In fortgeschrittenen Stadien infiltriert der metastasierende Krebs die Thoraxlymphknoten sowie die Auskleidung der Brusthöhle, das so genannte Rippenfell. Dadurch wird der normale Kreislauf von Flüssigkeitsabsonderung und -aufnahme unterbrochen, was zu einer Flüssigkeitsansammlung und Kompression der Lunge führt. Die Flüssigkeit, die aus serösen Proteinen, Krebszellen sowie lymphatischen und myeloischen Immunzellen besteht, wird als maligner Pleuraerguss (MPE) bezeichnet. Die Flüssigkeitsansammlung führt zu Symptomen, die von Husten bis zu lebensbedrohlicher Dyspnoe und Hypoxie reichen, aber es ist die aggressive Natur des Tumors, der der Patient letztendlich erliegt. Epithelkarzinome machen etwa 80 % der Patienten aus, die behandelt werden, und die Lebenserwartung liegt zwischen 3 und 12 Monaten. Trotz der Tatsache, dass die Inzidenz von MPE in den Vereinigten Staaten 150.000 Fälle pro Jahr übersteigt, und trotz der Tatsache, dass eine breite Palette von systemischen und lokalisierten therapeutischen Ansätzen getestet wurde, beschränkt sich die derzeitige beste Praxis auf die Linderung durch Drainage. Wir sind der Meinung, dass die Wechselwirkungen zwischen Tumor- und Immunzellen im Pleuraraum einen Inkubator darstellen, der die Umwandlung von Epithel- in Mesenchymzellen (EMT) und die Entstehung der aggressivsten arzneimittelresistenten neoplastischen Zellen fördert. Dieser Kommentar spricht sich für einen intrapleuralen immuntherapeutischen Ansatz bei Patienten mit MPE aus. Unser wachsendes Verständnis der Immunumgebung des Pleuraraums und des komplexen Zusammenspiels zwischen Tumor- und Immunzellen legt einen rationaleren immuntherapeutischen Ansatz zur Behandlung dieser Erkrankung nahe.
Lokalisierte Immuntherapie
Das Konzept der Aktivierung des Immunsystems bei malignen Erkrankungen des Brustkorbs geht auf die 70er Jahre zurück, als Forscher eine verbesserte Überlebensrate bei Patienten mit Empyem nach Resektionen wegen Lungenkrebs feststellten und damit weitgehend erfolglose Versuche mit intrapleuralem Baccilus Calmette-Guérin (BCG) und anderen bakteriellen Antigenen rechtfertigten. Die direkte Instillation der rekombinanten Zytokine Interferon ɣ , Interferon α2b und IL-2 wurde ebenfalls getestet. Intrapleurales IL-2 wurde bei nicht-kleinzelligem Lungenkrebs (NSCLC) gut vertragen. Außerdem waren die intrapleural verabreichten IL-2-Spiegel 6000-mal höher als im Plasma, was darauf hindeutet, dass das lokal verabreichte IL-2 (Formelgewicht = 15,5 kDa) im Pleuraraum sequestriert wird. Dies ist eine sehr wichtige Beobachtung, da davon auszugehen ist, dass andere biologische Substanzen mit großen Molekülen, wie z. B. Antikörper, ähnlich konzentriert sind, wenn sie direkt in das Brustfell verabreicht werden. Obwohl intrapleurales IL-2 bei 28 von 31 untersuchten Patienten die Ergüsse auflöste und auch bei anderen Zytokinmodalitäten ein teilweises Ansprechen zu beobachten war, reichte die mediane Zeit bis zum Fortschreiten der Erkrankung von Tagen bis Monaten. Die Instillation von hochdosierten Th1-assoziierten Zytokinen allein reichte also nicht aus, um die immunsuppressive Umgebung des Pleuraraums zu überwinden.
