HPV-positiver Kopf-Hals-Krebs: Neue Erkenntnisse zur Tumormikroumgebung

Koreanische Forschende liefern neue Einsichten in die Rolle des Pyruvat-Kinase Muskel (PKM)-Gens und den Ephrin-A(EPHA2)-Stoffwechselweg bei der Entwicklung von Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinomen (HNSCC).

Die zelluläre Vielfalt und die molekularen Eigenschaften innerhalb der komplexen Tumormikroumgebung von HNSCC im Hinblick auf den Status der HPV-Infektion hat ein Team unter der Leitung von Yun Hak Kim, Assistenzprofessor in der Abteilung für Anatomie und der Abteilung für Biomedizinische Informatik an der medizinischen Fakultät der Pusan National University (Korea) untersucht.

„Die Inzidenz von HNSCC ist in den letzten Jahren erheblich gestiegen, und dennoch ist nur sehr wenig über die genauen molekularen Mechanismen hinsichtlich der Rolle der HPV-Infektion und ihrer Verbindung mit HNSCC bekannt“, erläuterte Kim mit Blick auf die aktuell im „Journal of Medical Virology“ veröffentlichte Arbeit.

Anhand von Proben von HPV-negativen (HPV-) und HPV-positiven (HPV+) Patienten wurden die Primärtumore und die metastasierenden Lymphknoten-Tumore (LNMTs) mittels Einzelzell-RNA-Profiling und räumlicher Transkriptomik (ST) analysiert. Die Ergebnisse liefern Einblicke in die komplexen Zusammenhänge zwischen HPV-Infektion und der Entwicklung von HNSCC.

Im Falle von HPV+-HNSCC waren Immunzellen aktiv an der Tumorentwicklung beteiligt. Die molekularen Merkmale von HNSCC wurden in hohem Maße durch den Status der HPV-Infektion und nicht durch die tatsächliche Lage des Tumors beeinflusst. Die Analysen von RNA-Sequenzierung und ST wiesen auf die entscheidende Rolle des PKM-Gens bei der Entwicklung von krebsstammzellähnlichen Populationen in der LNMT von HPV-Gewebe hin.

In HPV–HNSCC-Zelllinien war die Expression des PKM-Gens konsistent und deutete auf eine Rolle bei der Fähigkeit zur Bildung von Sphäroiden hin. Dies wurde im Rahmen der Studie durch genetischen Knockdown des PKM2-Gens untersucht. Durch die ST-Analyse der HPV+-Patienten wurde das Vorhandensein einer solchen ektopischen lymphoiden Struktur bestätigt.

Kim und ihr Team analysierten darüber hinaus den Angiogeneseweg. Sie verwendeten Einzelzell-RNA- und ST-Profile von HPV-Patienten und fanden heraus, dass Ephrin-A (EPHA2) hauptsächlich an den Wegen der Angiogenese und Zellmigration beteiligt war.

„Unsere neuen Forschungsergebnisse zu den molekularen PKM- und EPHA2-Signalwegen können als therapeutische Ziele zur Unterdrückung des Wachstums und der Ausbreitung von HNSCC-Krebszellen genutzt werden“, ordnete Kim die Studienergebnisse mit Blick auf potenzielle Anwendungen ein. Außerdem werde die Mikroumgebung des Tumors durch den Status der HPV-Infektion beeinflusst, sodass eine Präzisionsmedizin gegen HNSCC entwickelt werden könne, so Kim weiter.

Nach Ansicht der Forschenden verbessert ihre Studie das Verständnis der Mikroumgebung von HNSCC erheblich. Sie könne daher neue Ansätze für die Behandlung von HNSCC liefern, insbesondere bei der Hemmung von Wachstum und Migration der Krebszellen. Die Autoren sehen die HPV-Infektion als mögliches Kriterium für die Entwicklung von Behandlungsstrategien, damit werde eine auf die Patienten zugeschnittene Präzisionsmedizin ermöglicht.