Bernd Gregor Wienrich

• Der Schutz vor der Einwanderung von Immunzellen ist einerseits unter physiologischen Bedingungen wichtig für die Integrität immunprivilegierter Organe, andererseits aber auch (mit)entscheidend für die Pathogenese maligner Tumoren. Vor diesem Hintergrund wurde LEEP-CAM (Lymphocyte Endothelial EPithelial-Cell Adhesion Molecule) untersucht, ein Adhäsionsmolekül, welches in der Epidermis und den dermalen Blutgefäßen in normaler Haut konstitutiv exprimiert wird. Durch immunhistochemische Untersuchungen wurde im ersten Teil der Arbeit gezeigt, dassDer Schutz vor der Einwanderung von Immunzellen ist einerseits unter physiologischen Bedingungen wichtig für die Integrität immunprivilegierter Organe, andererseits aber auch (mit)entscheidend für die Pathogenese maligner Tumoren. Vor diesem Hintergrund wurde LEEP-CAM (Lymphocyte Endothelial EPithelial-Cell Adhesion Molecule) untersucht, ein Adhäsionsmolekül, welches in der Epidermis und den dermalen Blutgefäßen in normaler Haut konstitutiv exprimiert wird. Durch immunhistochemische Untersuchungen wurde im ersten Teil der Arbeit gezeigt, dass LEEP-CAM in Basalzellkarzinomen, Plattenepithelkarzinomen und Keratoakanthomen der Haut deutlich vermindert oder gar nicht exprimiert wird. Die verminderte Expression war mit fehlender Infiltration von T-Lymphozyten in das Tumorgewebe assoziiert, was insbesondere durch zwei hinsichtlich ihrer LEEP-CAM-Expression unterschiedenen Populationen von Keratoakanthomen nahe gelegt wurde. Die Hypothese, dass LEEP-CAM in die epidermale Rekrutierung aktivierter T-Zellen involviert ist, wurde durch funktionelle Stamper-Woodruff-Experimente (Adhäsion aktivierter T-Lymphozyten an Gewebe-Gefrierschnitte) mit Basalzellkarzinomen und psoriatischer Haut gestützt. Durch metabolische Markierung mit 35(S)-Methionin und anschließende Radioimmunpräzipitation sowie durch durchflusszytometrische Untersuchungen an kultivierten Zellen wurde gezeigt, dass LEEPCAM in transformierten Keratinozyten im Vergleich zu normalen Keratinozyten deutlich vermindert synthetisiert und exprimiert wird. In zwei komplementären murinen Karzinogenese-Modellen wurde die Assoziation der verminderten LEEP-CAM-Expression mit Entdifferenzierung und invasivem Wachstum der Tumorzellen untermauert. Insgesamt kann experimentelle Evidenz für die Hypothese, dass die Herabregulation der LEEP-CAM-Expression ein (Teil)-Mechanismus ist, durch welchen sich invasiv wachsende Tumoren den Angriffen des Immunsystems entziehen können, präsentiert werden. Im Weiteren wurde die Expression und Funktion von LEEPCAM im Keimepithel des Hodens (als ein Beispiel für ein immunprivilegiertes Gewebe) untersucht. Durch immunhistochemische Untersuchungen wurde die konstitutive Expression von LEEP-CAM in den Sertoli-Zellen des Keimepithels nachgewiesen. Mittels Immun-Elektronenmikroskopie wurde dann die Lokalisation an desmosomalen Strukturen sowie entlang der Zellmembran gezeigt. Im Hinblick auf die Funktion von LEEP-CAM wurde in modifizierten Stamper-Woodruff-Experimenten erstmals gezeigt, dass aktivierte T-Lymphozyten an das Keimepithel des Hodens binden können und dass diese Adhäsion durch LEEP-CAM-gerichtete Antikörper inhibiert werden kann. Damit ist LEEP-CAM das erste Molekül, für welches direkte experimentelle Evidenz eine mögliche Rolle bei der testikulären Lymphozyten-Rekrutierung belegt. Dies könnte Relevanz für die Pathogenese von Orchitiden, den häufigsten Ursachen männlicher Infertilität, haben.…
• Under physiologic conditions protection of invading immune cells is on one hand important for integrity of immune-privileged organs and on the other hand crucial for the pathogenesis of malignant tumors. In the current thesis LEEP-CAM (Lymphocyte Endothelial Epithelial-Cell Adhesion Molecule), an adhesion molecule which is expressed in the epidermis and dermal blood vessels was investigated. In immunohistochemical stains LEEP-CAM expression was dramatically reduced or absent in basal cell carcinoma, squamous cell carcinoma or keratoacanthoma.Under physiologic conditions protection of invading immune cells is on one hand important for integrity of immune-privileged organs and on the other hand crucial for the pathogenesis of malignant tumors. In the current thesis LEEP-CAM (Lymphocyte Endothelial Epithelial-Cell Adhesion Molecule), an adhesion molecule which is expressed in the epidermis and dermal blood vessels was investigated. In immunohistochemical stains LEEP-CAM expression was dramatically reduced or absent in basal cell carcinoma, squamous cell carcinoma or keratoacanthoma. Reduced expression was associated with lack of infiltrating T-lymphocytes in the tumor tissue, which was especially obvious in keratoacanthoma. The hypothesis that LEEP-CAM is involved in epidermal recruiting of activated T cells was verified by functional Stamper-Woodruff experiments (adhesion of activated T lymphocytes to frozen tissue sections) for basal cell carcinoma and psoriasis. By metabolic labeling with 35-S-methionin and subsequent radioimmuno-precipitation and additional FACS analysis we could demonstrate, that LEEP-CAM synthesis and expression was reduced in transformed keratinocytes in comparison to primary keratinocytes. The association of reduced LEEP-CAM expression with differentiation and invasive tumor growth was confirmed in two complementary murine carcinogenesis models. In summary, reduced expression of LEEP-CAM may be a mechanism by which invasive tumors are capable of escaping the immune surveillance. In the second part of the thesis, expression and function of LEEP-CAM in the testis was investigated. Constitutive expression of LEEP-CAM was identified immunhistochemically in Sertoli cells. By immunoelectron microscopy LEEP-CAM was localized to desmosomal structures and along the cell membrane. Functional analysis by modified Stamper-Woodruff experiments demonstrated the capability of activated T-lymphocytes to bind to germinal tissue of human testis. This adhesion could be blocked by anti-LEEP-CAM-antibodies. Our studies suggest that LEEP-CAM may the first molecule which is involved in lymphocyte testicular recruitment. This may be relevant for the pathogenesis of orchtitis.…