Advanced

Immuno Gene Therapy of Rat Brain Tumors with interferon-gamma transfected glioma cells

Visse, Edward LU (2000)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

De befintliga terapier som finns att tillgå mot hjärntumörer, t. ex strålning, kemoterapi och kirurgi, har varit utan framgång och få patienter lever längre än två år efter diagnostisering. Vi har försökt att etablera en ny terapi mot hjärntumör, som använder kroppens eget immunsystem för att lokalisera och avdöda tumörceller. Kroppens immunsystem innehåller olika celltyper med olika funktioner. Så kallade makrofager och dendritiska celler kan döda och äta upp tumörceller och visa upp små bitar av deras ‘främmande’ äggviteämnen på ytan för andra vita blodkroppar, så kallade T celler. När T cellerna har sett tumörcellens äggvitebitar kan de föröka sig och via blodet förflytta sig till andra... (More)
Popular Abstract in Swedish

De befintliga terapier som finns att tillgå mot hjärntumörer, t. ex strålning, kemoterapi och kirurgi, har varit utan framgång och få patienter lever längre än två år efter diagnostisering. Vi har försökt att etablera en ny terapi mot hjärntumör, som använder kroppens eget immunsystem för att lokalisera och avdöda tumörceller. Kroppens immunsystem innehåller olika celltyper med olika funktioner. Så kallade makrofager och dendritiska celler kan döda och äta upp tumörceller och visa upp små bitar av deras ‘främmande’ äggviteämnen på ytan för andra vita blodkroppar, så kallade T celler. När T cellerna har sett tumörcellens äggvitebitar kan de föröka sig och via blodet förflytta sig till andra vävnader. När de träffar på tumörcellerna nästa gång kan de känna igen dem p.g.a deras främmande äggviteämnen och döda de tumörceller de träffar på. I hjärnan produceras ämnen som inhiberar immunsystemet, därmed är det svårt att bibehålla ett immunsvar i hjärnan där tumören finns. Därför har vi beslutat att spruta tumörceller på andra ställen i kroppen där det inte finns en sådan stark immun inhibering som det finns i hjärnan. Att bara spruta tumörceller perifert i låret eller magen, som vi har gjort, är inte tillräckligt. För att få ett bättre immunsvar har vi förändrat de tumörceller vi behandlar med. I arbete I och II har vi använt oss av ett mutagent ämne för att ändra äggviteämnena på tumörcellerna, så att de blir mera främmande för kroppens immun system. I arbete III – V har vi istället använt oss av, för tumörcellerna, nya ämnen. Vi har förändrat tumörcellerna genetiskt så att de producerar det nya ämnet. Vi har använt oss av ett ämne som uttrycks på cellens yta(B7) och som hjälper till att aktivera T celler. Vi har också använt två lösliga ämnen som kan aktivera de rätta typerna av T celler (Interleukin-7 (IL-7) och interferon-gamma (IFN-g)). IFN-g har givit bäst terapi resultat (se arbete III) och vi har därför fortsätt att använda IFN-g i de senare arbetena.



Arbete I



Eftersom det är mycket ovanligt med spontana hjärntumörer hos råtta, så måste man inducera tumören på konstgjord väg. Det är också viktigt att tumören som man inducerar, liknar den "naturliga" så mycket som möjligt d.v.s en tumör som inte själv kan starta ett immunsvar. Detta åstadkom vi genom att injicera en gravid råtthona med ett mutagent ämne. Behandlingen resulterade i att avkomlingarna fick tumör. Från tumörbärande råttor isolerade vi tumörceller som bara inducerade ett svagt immunsvar och som gick att odla bra (N32). För att göra N32 cellerna mera kroppsfrämmande behandlade vi cellerna med ett annat mutagent ämne. Muterade N32 kunde därför inte längre växa i djur (kallas därför N32tum-) p.g.a att immunsystemet nu kunde reagera mot tumörcellerna. När vi behandlade med N32tum- perifert före injicering av hjärntumören, kunde vi få avstötning av hjärntumören i 20% av djuren. Behandlade vi med N32tum- perifert efter injicering av hjärntumören, kunde vi bara få avstötning av tumören om vi behandlade N32tum-cellerna med IFN-g innan de sprutades in i djuren.



