FACS- und Einzelzell-RNA-Sequenzierung zeigen ein Spektrum an dysfunktionalen Zuständen von CD8+zytotoxischen T Zellen bei Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinomen

Einführung CD8+T Zellen sind Haupteffektor-Zelltyp der adaptiven Antitumor-Immunität. Hierzu werden direkte und indirekte Tumorzelldestruktionsmechanismen (Fas-Ligand, Perforin, Zytokine) genutzt. Immunotherapeutische Ansätze versuchen diesen Antitumor-Effekt zu verstärken. Ziel war es, unterschiedliche T Zell Zustände im Blut und Tumorgewebe von Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinompatienten zu charakterisieren.

Methoden 17-Kanal-FACS und Einzelzell-RNA-Sequenzierung (10x Genomics 3’, V2) von Blut und Tumorproben wurden durchgeführt. Die Analyse der Durchflusszytometrie erfolgte mittels FlowJo, die Sequenzierungsdaten wurden mittels CellRanger und Scanpy aggregiert bzw. visualisiert.

Ergebnisse Die FACS-Analyse von zirkulierenden CD8+T Zell Subtypen zeigte eine unterschiedliche Kinetik der Checkpoint-Inhibitoren: PD1- und TIGIT-Expression stiegen kontinuierlich im Lauf der Differenzierung von naiven zu Effektor-T-Zellen an, die LAG3 und Tim-3 Expression war über alle Subtypen niedrig und CD73, ICOS und CTLA4 zeigten eine fluktuierende Kinetik. Die Cluster-Analyse der Einzelzelldaten identifizierte 27.013 CD8+Zellen sowie verschiedene Subtypen (naiv, effektor, dysfunktional). Zudem zeigte sich bei „erschöpften“ CD8+T Zellen ein Differenzierungskontinuum mit unterschiedlicher Markerexpression bei prä-dysfunktionalen (GZMKhoch, CXCL13niedrig, LYAR+) und terminal dysfunktionalen Zellen (GZMKniedrig, CXCL13hoch, ENTPD1+).

Fazit FACS und Transkriptom-Analysen zeigten eine heterogene Expression von Checkpoint Rezeptoren und Effektormolekülen bei den unterschiedlichen CD8 Subtypen. Wir identifizieren hier erstmals GZM, CXCL13, LYAR und ENTPD1 als potenzielle Marker, um zwischen klinisch relevanten prä-dysfunktionalen und terminal dysfunktionalen Zellen zu unterschieden.

Publication History

Article published online:
24 May 2022