Authors:	Herrmann, Felix
Title:	Immune escape durch Überexpression von HER-2/neu
Online publication date:	24-Nov-2004
Year of first publication:	2004
Language:	german
Abstract:	In Tumoren und Onkogen-transformierten Zellen finden sich häufig Defizienzen in der Expression von Komponenten der MHC Klasse I-Antigenprozessierung, die mit einer verminderten MHC Klasse I-Oberflächenexpression und einer reduzierten Sensitivität der Zellen gegenüber einer ZTL-vermittelten Lyse gekoppelt sein können. Da in den meisten Fällen die reduzierten Expressionsmuster über Zytokine revertiert werden können, werden verschiedene Regulationsmechanismen als Ursache für die Defizienzen postuliert. Auch in Zellen, die den „human epidermal growth factor receptor 2“ (HER-2/neu) überexprimieren, wurden derartige „Immune escape“-Mechanismen identifiziert. Aufgrund der Amplifikation und/oder Überexpression dieses Onkogens in Tumoren, die mit einer schnellen Progression der Erkrankung und einer schlechten Heilungsprognose assoziiert ist, wurden zahlreiche Therapien entwickelt, die auf einer Mobilisierung des Immunsystems gegenüber HER-2/neu oder dessen Blockade durch spezifische Antikörper abzielen. Die bisher jedoch nur unzureichenden Erfolge dieser Therapien könnten ihre Ursache in einer verminderten Immunogenität der HER-2/neu+-Zellen aufgrund von Defizienzen in der MHC Klasse I-Antigenprozessierung haben, weshalb die Untersuchung der molekularen Ursachen dieser Suppression für die Therapie von HER-2/neu+-Tumoren von besonderer Bedeutung ist. In dieser Arbeit wurde anhand eines in vitro-Systems ein HER-2/neu-vermittelter „Immune escape“-Phänotyp charakterisiert und die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen untersucht. Hierzu wurden murine, HER-2/neu--NIH3T3-Zellen mit HER-2/neu-transfizierten NIH3T3-Zellen verglichen. Die Untersuchung zeigte, dass die Oberflächenexpression von MHC Klasse I-Antigenen bei einer HER-2/neu-Überexpression vermindert ist. Dies ist assoziiert mit reduzierten Expressionen von LMP2, LMP10, PA28a, PA28b, ERAAP, TAP1, TAP2, und Tapasin, einem blockiertem TAP-Transport und einer fehlenden Sensitivität gegenüber einer ZTL-vermittelten Lyse. Da die analysierten Defekte durch eine Stimulation mit IFN‑g wieder revertiert werden können, wird eine transkriptionelle oder translationelle Regulation der betroffenen Gene durch HER-2/neu postuliert. Aufgrund dieser Ergebnisse ist eine T-Zell-vermittelte Therapie von HER-2/neu+-Tumoren als kritisch anzusehen. Die Untersuchung der Promotoren von TAP1/LMP2, TAP2 und Tapasin ergab geringere und durch IFN‑g-induzierbare Promotoraktivitäten in den HER-2/neu+-Zellen im Vergleich zu den HER-2/neu—-Zellen. Mittels Mutagenese-PCR und Gelretardationsanalysen konnte die Bindung eines Komplexes an zwei E2F- und einer P300-Bindungsstelle im Tapasin-Promotor identifiziert werden, die für die HER-2/neu-vermittelte Hemmung der Tapasin-Promotor­aktivität essentiell ist. Eine Inaktivierung der E2F- und P300-Motve in den TAP1/LMP2- und TAP2-Promotoren hatte dagegen keinen Einfluss auf die HER-2/neu-vermittelte Blockade der Promotoraktivität. Ein Vergleich der Promotoraktivitäten der HER-2/neu+- mit Ras-transformierten Zellen ergab, dass die TAP1/LMP2- und TAP2-Promotoren in beiden Zellen supprimiert werden, während der Tapasin-Promotor bei Ras-Transformation nicht beein­trächtigt ist. Der Einsatz von Inhibitoren zeigte, dass die Suppression des Tapasin-Promotors vermutlich über die PLC-g-PKC-Kaskade erfolgt. Dagegen konnte mit Inhibitoren gegen MAPK und PI3Kinase kein vergleichbarer Effekt erzielt werden. Aufgrund dieser Daten wird postuliert, dass HER-2/neu über die Signalkaskade PLC-g–PKC–E2F/P300 die Tapasin-Promotoraktivität