Hochdimensionale in-situ-Proteom-Bildgebung zur Bewertung von γδ T Zellen und ihrer Mikroumgebung im kolorektalen Karzinom

Einleitung Die Rolle von γδ T Zellen und ihrer heterogenen Untergruppen in malignem humanem Gewebe, insbesondere bei soliden Tumoren wie dem Kolorektalen Karzinom (CRC), wird kontrovers diskutiert. γδ T Zellen sind nicht MHC-restriktiert, an der frühen Immunantwort beteiligt und zeichnen sich durch ein stark zytotoxisches Potential aus, dass in vitro anti-tumorale Funktionalität bescheinigt. Zudem ist die Präsenz von γδ T Zell Phänotypen in einigen Krebsstudien mit dem klinischen Verlauf assoziiert. Diese Eigenschaften prädestinieren γδ T Zellen für die Nutzung in neuen Krebsimmuntherapieansätzen. Es bleibt jedoch unklar, welche Zelluntergruppen für anti-Tumor-Effekte verantwortlich sind, da für einige Phänotypen auch tumorfördernde Funktionen bekannt sind.

Ziel Wir beschreiben hier einen hochdimensionalen in-situ-Proteomanalyse-Ansatz zur Erforschung der räumlichen Orchestrierung humaner gewebeansässiger/-invasiver γδ T Zelluntergruppen in ihrer lokalen Mikroumgebung in Einzelzellauflösung, um deren Rolle und Funktion im CRC besser zu verstehen.

Methodik Hierzu verwenden wir die MICS-Technologie (MACSima imaging cyclic staining), mit der bis zu 150 Marker in einem Gewebeschnitt untersucht werden können.

Ergebnis Die Identifikation und Etablierung von kommerziell erhältlichen Antikörpern, die spezifisch für Vδ und Vγ Ketten des γδ T Zellrezeptors sind, schaffen die Möglichkeit zur hochdimensionalen Phänotypisierung von γδ T Zell Untergruppen, sowie deren umgebenden Gewebekontext und die Zelltypzusammensetzung ihrer Mikroumgebung.

Wir untersuchten 28 γδ T Zell-Mikroumgebungen in humanem Kolon- und CRC-Gewbe. Durch die ergänzende Bestimmung definierter T Zell-Differenzierungs-, Proliferations- oder Aktivierungsmarker können status- und funktionsbezogene Rückschlüsse gezogen werden. Mit Hilfe systematischer bioinformatischen Analysen sind wir nun in der Lage, der einzelnen γδ T Zelle einem präzisen Phänotyp zuzuordnen, sowie über zelluläre Nachbarschaften, die ebenfalls detaillierten zellulären Phänotypen zugeordnet werden, Rückschlüsse auf komplexe biologische Prozesse, wie z.B. die Krebsabwehr, in den untersuchten Geweben ziehen.

Schlussfolgerung Diese Proof-of-Principle-Studie zeigt das Potenzial der hochdimensionalen in-situ-Proteom-Bildgebung zur Bewertung der zellulären Zusammensetzung von Gewebemikroumgebungen die bspw. besonders in der „cancer immunosurveillance“ im Zeitalter der Immuntherapien von Interesse sind.

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Article published online:
28 August 2023