tool for treatment of relapsed B-cell lymphomas. Because rituximab mediates complement-dependent cellular cytotoxicity (CDCC) and antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC) in the lymphoblastoid cell line SB, it is suggested, that these two mechanisms are responsible for the in vivo antilymphoma effect. We tested the antiproliferative effect of rituximab in 6 CD20 positive human B cell lymphoma cell lines. In the follicular lymphoma cell line, DOHH-2, 1 µg/ml rituximab induces an inhibition of proliferation of 75.5 % (n=5), and in the diffuse large cell lymphoma cell line, Daudi, an inhibition of proliferation of 27.3 % (n=5). No effect was seen in the prelymphocytic leukemia cell line, JVM-2, the hairy cell leukemia cell line, Bonna-12, or the two high-grade lymphoma cell lines, Granta-519 and Raji. To test, whether complement increases the effect of rituximab, we studied the combination of rituximab plus complement. Guinea pig complement (dilution 1:10) increases the inhibitory effect of rituximab on the proliferation of Daudi cells. The degradation product C3a(desArg) is produced during complement cascade activation and could be used as a sensitive and specific marker of complement activation in vivo. So, we measured plasma C3a(desArg) concentration in two CLL patients receiving rituximab monotherapy. In one patient, no increase of plasma C3a(desArg) concentration could be measured during infusion of rituximab. In the other patient, in two treatment cycles C3a(desArg) increases drastically after 2 h of rituximab infusion. We conclude differential in vitro and in vivo effects of rituximab on CD20 positive lymphoma cells. Rituximab inhibits in vitro the proliferation of follicular and diffuse large cell lymphoma cells, which could be amplified by complement in Daudi cells. Furthermore, rituximab mediates in vivo complement cascade activation, highly suggestive of in vivo CDCC.

Wachstumsfaktor bedingte Aktivierung des PI3K/Akt/mTOR Signalweg wirkt positiv auf Vermehrung und Überleben. Konstitutive Aktivierung des Signalweges in NHL ist jedoch an Tumorprogression und Therapieresistenz beteiligt. Am Zelllinienmodell wurden zwei mögliche Therapiestrategien der PI3K/Akt/mTOR Inhibition erprobt, PI3K Inhibition mit BKM120 und horizontale Kombination von Zytostatika mit PI3K/Akt/mTOR Inhibitoren Erstens, BKM120 hat Antitumoraktivität in NHL und induziert Zelltod. Auf molekularer Ebene führt BKM120 vermittelte Dephosphorylierung von CDK1 an Y15 zur Aktivierung des M-Phase Komplex CDK1/Zyklin B und Eintritt in die Mitose. Parallel erlaubt die Degradation von Zyklin A und Hochregulation von Zyklin B Progression bis zur Metaphase, hemmt jedoch die Transition in die Anaphase. Anhaltender Metaphasearrest bewirkt programmierten Zelltod über den intrinsischen Signalweg der Apoptose durch Hochregulation der BH3-onlys Puma und Hrk, Aktivierung von Bax/Bak und proteolytische Spaltung von Caspase 9. Verlust von Bax/Bak oder Caspase Inhibition schützt vor BKM120 vermitteltem Zelltod. Bax/Bak defiziente Zellen, welche zusätzlich p53 Mutationen aufweisen, werden polyploid. Die Polyploidie ist ATM-MEK1/2 abhängig und kann mit Caffeine oder U0126blockiert werden. Zur Vermeidung von Polyploidie bedingter Tumorprogression, sollte BKM120 nur in Verbindung mit MAPK/ATM Inhibitoren verwendet werden. Zweitens. Horizontale Kombination PI3K/Akt/mTOR Inhibitoren mit cytotoxischen Substanzen schützt vor Apoptose. Der Schutzeffekt tritt auschließlich bei niedrigen Konzentration auf und ist unabhängig von der Art des Inhibitors bzw. Ebene der Inhibition. Das Onkogen und NFkB Target Pim-2 ist möglicherweise am Schutzmechanismus beteiligt. Durch die PI3K/Akt/mTOR vermittelte Pim-2 Regulation ergibt sich eine neue Rückkopplungsschleife. Im Fazit erschwert die Komplexizität des PI3K/Akt/mTOR Signalweges die Etablierung von Therapien. / Growth factor mediated activation of the PI3K/Akt/mTOR pathway positively regulates proliferation and survival. Constitutive activation in NHL, however, is correlated with tumor progression and therapeutic resistance. Therefore, two possible strategies were tested in a cell line model system, Inhibition of PI3K with BKM120 and PI3K/Akt/mTOR Inhibition in addition to cytostatic drug administration. First, it is demonstrated that the pan PI3K inhibitor BKM120 has antitumor activity in NHL and induces cell death. On molecular level, BKM120 mediated dephosphorylation of CDK1 on Y15 causes activation of the M-phase complex CDK1/Cyclin B and entry into mitosis. In parallel, degradation of Cyclin A and Upregulation of Cyclin B enables progression into metaphase but inhibits transition into anaphase. Prolonged metaphase arrest induces programmed cell death via the intrinsic apoptosis pathway by upregulation of the BH3-onlys Puma and Hrk, activation of Bax/Bak and proteolytic cleavage of caspase-9. Loss of Bax/Bak or caspase inhibition protects from BKM120 induced apoptosis. Bax/Bak deficient cells with additional p53 mutation become polyploid. This polyploidy is ATM-MEK1/2 dependent and can be blocked with Caffeine or U0126. To prevent polyploidy related tumor progression, BKM120 should administered only in combination with ATM or MEK inhibitors. Second, combination of PI3K/Akt/mTOR inhibitors with cytotoxic agents protects from apoptosis. The protective effect is only detectable with low PI3K/Akt/mTOR inhibitor concentrations and independent of inhibitor type or cascade level. The oncogene and NFkB target is possibly involved in apoptosis protection and inhibition of NFkB neutralizes the protective effect. PI3K/Akt/mTOR mediated Pim-2 regulation reveals a new feedback loop within the pathway. In conclusion, the complexity of the PI3K/Akt/mTOR pathway impedes therapeutic targeting.

