Tumor-associated neutrophils during Pseudomonas aeruginosa-mediated tumor therapy

Kasnitz, Nadine

doi:10.24355/dbbs.084-201602151035-0

Published

Tumor-associated neutrophils during Pseudomonas aeruginosa-mediated tumor therapy

English
German

Since the i.v. application of Pseudomonas aeruginosa lead to tumor clearance in WT mice, the quality of differentially primed CD4 and CD8 T cells to specifically act against tumor cells was investigated by adoptive transfer experiments in syngeneic Rag1-/- animals. Thereby, T cells isolated out of uninfected tumor-bearing WT mice allowed the complete rejection of new tumors, when a combination of such CD4 + CD8 T cells was injected into the recipient mice. Thereby it was demonstrated, that also uninfected tumor-bearing mice possess tumor-antigen specific T cells, which are nevertheless not able to reject established tumors. The adjuvant effect of the bacteria seemed to be necessary to enable tumor clearance in WT animals. However, when T cells were isolated out of WT mice, which had cleared CT26 tumors after infection with P. aeruginosa, the application of CD8 T cells alone prevented the development of tumors on modified Rag1 mice. By that, the development of a T cell memory and functional specificity was revealed. The impact of the bacterial infection on functional specializations of tumor-associated neutrophils (TANs) in the tumor microenvironment was furthermore investigated. Therefore, the expression of the extracellular phenotyping markers Icam, Fas, and CD62L, as well as the production of the cytokines TNF-alpha and active caspase 3, analyzed as intracellular phenotyping markers, was determined. The analyses revealed phenotype switches of the respective TAN population from N2 to N1 after the i.v. injection of P. aeruginosa into tumor-bearing WT- as well as Rag1-/- mice. The most and maximal significant changes of the percental number of TANs expressing a certain phenotype marker were observed three days post infection of tumor-bearing Rag1-/- mice. By the application of P. aeruginosa into tumor-bearing mice, tumor-supportive N2 TANs were obviously manipulated to switch into tumor-suppressing N1 TANs. Now, defined functions of N1 TANs can be investigated in future experiments and their onset in the present model probably induced by the bacteria-mediated tumor therapy.

Da nach der i.v. Anwendung von Pseudomonas aeruginosa die Tumore auf den WT-Mäuse verschwanden, wurden unterschiedlich aktivierte CD4 und CD8 T-Zellen daraufhin untersucht, wie spezifisch sie gegen Tumorzellen agieren. Dafür wurden adoptive Transferexperimente in genidentischen Rag1-/- Mäuse durchgeführt. T-Zellen die aus unifizierten tumortragenden WT-Mäusen isoliert wurden ermöglichten eine komplette Abstoßung neuer Tumore, wenn eine Kombination aus solchen CD4 + CD8 T-Zellen in die Rezipienten-Mäuse injiziert wurde. Dadurch konnte gezeigt werden, dass auch uninfizierte tumortragende Mäuse Tumorantigen-spezifische T-Zellen besitzen. Diese waren allerdings nicht dazu fähig bereits ausgebildete Tumore zu beseitigen. Der adjuvante Effekt der Bakterien schien daher für eine solche Beseitigung von Tumoren in WT-Mäusen notwendig zu sein. Wenn dahingegen T-Zellen aus WT-Mäusen isoliert wurden, welche die Tumore nach der Infektion mit P. aeruginosa beseitigt hatten, war die Anwendung von ausschließlich CD8 T-Zellen ausreichend um die Entwicklung neuer Tumore in den modifizierten Rag1-Mäusen zu verhindern. Dadurch konnte das Bestehen von Gedächtnis-T-Zellen und deren funktionelle Spezifität bestätigt werden. Ebenfalls wurde der Einfluss der bakteriellen Infektion auf die funktionale Spezialisierung von Tumor-assoziierten Neutrophilen (TANs) im Tumormikromilieu untersucht. Dazu wurde die Expression der extrazellulären Phänotypisierungsmarker Icam, Fas und CD62L, sowie die Produktion der Zytokine TNF-alpha und aktive Caspase 3, die als intrazelluläre Phänotypisierungs-marker analysiert wurden, bestimmt. Die Analysen zeigten einen Phänotyp-Wechsel der jeweiligen TAN-Population von N2 zu N1 nach der i.v. Injektion von P. aeruginosa in tumortragenden WT- als auch Rag1-/--Mäusen an. Mittels der bakteriellen Injektion wurden Tumor-unterstützende N2 TANs offensichtlich dazu gebracht sich in Tumor-hemmende N1 TANs umzuwandeln. Nun können bestimmte Funktionen von N1 TANs in zukünftigen Experimenten untersucht und ihre Aktivierung wahrscheinlich mittels der Bakterien-vermittelten Tumortherapie im vorliegenden Model induziert werden.