Arbete II



Vi studerade vad som hände i den lymfkörtel som låg närmast vaccinationsstället. Mördar T celler, en subgrupp av T celler som bär ytmolekylen CD8 på sig, ökade mest och snabbast i antal. T cellerna från lymfkörteln visade en ökad IFN-g -, och tumör nekros faktor (TNF-a) produktion, samt en minskad interleukin 10 (IL-10) produktion, när de förändrade N32tum- cellerna användes för vaccination.



Arbete III och V



N32, genetiskt förändrade med B7, IL-7 eller IFN-g användes för perifer vaccination efter det att hjärntumören injicerats. Alla genetiskt förändrade N32 gav bot i ett antal djur, men N32-IFN-g var bäst, med 37% bot i hanråttor. I arbete V använde vi oss av en annan hjärntumör, N29, för att bekräfta om IFN-g gav lika bra resultat där. I N29 fallet fick vi bot hos 72% av djuren, förmodligen därför att N29 växer långsammare och därför kan man behandla under en längre tid.



Arbete IV och V



Vi har gjort en sammanställning av de invaderande immuncellerna, samt tittat på de blodkärl som bildas i tumören. Tillväxt av nya blodkärl är viktigt för tumörens tillväxt. 16 dagar efter injicering av hjärntumören kunde vi hitta de första "vanliga" kärlen i tumören. Dag 24 hade tumören en fullständig blodförsörjning. De tumör invaderande immuncellerna ökade mer i de djur som vaccinerades med N32-IFN-g jämfört med kontroll vaccinationer. Invadering av mördar T celler (CD8+), hjälpar T celler (CD4+) och naturliga mördar celler (NK) var signifikant mer i tumörer hos N32-IFN-g behandlade djur. Uttrycket av LFA-1, en adhesion molekyl, på ytan av CD8+ T celler hade ökat hos N32-IFN-g behandlade djur. Uttryck av IL-2 receptorn (IL-2R) var lika mellan olika behandlingar, med ett lågt IL-2R uttryck på både CD4+ och CD8+ T celler, men det fanns även en population CD4+ T celler med ett högt IL-2R uttryck.



Slutledning



Sammanfattningsvis har vi etablerat en hjärntumör model hos råtta, där vi kan testa och utforska olika terapi metoder. Vi får ökad bot då vi vaccinerar perifert med tumörceller som vi förändrat så att de producerar IFN-g. Vi har studerat tumörsystemet på olika sätt, bl. a genom sammanställning av de olika celltyper som invaderar hjärntumören. Genom att öka vår kunskap om tumörens effekter på immunsystemet samt immunsystemets effekter på tumören, hoppas vi kunna finjustera behandlingsmetodiken och åstadkomma en ännu bättre behandlings effekt. (Less)
Abstract
Immunotherapy is a new promising approach in cancer treatment. In the future, it will hopefully offer an alternative to existing brain tumors treatments, which are unable to cure. We have established an experimental, low immunogenic, brain tumor model in the rat. We have increased tumor cell immunogenicity with mutagen treatment or transfection of IFN-g. Mutagen treated glioma cells (tum-) could cross protect for subsequent challenge of wild type tumor cells. Immunization with tum- cells pre-incubated with IFN-g could also reject wild type tumor after tumor grafting. Lymphocyte populations in draining lymph nodes after tum- immunization showed the number of CD8+ T cells to increase fastest and strongest. IFN-g and TNF-a induction was... (More)
Immunotherapy is a new promising approach in cancer treatment. In the future, it will hopefully offer an alternative to existing brain tumors treatments, which are unable to cure. We have established an experimental, low immunogenic, brain tumor model in the rat. We have increased tumor cell immunogenicity with mutagen treatment or transfection of IFN-g. Mutagen treated glioma cells (tum-) could cross protect for subsequent challenge of wild type tumor cells. Immunization with tum- cells pre-incubated with IFN-g could also reject wild type tumor after tumor grafting. Lymphocyte populations in draining lymph nodes after tum- immunization showed the number of CD8+ T cells to increase fastest and strongest. IFN-g and TNF-a induction was stronger (in the CD8+ T cell compartment), while IL-10 was weaker (in the CD4+ T cell compartment) after tum- immunization as compared to control immunization.



