Abstract Diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL) is the most common type of Non-Hodgkin´s Lymphoma (NHL). The standard treatment for DLBCL is R-CHOP chemoimmunotherapy (rituximab, cyclophosphamide, vincristine, doxorubicin and prednisone). About one -third of patients have refractory disease or the lymphoma relapses. Prognosis after relapse of refractory disease is poor. Fitter and younger patients are recommended new intensive salvage chemotherapy followed by autologous stem cell transplantation. Central nervous system (CNS) relapse is the most feared complication with dismal prognosis in DLBCL. High dose methotrexate intravenously administered concurrently with R-CHOP treatment has shown to be most promising to prevent CNS relapses. Primary CNS lymphoma (PCNSL) is a rare aggressive lymphoma limited to the CNS and eyes. PCNSL is a chemo-and radiosensitive disease, but long-term response is rare since the blood brain barrier (BBB) limits access of many drugs to the CNS. BBB disruption (BBBD) is a treatment modality where the BBB is opened by hypertonic mannitol infusion. Administration of chemotherapeutics will achieve over ten-fold concentrations in the CNS and eradicate microscopic disease involvement. This study retrospectively analyses patients who treated as first line with Bonn/Bonn-like treatment (study I), with BBBD treatment followed by high-dose treatment/autologous stem cell transplantation (HDT/ASCT) in first- or second-line (study II) or those treated with primary R-CHOP or its derivatives with or without concurrent CNS-targeted treatment (study III). HD-MTX-based multichemotherapy is an effective induction treatment in CNS lymphoma, but long-lasting responses are rare. BBBD-treatment is well-tolerated and a promising method to attain high drug concentrations in the CNS to eradicate microscopic disease involvement in first- and second-line. CNS-prophylaxis with HD-MTX prevents CNS events in high risk DLBCL. PCNSL is agressive disease despite excellent primary response with HD-MTX based multichemotherapy. BBBD-treatment is a promising method to eradicate microscopic disease in the CNS and achieve a long-term response and cure rate. Fatal CNS relapses can be avoided using CNS-targeted treatment. / Tiivistelmä Diffuusi suurisoluinen B-solulymfooma (DLBCL) on yleisin non-Hodgkin lymfooma (NHL), jonka standardihoitona toimii R-CHOP (rituksimabi, syklofosfamidi, vinkristiini, doksorubisiini, prednisoloni). Noin kolmasosalla potilaista tautii etenee hoidosta huolimatta tai uusii hoidon päätyttyä. Relapoituneen tai refraktaarin taudin ennuste on huono. Hyväkuntoisilla ja nuoremmilla potilailla pyritään etenemään uuteen induktiohoitoon ja korkea-annoshoitoon autologisen kantasolusiirteen turvin. Keskushermostouusiutuma on huonoennusteisin DLBCL:n komplikaatio. Suuriannosmetotreksaattihoito liitettynä R-CHOP-hoitoon estää keskushermostouusiutumia. Primaari aivolymfooma (PCNSL) on harvinainen keskushermoston ja silmien alueelle rajautuva lymfooma. PCNSL on herkkä sytostaatti-ja sädehoidolle, mutta pitkäkestoisia vasteita nähdään harvoin. Veriaivoeste estää useimpien tehokkaiden sytostaattien pääsyn keskushermostoon. Veriaivoesteen aukaisuhoidossa veriaivoeste avataan hypertonisella mannitoli-infuusiolla. Toimenpiteen jälkeisellä sytostaatti-infuusiolla saavutetaan kymmenkertaiset lääkeainepitoisuudet keskushermostossa ja voidaan hoitaa mikroskooppista veriaivoesteen takana sijaitsevaa tautia. Väitöskirjatyön tutkimukset ovat retrospektiivisiä. Ensimmäisessä osatyössä analysoitiin PCNSL potilaat, jotka saivat ensilinjassa Bonnin tai Bonnin kaltaista hoitoa. Toisessa osatyössä potilaat hoidettiin joko ensi- tai toisessa linjassa BBBD-hoidolla, päättyen konsolidaatiohoitona annettavaan korkea-annoshoitoon autologisen kantasolusiirteen turvin. Kolmannessa osatyössä analysoitiin suuren aivouusiutumariskin potilaita, joko yhdessä tai ilman keskushermostoon suunnattua hoitoa samanaikaisesti R-CHOP-hoidon kanssa. Suuriannosmetotreksaatti-pohjainen yhdistelmäsolunsalpaajahoito on tehokas induktiohoito aivolymfoomassa pitkäkestoisten vasteiden ollessa harvinaisia. BBBD-hoito on hyvin siedetty ja lupaava hoitomuoto, jolla keskushermostossa voidaan saavuttaa suuret lääkeainepitoisuudet, jotka riittävät hoitamaan mikroskooppisen taudin sekä ensi että toisessa linjassa. Keskushermostoprofylaksia suuriannosmetotreksaatilla estää keskushermosto-uusiutumia suuren riskin DLBCL-potilailla. PCNSL on agressiivinen tauti huolimatta erinomaisista metotreksaattipohjaisilla hoidoilla saavutetuista ensilinjan vasteista. BBBD-hoito on lupaava keino eradikoida mikroskooppinen tauti keskushermostosta ja saavuttaa pitkäaikaisia hoitovasteita, sekä pysyvä paraneminen aivolymfoomassa. Suuriannosmetotreksaattia sisältävällä sytostaattihoidolla voidaan estää fataaleja aivorelapseja DLBCL:ssä.