Therapeutischer Einsatz von pleurainfiltrierenden T-Zellen (PIT)
In einer kürzlich durchgeführten klinischen Studie wurde der Einsatz von tumorinfiltrierenden Lymphozyten (TIL) aus MPE und malignem Aszites in Kombination mit Cisplatin beschrieben. Aus Effusionen gewonnene TIL führten zu einem längeren progressionsfreien Überleben und einer besseren Lebensqualität als Cisplatin allein. Die Kombination von Immuntherapie und Chemotherapie ist etwas kontraintuitiv, da viele zytotoxische Wirkstoffe die Zellproliferation hemmen, einen wichtigen Aspekt der adaptiven Immunität. Es hat sich jedoch gezeigt, dass regulatorische T-Zellen (Treg) empfindlicher auf eine platinbasierte Kombinationschemotherapie reagieren als herkömmliche CD4+ T-Zellen, was möglicherweise eine Befreiung von der Treg-vermittelten Unterdrückung der Anti-Tumor-Immunität darstellt. Aus Effusionen gewonnene TIL haben mehrere wichtige Vorteile gegenüber TIL, die aus Primärtumoren oder Biopsien von soliden Metastasen gewonnen werden: Die Ausbeute an T-Zellen aus MPE oder Aszites ist um Größenordnungen höher als aus Biopsien, so dass die Anzahl der erforderlichen Passagen geringer und die Kulturzeit kürzer ist. Bösartige pleurale T-Zellen aus Ergüssen (PIT) stellen einen Querschnitt aller TIL dar, während TIL aus soliden Tumoren eine räumliche Heterogenität aufweisen und sich je nach Biopsieort in Bezug auf Funktion und Spezifität unterscheiden können. Aufgrund ihrer Häufigkeit könnte es möglich sein, PIT durch kurzzeitige Ex-vivo-Exposition gegenüber Aktivierungssignalen zu aktivieren und sie ohne Expansion wieder auszusetzen. Die resultierenden Zellen wären nicht zytokinsüchtig wie herkömmliche TIL und müssten nicht mit hochdosiertem IL-2 behandelt werden, um zu überleben.
Immun-Checkpoint-Inhibitoren bei MPE
PD-L1 wird bei malignen Mesotheliomen und anderen malignen Erkrankungen exprimiert und ist daher potenziell für Anti-PD-L1-Antikörper geeignet. T-Zellen aus NSCLC MPE weisen im Vergleich zu nicht malignen Kontrollen eine erhöhte Expression von PD-1, TIM-3 und CTLA-4 auf, was möglicherweise auf hohe TGF-β-Spiegel im Erguss zurückzuführen ist, die von PD-L1+ Tumor-assoziierten M2-Makrophagen sezerniert werden.
Wirksame lokalisierte Immuntherapie
Es wird immer deutlicher, dass sowohl konventionelle als auch immuntherapeutische Versuche bei MPE gescheitert sind, weil der Pleuraraum eine abgeschottete Umgebung darstellt, in der Tumorzellen und Immunzellen zum Vorteil des Tumors interagieren. Im Pleuraraum sind wundheilende Zytokine und Chemokine konzentriert, und die juxtakrinen Interaktionen von Tumor, Makrophagen und Mesothelzellen werden durch ihre Nähe begünstigt. Das Ergebnis ist die Aufrechterhaltung eines Wundheilungsmilieus, in dem T-Zell-Effektoren unterdrückt oder abgetötet werden und Makrophagen in ein M2-Programm gelenkt werden, das die Angiogenese und Metastasierung unterstützt, was in der Förderung eines aggressiven und invasiven EMT-Tumorphänotyps gipfelt.
