Der HGF/c-Met-Signalweg wurde bereits seit vielen Jahren als ein wesentlicher Faktor in der Tumorgenese von Kopf-Hals-Karzinomen diskutiert. Allerdings lag der Fokus bisher nur auf den Tumorzellen selbst. In letzter Zeit wurde jedoch mehr über das umgebende Tumormikromilieu und seine bedeutende Rolle in der Tumorprogression bekannt. In anderen Tumormodellen wurde bereits gezeigt, dass der HGF/c-Met-Signalweg eine immunologische und metabolische Wirkung auf das Tumormikromilieu hat. Eine Signal-Aktivierung führte zu einer Zunahme des Immun-Checkpoint-Proteins PD-L1 auf der Tumorzelloberfläche. PD-L1 bewirkt wiederum eine Hemmung des Immunsystems, indem es die T-Zell-Aktivierung im Mikromilieu verhindert und somit die Tumorzellen nicht vom Immunsystem erkannt und beseitigt werden können.
Außerdem wurde gezeigt, dass HGF/c-Met eine Glykolyse-steigernde Wirkung auf Tumorzellen hat und durch die Energiezufuhr indirekt zu einer hohen Proliferationsrate beiträgt. Ein Nebeneffekt ist hier, dass das durch die hochregulierte Glykolyse anfallende Laktat im Tumormikromilieu akkumuliert und dadurch die T-Zellen der Immunabwehr zusätzlich schädigt.
Um auch den Einfluss von HGF/c-Met auf das Tumormikromilieu von Kopf-Hals-Karzinomen zu prüfen, wurden zwei etablierte Zelllinien (Detroit562 und FaDu), aus humanen Plattenepithelkarzinomen der Kopf-Hals-Region, für die Versuchsreihen in der vorliegenden Arbeit herangezogen.
Die Durchflusszytometrie ergab, dass nach HGF-Stimulation die Menge an
PD-L1 auf der Zelloberfläche beider Tumorzelllinien im Vergleich zur unbehandelten Probe zunahm. Bei Detroit562 war die Zunahme signifikant. Als Kontrolle wurde zusätzlich mit zwei verschiedenen Hemmprinzipien (PHA-665752 und c-Met-siRNA) das HGF-Signal unterbunden. Zusammen konnte damit bestätigt werden, dass die Zunahme von PD-L1 durch die Zugabe von HGF ausgelöst wurde. Mit Hilfe eines Verfahrens zur Messung des Glykolyse-bedingten Protonenausstroms, konnte festgestellt werden, dass eine Behandlung mit HGF in Detroit562 und FaDu zu einer gesteigerten Glykolyse führt.
Auffällig war, dass sowohl beim durchflusszytometrischen Nachweis von
PD-L1, als auch bei der Messung der Glykolyse, nach HGF-Stimulation bei Detroit562 im Vergleich zu FaDu ein deutlich größerer Effekt zu sehen war. Ein Zusammenhang könnte darin bestehen, dass die Detroit562-Tumorzellen aus Metastasen stammen. Aus anderen Vorarbeiten ist bekannt, dass Metastasen eine höhere Expression des HGF-Rezeptors c-Met zeigen. Eine im Vergleich zu FaDu höhere c-Met-Expression in Detroit562 kann zu einem stärkeren HGF-Signal und damit zu einem stärkeren Effekt auf nachfolgende Prozesse führen.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit erweitern unser Verständnis bezüglich des HGF/c-Met-Signalwegs und zeigen, dass eine simultane Hemmung der
PD-1/PD-L1-Achse und des HGF/c-Met-Signalwegs synergistische Effekte haben könnte. / The HGF/c-Met signalling pathway has been discussed for many years as an essential factor in the tumorgenesis of head and neck cancer. However, the focus has so far only been on the tumor cells themselves. Recently, there is more knowledge about the surrounding tumor microenvironment and its important role in tumor progression. Other tumor models have already shown that the HGF/c-Met signalling pathway has an immunological and metabolic effect on the tumor micromilieu. Signal activation led to an increase in the immune checkpoint protein PD-L1 on the tumor cell surface. PD-L1 inhibits the immune system by preventing T-cell activation in the micromilieu and thus prevents tumor cells from being recognized and eliminated by the immune system.
It has also been shown that HGF/c-Met has a glycolysis-increasing effect on tumor cells and indirectly contributes to a high rate of proliferation through the supply of energy. A side effect here is that the lactate produced by the highly regulated glycolysis accumulates in the tumor microenvironment and thus additionally damages the T-cells of the immune system.
In order to examine the influence of HGF/c-Met on the tumor micromilieu of head and neck carcinomas, two established cell lines (Detroit562 and FaDu), from human squamous cell carcinomas of the head and neck region, were used for the test series in this paper.
Flow cytometry showed that after HGF stimulation the amount of
PD-L1 on the cell surface of both tumor cell lines compared to the untreated sample. Detroit562 showed a significant increase. As a control, two different inhibitors (PHA-665752 and c-Met-siRNA) were used to inhibit the HGF signal. Together they confirmed that the increase of PD-L1 was caused by the addition of HGF. Using a method to measure the glycolysis-related proton outflow, it was found that treatment with HGF in Detroit562 and FaDu leads to increased glycolysis.
It was noticeable that both the flow cytometric detection of
PD-L1 and glycolysis showed a greater effect after HGF stimulation in Detroit562 compared to FaDu. The reason could be that the Detroit562 tumor cells originate from metastases. From other preliminary work it is known that metastases show a higher expression of the HGF receptor c-Met. A higher c-Met expression in Detroit562 compared to FaDu can lead to a stronger HGF signal and thus to a stronger effect on subsequent processes.
The results of the present work broaden our understanding of the HGF/c-Met signaling pathway and show that simultaneous inhibition of the
PD-1/PD-L1 axis and the HGF/c-Met signaling pathway could have synergistic effects.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:18491 |
| Date | January 2019 |
| Creators | Klenk, Nicola Anna |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | deu |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.de, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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