Peripheral immunizations with IFN-g transfected glioma cells after tumor grafting, were able to induce total tumor rejection of 37 and 72% with the N32 and N29 glioma, respectively. B7 or IL-7 transfected tumor cells could also cure but were less effective. Analysis of tumor infiltrating leucocytes in N32-IFN-g immunized as compared to control animals, showed a significant higher infiltration density in CD8+ and CD4+ T cells, as well as NK cells. CD8+ T cells from tumors immunized with N32-IFN-g also had increased LFA-1 expression. CD25 expression was similar between immunization groups, with CD25low expression in both CD4+ and CD8+ T cells, as well as CD25high expression in a population of CD4+ T cells. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Prof Lampson, Lois A, Dept. of Neurosurgery, Harvard, Boston, USA
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
Neurology, transplantation, serologi, Immunologi, Immunotherapy, Rat brain tumor, Interferon-gamma, isograft rejection, tumor infiltrating lymphocytes, Immunization, Immunology, serology, neuropsychology, neurophysiology, Neurologi, neuropsykologi, neurofysiologi
pages
104 pages
publisher
Edward Visse BMC-ImmunbiologiTumör ImmunologiSölvegatan 21223 62 LundSweden,
defense location
GK salen, BMC-Immunbiologi, Sölvegatan 21, Lund
defense date
2000-03-31 10:15
external identifiers
  • Other:ISRN: LUMEDW/MECM--00/1043--SE
language
English
LU publication?
yes
id
c4730088-e6a7-48bb-969c-84a9054bd8ab (old id 40314)
date added to LUP
2007-07-31 10:24:00
date last changed
2016-09-19 08:45:15
@misc{c4730088-e6a7-48bb-969c-84a9054bd8ab,
  abstract     = {Immunotherapy is a new promising approach in cancer treatment. In the future, it will hopefully offer an alternative to existing brain tumors treatments, which are unable to cure. We have established an experimental, low immunogenic, brain tumor model in the rat. We have increased tumor cell immunogenicity with mutagen treatment or transfection of IFN-g. Mutagen treated glioma cells (tum-) could cross protect for subsequent challenge of wild type tumor cells. Immunization with tum- cells pre-incubated with IFN-g could also reject wild type tumor after tumor grafting. Lymphocyte populations in draining lymph nodes after tum- immunization showed the number of CD8+ T cells to increase fastest and strongest. IFN-g and TNF-a induction was stronger (in the CD8+ T cell compartment), while IL-10 was weaker (in the CD4+ T cell compartment) after tum- immunization as compared to control immunization.<br/><br>
<br/><br>
Peripheral immunizations with IFN-g transfected glioma cells after tumor grafting, were able to induce total tumor rejection of 37 and 72% with the N32 and N29 glioma, respectively. B7 or IL-7 transfected tumor cells could also cure but were less effective. Analysis of tumor infiltrating leucocytes in N32-IFN-g immunized as compared to control animals, showed a significant higher infiltration density in CD8+ and CD4+ T cells, as well as NK cells. CD8+ T cells from tumors immunized with N32-IFN-g also had increased LFA-1 expression. CD25 expression was similar between immunization groups, with CD25low expression in both CD4+ and CD8+ T cells, as well as CD25high expression in a population of CD4+ T cells.},
  author       = {Visse, Edward},
  keyword      = {Neurology,transplantation,serologi,Immunologi,Immunotherapy,Rat brain tumor,Interferon-gamma,isograft rejection,tumor infiltrating lymphocytes,Immunization,Immunology,serology,neuropsychology,neurophysiology,Neurologi,neuropsykologi,neurofysiologi},
  language     = {eng},
  pages        = {104},
  publisher    = {ARRAY(0x908d000)},
  title        = {Immuno Gene Therapy of Rat Brain Tumors with interferon-gamma transfected glioma cells},
  year         = {2000},
}