Melanom: Gensignaturen geweberesidenter T-Zellen als Vorhersageinstrument

Eine analytische Studie hat einen Zusammenhang zwischen günstigen Überlebenschancen von Personen mit einem Melanom und dem Vorhandensein von geweberesidenten T-Gedächtniszellen (TRM) aufgezeigt. Die aus der Studie gewonnenen Daten könnten für ein TRM-basiertes maschinelles Lernmodell für die Melanomprognose verwendet werden.

Die immunologische Mikroumgebung des Tumors bezieht sich auf das komplexe und dynamische Zusammenspiel zwischen Tumorzellen, verschiedenen Immunzellen und anderen zellulären und nichtzellulären Komponenten innerhalb und in der Umgebung des Tumors. TRM-Zellen sind eine einzigartige Art von Immunzellen, die in peripheren Geweben und vielen Krebsarten vorkommen.

Aufgrund des Vorhandenseins und der funktionellen Eigenschaften von TRM-Zellen in der immunologischen Mikroumgebung des Tumors und der Nutzung ihres Potenzials für die Krebsimmuntherapie besteht ein großes Interesse an der Untersuchung von TRM-Zellen und deren Einfluss auf das Überleben der Patienten. Der Schlüssel zu diesem Verständnis ist die Feststellung, ob das Vorhandensein und die Häufigkeit von TRM-Zellen bei Krebspatienten mit einer besseren Prognose der Patienten korrelieren. Frühere Studien, die mit Melanompatienten durchgeführt wurden, haben widersprüchliche Ergebnisse erbracht.

Ein Team des Terasaki Institute for Biomedical Innovation (TIBI) versuchte nun, dieses Problem zu lösen, indem es sich den Daten der Einzelzell-RNA-Sequenzierung (scRNA-seq) zuwandte, einer Methode, die es ermöglicht, ein vollständiges genetisches Profil einer großen Anzahl einzelner Zellen zu erstellen. Anstatt eine begrenzte Anzahl von Markergenen einer Zelle zu verwenden, bietet die scRNA-seq-Technologie eine umfassendere, genauere und differenziertere Möglichkeit, den Typ und die Funktion einer Zelle zu charakterisieren. Aus diesem Profil lassen sich Gensignaturen erstellen – eindeutig charakteristische Muster eines bestimmten Immunzelltyps, die möglicherweise mit dem Vorhandensein einer Krankheit korreliert werden können.

Wie in der kürzlich in iScience erschienenen Publikation beschrieben, wandte das Team diesen Ansatz bei zwei unabhängigen Kohorten von scRNA-seq-Daten von Melanompatienten an und konnte elf verschiedene Gensignaturen extrahieren, die in hohem Maße mit der TRM-Häufigkeit bei den Patienten korrelierten. Es wurde auch ein Zusammenhang zwischen diesen Gensignaturen und den Überlebensdaten der Patienten festgestellt.

Weitere Studien ergaben zusätzliche positive Korrelationen zwischen der TRM-Häufigkeit und dem Vorhandensein mehrerer Anti-Tumor-Immunzellen in der Immunmikroumgebung des Melanomtumors sowie mit Immunwegen und regulatorischen Genen, was darauf schließen lässt, dass TRM-Zellen eine entscheidende Rolle bei der Immunmodulation spielen. Die Studien wiesen auch darauf hin, dass ein Übermaß an TRM-Zellen zu einer aktiveren Immunmikroumgebung des Melanomtumors und zu besseren Behandlungsergebnissen führt.

Schließlich konnten die TIBI-Forschenden die Daten aus ihrer Analyse nutzen, um ein präzises, von TRM abgeleitetes Risiko-Scoring-System zu erstellen, mit dem Patienten in prognostische Hoch- und Niedrigrisikokategorien für Melanompatienten eingeteilt werden können.

„Der analytische Ansatz unserer Wissenschaftler und die Entdeckungen über die Rolle der TRM-Zellen könnten dazu beitragen, das Ansprechen von Krebspatienten auf immuntherapeutische Medikamente besser und genauer zu beurteilen“, sagte Ali Khademhosseini vom TIBI. Da Therapien bei einzelnen Krebspatienten sehr unterschiedliche Auswirkungen haben können, sei dies ein wichtiger Schritt zur Verbesserung der Behandlungsergebnisse.