CAR-T-Zell-Therapie ist eine vielversprechende neuartige Behandlungsform für Patienten mit aggressiven B-Zell Non-Hodgkin-Lymphomen (B-NHL). In dieser Arbeit wurde die anti-CXCR5 CAR-T-Zell-Therapie als Alternative zur anti-CD19 CAR-T-Zell-Therapie für die Behandlung von reifen B-NHLs untersucht. CXCR5 ist ein B-Zell-homing Rezeptor, der von reifen B Zellen und follikulären T-Helferzellen (TFH Zellen) exprimiert wird. TFH Zellen wurden als tumor-unterstützend in chronisch lymphatischer Leukämie (CLL) und im follikulären Lymphom (FL) beschrieben. Dieses Expressionsmuster erlaubt es, auf einzigartige Weise zeitgleich die malignen Zellen und die tumorunterstützende Mikroumgebung mithilfe von CAR-T-Zell-Therapie gerichtet gegen einen Chemokinrezeptor anzugreifen. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit waren, dass (1) die anti-CXCR5 CAR T-Zellen zielgerichtet CXCR5 positive reife B-NHL Zelllinien und Patientenproben in vitro eliminierten und eine starke anti-Tumor Reaktivität in einem immundefizienten Xenotransplantationsmausmodell zeigten, (2) die anti-CXCR5 CAR T-Zellen zielgerichtet die tumorunterstützenden TFH Zellen in CLL und FL Patientenproben in vitro erkannten und dass (3) CXCR5 ein sicheres Expressionsprofil zeigte. CXCR5 war stark und häufig auf B-NHL exprimiert und die Expression auf gesundem Gewebe war auf lymphoide Zellen beschränkt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die anti-CXCR5 CAR-T-Zell-Therapie eine neue Behandlungsmöglichkeit für Patienten mit reifen B-NHL darstellt, indem durch die anti-CXCR5 CAR-T Zellen sowohl der Tumor als auch ein Anteil der tumorunterstützende Mikroumgebung eliminiert werden. Im zweiten Teil der Arbeit wurde das Eμ-Tcl1 murine CLL Lymphommodell genutzt um die Auswirkung der Lymphomentwicklung auf die CXCR5+ T Zellen zu untersuchen. Mittels RNA-Einzelzell-Sequenzierung konnte ein profunder Einfluss des Lymphomwachstums auf das T Zell-Kompartiment der Mäuse, denen Eμ-Tcl1 Zellen gespritzt wurden, gezeigt werden. / CAR T cell therapy is a promising new treatment option for patients suffering from aggressive B non-Hodgkin lymphomas (NHLs). In CAR T cell therapy, patient-derived T cells are genetically modified to express a chimeric receptor commonly directed towards a surface antigen expressed by neoplastic cells. In this thesis, anti-CXCR5 CAR T cell therapy was investigated as an alternative to anti-CD19 CAR T cell therapy for the treatment of mature B-NHLs. CXCR5 is a B cell homing receptor expressed by mature B cells and follicular helper T (TFH) cells. TFH cells were described to support the tumor cells in chronic lymphocytic leukemia (CLL) and follicular lymphoma (FL). This expression pattern allows simultaneous targeting of the malignant cells and the tumor-supporting microenvironment by CAR T cell therapy against a chemokine receptor in an unprecedented manner. Main findings included that (1) anti-CXCR5 CAR T cells targeted specifically CXCR5 expressing mature B-NHL cell lines and patient samples in vitro and showed strong in vivo anti-tumor reactivity in an immunodeficient xenograft mouse model, (2) anti-CXCR5 CAR T cells targeted tumor-supportive TFH cells derived from CLL and FL patient samples in vitro and (3) CXCR5 showed a safe expression profile. CXCR5 was strongly and frequently expressed by B-NHLs and its expression on healthy tissue was restricted to lymphoid cells. In summary, anti-CXCR5 CAR T cell therapy presents a novel treatment option for patients suffering from mature B-NHLs by eliminating the tumor and part of the tumor-supportive microenvironment. The second part of the project, the Eμ-Tcl1 murine lymphoma model, which mimics human CLL, was used to study the impact of lymphomagenesis on CXCR5+ T cells. Using single cell RNA sequencing, a profound influence of lymphoma growth on the T cell compartment in Eμ-Tcl1 tumor-challenged mice could be shown.