Refine
Has Fulltext
- yes (3)
Is part of the Bibliography
- yes (3)
Document Type
- Doctoral Thesis (3) (remove)
Keywords
- HLA-G (3) (remove)
Institute
- Frauenklinik und Poliklinik (3) (remove)
Abstract
Background
HLA-G is a non-classical MHC class I molecule which exerts strong immunosuppressive effects on various immune cells. Several membrane-bound and soluble isoforms are known. Physiologically, HLA-G is predominantly expressed in the placenta, where it contributes to protecting the semi-allogeneic embryo from rejection by the maternal immune system. However, HLA-G is also often upregulated during tumourigenesis, such as in ovarian cancer. The aim of this thesis is to investigate how soluble HLA-G may contribute to local immunosuppression in ovarian carcinomas, and to characterize HLA-G expression in different ovarian carcinoma subtypes and metastases.
Results
As reported by others, physiological HLA-G expression is restricted to few tissues, such as placenta and testes. Here, HLA-G was also detected in the medulla of the adrenal gland. In contrast, HLA-G expression was frequently detected in tumours of all assessed subtypes of ovarian carcinomas (serous, mucinous, endometrioid and clear cell). Highest expression levels were detected in high-grade serous carcinomas. In primary tumours, expression of HLA-G correlated with expression of classical MHC class I molecules HLA-A, -B and -C. Surprisingly, high levels of HLA-G were also detected on dendritic cells in local lymph nodes. As no expression of HLA-G was inducible in monocytes or dendritic cells from healthy donors in response to IL-10 or IL-4, we speculated that tumour-derived soluble HLA-G might be transferred to dendritic cells via the lymphatic system. Accordingly, high levels of tumour-derived soluble HLA-G were detected in ovarian cancer ascites samples. In vitro, dendritic cells expanded in the presence of IL-4, IL-10 and GM-CSF (DC-10) were particularly prone to binding high amounts of soluble HLA-G via ILT receptors. Furthermore, HLA-G loaded DC-10 cells inhibited the proliferation of CD8 effector cells and induced regulatory T cells, even when the DC-10 cells had been fixed with paraformaldehyde.
Conclusion
The immunosuppressive molecule HLA-G is overexpressed in high-grade serous ovarian carcinomas, which account for the majority of ovarian cancers. In particular tumours with a high mutational burden and intact expression of classical, immunogenic MHC class Ia molecules may use HLA-G to escape from immunosurveillance. Additionally, tumour-derived soluble HLA-G may inhibit adaptive immune responses by binding to dendritic cells in local lymph nodes. Dendritic cells usually play a decisive role in the initiation of adaptive anti-tumour immune responses by presenting tumour antigens to cytotoxic T cells. In contrast, dendritic cells loaded with soluble HLA-G inhibit the proliferation of effector T cells and promote the induction of regulatory T cells. Thus, soluble HLA-G that is transferred to dendritic cells via lymphatic vessels may enable ovarian carcinomas to remotely suppress anti-tumour immune responses in local lymph nodes. This novel immune-escape mechanism may also exist in other solid tumours that express HLA-G.
Dendritische Zellen (DC) sind spezialisierte antigenpräsentierende Zellen. Die von Monozyten abgeleiteten DC sezernieren überwiegend Zytokine vom Th1-Typ. Da während der normalen Schwangerschaft die Produktion von Th2-Zytokinen durch immunkompetente Zellen überwiegt, ist zu vermuten, dass die auf der Oberfläche des Trophoblasten exprimierten Moleküle HLA-G und HLA-E die Zytokinproduktion der DC modulieren. Material und Methoden. DC wurden aus isolierten Monozyten des peripheren Blutes kultiviert. Nach Inkubation mit Leukämiezellen der Linie K-562, an deren Oberfläche die HLA Moleküle der Klassen I und II fehlen und die mit HLA-G oder HLA-E transfiziert wurden, sowie mit nicht transfizierten K-562 Zellen (Kontrollen) wurden die Konzentrationen der Zytokine IL-10, IL-12p70, IL-18 und TNF-alpha sowie des Chemokins IL-8 im Überstand mit ELISA bestimmt. Ergebnisse. Die Kultur mit nicht transfizierten K-562 Zellen resultierte in einem signifikanten Anstieg der Produktion von IL-8 und TNF-alpha durch unreife und reife DC sowie von IL-10 durch unreife DC (p < 0,01). In der Kokultur mit HLA-G und HLA-E transfizierten Zellen nahm im Vergleich dazu die Produktion von IL-8 durch unreife und reife DC und die von IL-10 und TNF-alpha durch unreife DC signifikant (p < 0,01) ab. Der Kontakt mit HLA-G und HLA-E transfizierten Zellen hatte keinen Effekt auf die Sekretion von IL-12p70 und IL-18 durch DC. Schlussfolgerungen. Diese Resultate zeigen, dass DC nach Kontakt mit nicht HLA-präsentierenden Zellen mit einer Ausschüttung von Zytokinen reagieren. Der eindeutige suppressive Effekt von HLA-G und HLA-E auf die Produktion des Th 1-Zytokins TNF-alpha, des Th 2-Zytokins IL-10 und des Chemokins IL-8 durch unreife DC liefert einen weiteren Beleg für die zentrale Rolle von HLA-G und HLA-E bei der Immuntoleranz der normal verlaufenden Frühschwangerschaft.
In der vorliegenden Arbeit wurden zum einen die Chorionkarzinomzelllinien JEG-3 (exprimiert HLA-C und HLA-G) und JAR (MHC-Klasse I negativ, exprimiert HLA-E), zum anderen die Leukämiezellllinien K562 (untransfiziert), K562 (mit HLA-G transfiziert) und K562 (mit HLA-E transfiziert) als Modell für fetalen Trophoblasten verwendet. In Kokulturen dieser Zelllinien mit Large Granular Lymphocytes (LGL, CD 56++) sowie LGL freier Dezidua (WASH) wurde die Expression der Sekretion der Zytokine TNF-a, IFN-g, GM-CSF, IL-5, IL-10, IL-13 und IL-15 gemessen. Dabei zeigte die Chorionkarzinomzelllinie JEG-3 eine Unterdrückung der TNF-a-, IFN-g-, GM-CSF- und IL-13-Produktion, aber eine Erhöhung der IL-10- und IL-15-Produktion gegenüber JAR. Möglicherweise tragen aber auch díe Chorionkarzinomzelllinien selbst zur Zytokinproduktion bei oder bewirken durch andere, noch nicht bekannte Mechanismen, eine Veränderung der Resultate. Im Vergleich mit Kokulturen von LGL mit der untransfizierten Leukämiezellline K562 produzierten Kokulturen mit Leukämiezellen, die HLA-G exprimieren, signifikant weniger Zytokine (TNF-a, IFN-g, GM-CSF, IL-10, IL-13 und IL-15). Wurden dagegen LGL mit K562-Zellen kokultiviert, die mit HLA-E transfiziert waren, konnte keine signifikante Reduktion der Zytokinproduktion gemessen werden. In diesen Untersuchungen präsentierten also mit HLA-G transfizierte Zellen und in geringerem Maße auch mit HLA-E transfizierte Zellen eine Zytokinfreisetzung, die nicht mit der bisherigen Überzeugung übereinstimmt, nach der es für eine erfolgreiche Schwangerschaft notwendig ist, dass Th1-Zytokine herabreguliert und Th2-Zytokine heraufreguliert werden. In dieser Arbeit konnte eine generelle Herabregulation aller gemessenen Zytokine durch die Präsentation von HLA-G auf K562-Zellen erkannt werden.