Präoperative Bestrahlung steigert die Immuntherapiereaktion bei Hirnmetastasen

Eine neue Studie unter der Leitung von Forschern des MD Anderson Cancer Center der University of Texas hat gezeigt, dass die präoperative Strahlentherapie bei Hirnmetastasen nicht nur direkt auf Tumorzellen abzielt, sondern auch Immunpfade aktivieren kann, die Tumore empfänglicher für eine Immuntherapie machen können.

Die Studie, veröffentlicht in Klinische Krebsforschung, zeigten, dass die Strahlentherapie sowohl bei der direkten Eliminierung von Zellen als auch bei der Umgestaltung der umgebenden Immunlandschaft durch die Rekrutierung und Aktivierung von T-Zellen wirksam ist, was darauf hindeutet, dass Kombinationsstrategien aus Strahlen- und Immuntherapie möglicherweise die Patientenergebnisse verbessern könnten. Die Ergebnisse verdeutlichten auch die Vielfalt der T-Zell-Rezeptoren in der Mikroumgebung des Tumors als potenziellen prognostischen Biomarker für die Vorhersage des Behandlungserfolgs.

Die Forschung wurde gemeinsam von Jason Huse, MD, Ph.D., Professor für Anatomische Pathologie, geleitet; Nuhad Ibrahim, MD, Professor für medizinische Onkologie der Brust; und Alexandre Reuben, Ph.D., Assistenzprofessor für medizinische Onkologie im Thorax-/Kopf- und Halsbereich.

Hirnmetastasen sind äußerst komplex und eine wirksame Behandlung erfordert, dass sowohl der Tumor als auch seine Mikroumgebung angegangen werden, um das Immunsystem anzusprechen. Durch die Verbesserung der T-Zell-Diversität und der Antigenpräsentation innerhalb von Tumoren verwandelt die Bestrahlung letztendlich die immunsupprimierte Mikroumgebung des Tumors in eine reaktionsfähigere und liefert so eine starke biologische Begründung für Kombinationsstrategien aus Strahlen- und Immuntherapie zur Verbesserung der Patientenergebnisse.“

Jason Huse, MD, Ph.D., Professor für Anatomische Pathologie, University of Texas MD Anderson Cancer Center

Warum sind Hirnmetastasen so schwer zu behandeln?

Hirnmetastasen, bei denen es sich um Tumore handelt, die sich von Krebserkrankungen an anderen Stellen des Körpers ins Gehirn ausbreiten, stellen nach wie vor eine große klinische Herausforderung dar, da die Behandlungsmöglichkeiten begrenzt sind und die Überlebenschancen schlecht sind. Während viele Krebsarten auf eine Immuntherapie ansprechen, ist die Mikroumgebung des Hirntumors immunologisch „kalt“, was bedeutet, dass sie Immunreaktionen gegen den Tumor unterdrückt. Darüber hinaus verhindert die Blut-Hirn-Schranke, dass viele Behandlungen überhaupt Tumore im Gehirn erreichen.

Bestrahlung hat sich als potenzielle Behandlungsoption für Hirntumoren, einschließlich Hirnmetastasen, herausgestellt und zeigt, dass sie mit Antitumor-Immunreaktionen verbunden ist. Es ist jedoch noch nicht klar, welche spezifischen Immunwege und -komponenten durch diesen Ansatz aktiviert werden.

Zur Untersuchung führten die Forscher eine integrierte Profilanalyse mittels RNA- und T-Zell-Rezeptor-Sequenzierung in Gewebeproben von 306 Patienten mit Hirnmetastasen durch, die entweder auf Brust- oder Lungenkrebs zurückzuführen waren. Darüber hinaus untersuchten die Forscher Patientenproben aus einer laufenden klinischen Studie unter der Leitung von Debra Nana Yeboa, MD, außerordentliche Professorin für Strahlenonkologie des Zentralnervensystems, in der die prä- und postoperative Strahlentherapie verglichen wurde, um die Mikroumgebung des Immunsystems weiter zu charakterisieren.

Was machte die Strahlentherapie in der Tumormikroumgebung wirksam?

Die Strahlentherapie ist wirksam, weil sie nicht nur die Tumor-DNA direkt schädigt, sondern auch dazu führt, dass Tumorzellen so reagieren, dass Antigene oder „Gefahrensignale“ freigesetzt werden. Diese Signale verstärken die Rekrutierung und Aktivierung zytotoxischer T-Zellen in Tumoren, was zu einer stärkeren, gezielten Reaktion führt.

Auf diese Weise erhöht die Strahlentherapie entzündliche Zytokine und reguliert Immun-Checkpoints hoch, wodurch Tumore sichtbarer werden und auf eine Immuntherapie ansprechen. Darüber hinaus verändert die Strahlung die Blutgefäße in Tumoren, um den Eintritt von Immunzellen zu erleichtern und unterdrückende myeloische Zellen zu reduzieren oder neu zu programmieren.

„Anstelle des traditionellen Ansatzes, der sich bei der systemischen Therapie auf die Überwindung der Blut-Hirn-Schranke konzentriert, zeigen diese Ergebnisse, dass es möglicherweise vorteilhafter ist, den Fokus auf die Mikroumgebung der metastasierten Hirnläsion zu verlagern“, sagte Ibrahim. „Es verbessert nicht nur die Ergebnisse der Immuntherapie, sondern dehnt diese Vorteile möglicherweise auch auf andere Bereiche aus, die nicht direkt an der Strahlung beteiligt sind, was ein Schritt in die richtige Richtung ist.“

Was bedeuten diese Ergebnisse für Patienten?

Obwohl es sich bei diesen Ergebnissen um retrospektive und beobachtende Ergebnisse handelt, versucht das Forschungsteam derzeit, diese Ergebnisse in größeren, prospektiven klinischen Studien zu validieren, um das Potenzial der Kombination von Bestrahlung und Immuntherapie als therapeutische Strategien bei Patienten mit Hirnmetastasen zu untersuchen. Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die T-Zell-Diversität ein guter Weg sein könnte, um zu bestimmen, welche Patienten mit größerer Wahrscheinlichkeit auf die Kombination aus Bestrahlung und Immuntherapie ansprechen.

Quellen: