Umfassende Untersuchung des Tumormikromilieus bei Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinomen mittels Einzelzell-RNA-Sequenzierung

Einleitung:

Trotz innovativer Immuntherapien zur Behandlung von Kopf-Hals-Plattenepithel-Karzinomen liegt die Ansprechrate bei nur 15 – 20%. Ursachen hierfür liegen im Tumormikromilieu aus Stroma-, Tumor- und Immunzellen. Einzelzell-RNA-Sequenzierung ermöglicht das transkriptomische Profil von Zellen – und damit ihren Ursprung sowie Funktionszustand – zu ermitteln.

Methoden:

Frische HNO-Tumorproben und Blut von unbehandelten Patienten wurden untersucht. Tumorgewebe wurde manuell und enzymatisch zerkleinert. Zellsuspensionen wurden gefärbt und in CD45-positive und -negative Populationen sortiert. 3' Einzelzell-RNA-Bibliotheken wurden mittels der 10x Genomics Plattform erstellt und auf einem NextSeq500 (Illumina) sequenziert. Daten wurden aggregiert, normalisiert und bioinformatische Analyse unter Verwendung von Python (scampy) durchgeführt.

Ergebnisse:

80.214 einzelne Zellen (Gen-Median pro Zelle: 1105) wurden von 15 Patienten gewonnen. Cluster-Analyse identifiziert Haupt-Zell-Populationen im Immun-Kompartiment – T-Zellen, B-Zellen, Makrophagen – sowie im Stroma – Fibroblasten und Endothel-Zellen. Der relative Anteil der verschiedenen Zelltypen zwischen Patienten wurde verglichen. Therapeutisch relevante Sub-Typen – z.B. aktivierte regulatorische T-Zellen oder dysfunktionale zytotoxische T-Zellen – wurden identifiziert. Die Zell-Entwicklung wurde mittels einer Pseudo-Zeit-Analyse modelliert.

Schlussfolgerungen:

Das Tumormikromilieu in HNO-Tumoren ist durch eine Vielzahl von unterschiedlichen Zellen mit diversen Funktionszuständen gekennzeichnet. Einzelzell-RNA-Sequenzierung erlaubt eine – in solcher Breite und Tiefe bisher nicht mögliche – Darstellung dieser Zell-Landschaft. Dies lässt die Identifikation seltener Zellpopulationen sowie neuer Therapieansätze zu.

Publication History

Publication Date:
23 April 2019 (online)