Modell der drainierenden Lymphknotenmetastasierung zur Beurteilung der Dynamik antigenspezifischer CD8⁺ T-Zellen während der Tumorentstehung

Die Krebsimmuntherapie, insbesondere die Immun-Checkpoint-Blockade (ICB), hat die Krebstherapie revolutioniert¹. ICB blockiert die koinhibitorischen Immunrezeptoren (wie PD-1, Tim-3, LAG-3 und TIGIT), die in erschöpften CD8⁺ T-Zellen in der Tumormikroumgebung (TME) stark exprimiert werden, was zur Wiederbelebung erschöpfter CD8⁺ T-Zellen führt². Unter Berücksichtigung der Heterogenität erschöpfter CD8⁺ T-Zellen zeigten sich häufende Beweise, dass tumorspezifische CD8⁺ T-Zellen, die aus der Peripherie stammen, einschließlich drainierender Lymphknoten (dLN), aber nicht in TME, die Wirksamkeit von ICB^vermitteln 3,4,5,6,7,8. Kürzlich wurde bestätigt, dass TdLN-abgeleitete TCF-1^{+TOX-tumorspezifische} Gedächtnis-CD8⁺-T-Zellen (TdLN-T_TSM) die echten Responder auf ICB sind, die mehrere funktionelle Eigenschaften herkömmlicher Gedächtnis-T-Zellen verkörpern und sich nach der ICB-Behandlung weiter ausdehnen und zu Nachkommen differenzieren könnten⁹. Insgesamt bestätigten diese Ergebnisse die Bedeutung von LN für die Erhöhung der Anti-Tumor-Immunität.

Der Lymphknoten fungiert als kritischer Ort bei der Erleichterung des Primings und der Aktivierung tumorspezifischer CD8⁺ T-Zellen, indem er sowohl strukturelle Grundlagen als auch biologische Signale bereitstellt¹⁰. Mehrere Arten von Krebszellen säen häufig Wächterlymphknoten (SLN, das erste LN, das einen Primärtumor entwässert), bevor sie sich systematisch ausbreiten¹¹. Das Vorhandensein von SLN-Metastasen ist mit einem schlechten Ergebnis bei menschlichem Krebs verbunden, und präklinische Modelle zeigten, dass sich Tumorzellen in TdLN sowohl über die Lymphgefäße als auch über die Blutgefäße des Knotens 12,13,14,15 auf entfernte Organe ausbreiten können. Die SLN-Biopsie stellt heute ein Standardverfahren dar, um spätere Behandlungsentscheidungen bei vielen soliden Tumorarten zu treffen, wodurch eine unnötige Resektion von unbeteiligten LN vermieden werden könnte^16,17. Selbst für die betroffenen LN bleibt es umstritten, ob und wann eine chirurgische Resektion erforderlich ist, da mehrere Studien gezeigt haben, dass die Entfernung der regionalen LN kein verbessertes Gesamtüberleben im Vergleich zu denjenigen zeigte, die eine Strahlen- oder systemische Therapie ohne regionale LN-Resektion erhielten^18,19. Eine Interpretation ist, dass metastasiertes LN (mLN) mit mikroskopischer Erkrankung eine gewisse Fähigkeit zur Bildung von Immunzellen behalten und einige therapeutische Vorteile bieten kann. Daher ist es von entscheidender Bedeutung zu klären, wie sich die LN-Metastasierung auf die Anti-Tumor-Immunantwort auswirkt, insbesondere auf die Eigenschaften und Funktionen von TdLN-T_TSM.

Bisher haben sowohl präklinische als auch klinische Daten einige strukturelle und zelluläre Veränderungen in mLN²⁰ gezeigt. Die dynamischen Veränderungen von tumorspezifischen CD8⁺ T-Zellen während der LN-Metastasierung wurden jedoch nicht beschrieben. Daher ist die Entwicklung eines überzeugenden Modells der LN-Metastasierung für weitere Untersuchungen erforderlich. In der Tat haben mehrere Studien mLN-Mausmodelle auf unterschiedliche Weise berichtet 14,21,22. Beispielsweise wurde eine spontane Metastasierung in axillären LNs durch die Implantation von 4T1-Brustkrebszellen in das Brustfettpolster^{durchgeführt 22}. In einer anderen Studie erzeugten Reticker-Flynn et al. Melanomzelllinien mit hoher Inzidenz der Ausbreitung von subkutanem Primärtumor auf LNs durch serielle Inokulation von Tumorzellen, die aus dissoziierten mLN-Geweben kultiviert wurden (neun Runden)¹⁴. Ein weiteres häufig verwendetes Modell wurde durch die Injektion von Tumorzellen in den Fußballen hergestellt, und die metastatischen Loci wurden in poplitealem LN²² gebildet. Insbesondere ist es schwierig, die genauen Zeitpunkte der Intervention zu bewerten, da die LN-Metastasierung in diesen Modellen nicht immer originalgetreu ist.

In der vorliegenden Studie wurde ein murines LN-Metastasierungsmodell durch intranodale Injektion von B16F10-GP-Zellen^23,24 etabliert, das durch CRISPR/Cas9-vermittelte Insertion der LCMV-Virus-Glykoprotein-Gensequenz (GP) in das Genom der B16F10-Zelllinie⁹ erzeugt wurde. Anschließend wurden diese Mäuse mit P14-Zellen übertragen, die transgene T-Zell-Rezeptoren (TCRs) beherbergen, die spezifisch das H-2D^b GP_33-41-Epitop ^25,26 erkennen, und die systemische und lokale Dynamik von antigenspezifischen CD8⁺ T-Zellen während der LN-Metastasierung konnte untersucht werden. Unser experimentelles Design bietet ein nützliches Modell für die Untersuchung von Immunantworten, insbesondere der antigenspezifischen CD8⁺ T-Zellen während der LN-Metastasierung, die die Störung von CD8⁺ T-Zellen ausschließt. Diese Ergebnisse würden sich auf die klinischen Behandlungsoptionen auswirken, ob das mLN entfernt oder beibehalten werden soll, und ein neues Licht auf die Manipulation von mLN werfen, um einen maximalen therapeutischen Nutzen zu erzielen.