Abstract Lymphomas are a heterogeneous group of malignancies that arise from lymphatic tissues. Diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL) is the most common lymphoma sub-type. It is an aggressive malignancy with an increasing incidence. The prognosis of DLBCL has improved significantly, but problems also remain. The clinical significance of central nervous system (CNS) relapses has become increasingly important. As secondary CNSL (sCNSL) and primary CNS lymphoma (PCNSL) are known to have poor prognoses; the prevention of sCNSL is of crucial importance. Peripheral T-cell lymphomas (PTCL) are rare neoplasms and include several lymphoma subtypes that possess complex and also overlapping morphological and immunophenotypic characteristics. The identification of different entities has improved, but the biological knowledge remains scarce when compared to DLBCL. The optimal treatment schemas for PTCLs are still lacking and they have long been treated with the same therapies as B-cell lymphomas, mainly with suboptimal treatment results. The aim of this study was to identify poor prognostic markers in DLBCL and PTCLs and potential biological markers for the prediction of DLBCL CNS relapse. The study material included patients with systemic DLBCL without CNS affision (sDLBCL), sCNSL, PCNSL and PTCLs. The expression of epithelial-mesenchymal transition (EMT) transcription factors (TFs), chemokines and their receptors and adhesion-, migration- and inflammatory responses-associated molecules were studied by means of immunohistochemistry. IEM was used to verify the specific subcellular location of the studied molecules. GEP was performed on 12 PTCL samples in order to compare the poor prognosis group with the good prognosis group and on one sDLBCL and one sCNSL sample from the time of primary diagnosis. The EMT TFs were found to be expressed in both DLBCL and PTCLs, where they ultimately proved to have prognostic relevance as well. In PTCLs, these TFs were able to delineate a disease group with a specific gene-expression profile. CXCR4, CXCR5, ITGA10, PTEN and CD44 were found to be differently expressed between DLBCL cases with CNS affision when compared to those without CNS disease. These molecules seem to play a role in the development of CNS relapse and hopefully, if further verified, will lead towards the identification of biological markers for CNS relapse prediction. / Tiivistelmä Lymfoomat ovat heterogeeninen ryhmä imukudossyöpiä, joista diffuusi suurisoluinen B-solulymfooma (DLBCL) on yleisin alatyyppi. Se on aggressiivinen maligniteetti, jonka insidenssi on noussut viime vuosina. DLBCL potilaiden ennuste on parantunut merkittävästi, mutta yhä osa potilaista menehtyy tautiinsa. DLBCL:n keskushermostorelapsin kliininen merkitys on tänä päivänä aiempaa suurempi. Sekundaarisen keskushermostolymfooman (sCNSL) ja primaarin aivolymfooman (PCNSL) ennusteet ovat nykyhoidoilla huonoja, joten keskushermostorelapsin ennaltaehkäiseminen on tärkeää. Perifeeriset T-solulymfoomat (PTCLs) ovat ryhmä harvinaisia neoplasioita, joka sisältää useita eri alatyyppejä, joiden morfologiset ja immunofenotyyppiset ominaisuudet ovat monimuotoisia ja osin päällekkäisiä. Eri entiteettien indentifiointi on parantunut, mutta PTCL:ien biologinen tietämys on yhä DLBCL:aa heikompaa. PTCL:ien optimaalinen hoito ei ole selvillä ja tätä tautiryhmää on pitkään hoidettu samoilla hoidoilla kuin DLBCL:aa, mutta huonommilla hoitotuloksilla. Tutkimuksen tavoitteena oli löytää huonon ennusteen markkereita, joilla myös pystyttäisiin ennustamaan DLBCL:n keskushermostorelapsia. Aineisto koostui DLBCL, sCNSL, PCNSL ja PTCL näytteistä. Immunohistokemiallisilla värjäyksillä tutkittiin epiteliaalis-mesenkymaalisen transition (EMT) transkriptiotekijöitä (TF), kemokiinireseptoreita sekä adheesioon-, migraatioon ja inflammaatioon assosioituja molekyylejä. Immunoelektronimikroskopialla varmennettiin molekyylien lokalisaatio soluissa. Geeniekspressioprofiloinnilla (GEP) verrattiin kahdentoista hyvän ja huonon ennusteen ryhmään kuuluvan PTCL näytteen välisiä geeniekspressioeroja sekä kahden DLBCL potilaan näytteitä, joista toiselle kehittyi keskushermostorelapsi. EMT TF:ien ekspressiota nähtiin DLBCL ja PTCL näytteissä, joissa niillä myös todettiin olevan ennusteellista merkitystä. PTCL:ssa TF:t pystyivät erottelemaan tautiryhmän, jolla oli oma spesifinen geeniekspressioprofiilinsa. CXCR4, CXCR5, ITGA10, PTEN ja CD44 ekspressio oli erilaista systeemisissä DLBCL tapauksissa verrattuna sCNSL tapauksiin. Edellä mainituilla molekyyleillä näyttää olevan oma roolinsa keskushermostotaudin kehittymisessä ja jos nämä tulokset pystytään vahvistamaan tulevissa tutkimuksissa, johtavat ne toivottavasti kohti keskushermostorelapsiriskin tarkempaa tunnistamista.