Sequestriertes Milieu
Der Pleuraraum stellt ein sequestriertes lokales Milieu dar, das von Mesothelzellen gebildet wird, die durch enge Verbindungsstellen verbunden sind. Proteinbiologika wie IL-2 bleiben hoch konzentriert, wenn sie intrapleural verabreicht werden, mit lokalen Konzentrationen, die tausendmal höher sind als die des Plasmas. Der Transport von Proteinen aus dem Plasma in das Rippenfell wird ebenfalls behindert, wenn auch in geringerem Maße, und das Verhältnis der Proteinkonzentrationen im Pleuraerguss zum Plasma steht in umgekehrtem Verhältnis zu ihrem Molekulargewicht. Dies ist von großer Bedeutung für die systemische Verabreichung von Antikörpertherapeutika, die vorhersehbar nicht ohne weiteres in den Pleuraraum, die Bauchhöhle oder die interstitiellen Räume gelangen würden.
Das Pleurasekretom
Die zellfreie seröse Komponente des MPE enthält eine Reihe von Zytokinen und Chemokinen . Die meisten der in MPE sezernierten Zytokine sind Th2-ähnlich und umfassen IL-10, VEGF und TGFβ, die das Wundheilungsmilieu zum Nachteil einer Anti-Tumor-Effektorreaktion weiter fördern. Interessanterweise gehören das pleiotrope Zytokin IL-6 und seine lösliche Rezeptorkomponente sIL-6Rα zu den am häufigsten vorkommenden Zytokinen in MPE. IL-6 wird sowohl vom Tumor als auch von Pleuramesothelzellen und Stromazellen produziert. IL-6 und IL-10 regulieren die PD-L1-Expression in Tumorzellen hoch. Die IL-6-Signaltransduktion wird durch einen Rezeptorkomplex vermittelt, der aus IL-6Rα (CD126) und IL-6Rβ (CD130) besteht. IL-6Rβ wird ubiquitär exprimiert, aber die IL-6Rα-Expression ist hauptsächlich auf Leukozyten und Hepatozyten beschränkt. In der normalen Physiologie vermittelt IL-6 starke systemische Wirkungen durch Trans-Signaling, das auftritt, wenn IL-6 an lösliches IL-6Rα bindet und mit membrangebundenem IL-6Rβ einen Komplex bildet. Die Trans-Signalisierung von IL-6 fördert nachweislich das aggressive Tumorverhalten und das Fortschreiten des Tumors bei malignem Aszites von Eierstockkrebs und bei Brustkrebs-Pleuraergüssen und fördert die EMT bei nicht-kleinzelligem Lungenkrebs, was es zu einem attraktiven therapeutischen Ziel macht. Tocilizumab, ein gegen IL-6Rα gerichteter monoklonaler Antikörper, ist für die Behandlung von rheumatoider Arthritis zugelassen und wurde experimentell zur Behandlung von krebsbedingter Kachexie und Zytokinfreisetzungssyndrom eingesetzt. Die intrapleurale Verabreichung kann tiefgreifende Auswirkungen auf die Polarisierung des pleuralen Immunmilieus bei minimalen systemischen Auswirkungen haben.
Juxtakrine Interaktionen
Die Nähe und hohe Konzentration von T-Zellen, Makrophagen, Mesothelzellen und Tumor im Pleuraraum begünstigt den Zell-Zell-Kontakt und die juxtakrine Signalübertragung. Beispiele hierfür sind die Förderung der EMT durch Bindung von CD90 und EphA4 auf dem Tumor an CD11b bzw. Ephrin auf Makrophagen. In ähnlicher Weise binden PD-L1 und PD-L2, die auf Tumor- und Pleuramakrophagen exprimiert werden, an PD-1 auf T-Zellen und fördern so die Anergie, die Entwicklung von induzierten regulatorischen T-Zellen (iTregs) und die Apoptose. Andere Liganden, die auf Pleuratumoren exprimiert werden, wie CEACAM1, das an TIM-3 bindet, können mit Immun-Checkpoint-Rezeptoren interagieren, die auf PIT exprimiert werden. MPE, die routinemäßig therapeutisch entwässert werden, bieten einen einzigartigen Einblick in Interaktionen, die in anderen metastatischen Situationen schwieriger zu beobachten sind.