supprimiert, wohingegen noch bisher unbekannte Signalkaskaden von HER-2/neu und Ras zu einer Hemmung der TAP1/LMP2- und TAP2-Promotoraktivität führen. Da die Komplexbildung von E2F und P300 auch im Zellzyklus eine Rolle spielt, wird eine negative Korrelation zwischen Zell-Proliferation und MHC Klasse I-Antigenpräsentation postuliert, die Gegenstand künftiger Studien sein wird. An impaired MHC class I Antigenpresentation is a regular phenomenon in tumor and oncogene-transformed cell lines. Such a phenotype can be associated with altered MHC class I surface expression and reduced sensitivity to T-cell mediated lysis. Since most of these defects are at least in part reversible by cytokine treatment, altered regulation of gene expression seems to be one of the underlying mechanisms. Those “Immune escape”-mechanisms are also common in cells overexpressing the “human epidermal growth factor 2” (HER-2/neu). This overepxression in turn is often found in human tumors and associated with poor clinical prognosis, leading to the establishment of different immunotherapies targeting HER-2/neu as a tumor associated antigen. The limited succes of these therapies may be due to altered MHC class I Antigenpresentation raising the requirement of studies regarding the influence of HER-2/neu on the regulation of MHC class I antigens. In this study, an in vitro system was used to investigate the molecular mechanism by which HER-2/neu-overexpression causes an “immune escape” phenotype. The comparison of murine HER-2/neu- -NIH3T3 cells with HER-2/neu-transfected NIH3T3 cells revealed a downregulated MHC class I surface expression in HER-2/neu+-cells that was accompaigned with reduced expression levels of LMP2, LMP10, PA28a, PA28b, ERRAP, TAP1, TAP2 and Tapasin. Moreover, the transport of peptides by TAP and the sensitivity to CTL-mediated lyses after virus infection is blocked under the influence of HER-2/neu. Since the efects could be restored by IFN-g treatment, transcriptional and/or translational regulation is postulated as the underlying mechanism. These results leading to the critical estimation of T-cell based vaccination against HER-2/neu overexpressing tumors. The analyses of the promoters of TAP1/LMP2, TAP2 and Tapasin revealed impaired, but IFN-g inducible promoter activites in HER-2/neu+-cells compared to the parental cell line. In case for the tapasin promoter, this transcriptional repression is due to the binding of a transcriptionfaktor-complex to two E2F-, and one P300-binding site in the promoter as shown by mutagenesis-PCR and gelretardation assays. In contrast, the inactivation of E2F- and P300 binding motifs in the TAP1/LMP2-, and TAP2-promoter showed no influence on the HER-2/neu-mediated downregulation of these promoters. The comparison of the promoter activites in HER-2/neu- and ras-transformed cells revealed, that ras-transformation leads to the suppression of TAP1/LMP2 and TAP2-promoter, but not of the tapasin promoter. The use of inhibitors of the several signaltransduction pathways activated by HER-2/neu leading to the suggestion, that HER-2/neu may influence the tapasinpromoter activity via the PLC-PKC-kaskade, which in turn has no effect on the TAP1/LMP2- and TAP2-promoter activity. Since the complex of E2F and P300 plays important roles in cellcycle regulation, an inverse correlation between proliferation and Antigen presentation is proposed.
DDC:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 10 Biologie
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-3449
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-5896
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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