Prognostic Markers and Mechanisms of Chemotherapy Resistance in Diffuse Large B-cell Lymphoma

Abstract

Diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL) is an aggressive and heterogeneous disease. Identification of prognostic and predictive markers is important to design individualised and effective treatment strategies. This thesis describes different approaches to search for molecular prognostic markers and an attempt to overcome chemotherapy resistance in DLBCL.



In the first study it was investigated whether immunohistochemical expression of CD40, previously associated with a favourable prognosis in DLBCL, had any prognostic impact after the addition of rituximab to anthracycline-based chemotherapy. Results showed better prognosis in CD40-positive patients receiving this combined treatment. An inflammatory stromal process was observed in CD40-expressing tumours when using gene expression profiling, possibly contributing to a better prognosis in CD40-positive patients.



A study about the effect of inhibited protein prenylation on the response to CHOP therapy, using an in vitro cell-line-based model, showed that treatment with geranylgeranylation inhibitors in DLBCL cell lines had a chemo-sensitising effect. This indicates that inhibition of geranylgeranylation may prove a useful strategy for overcoming CHOP resistance in DLBCL.



A recombinant antibody microarray was used to search for prognostic protein profiles in plasma from DLBCL patients in an attempt to identify new candidate markers for the prognosis and treatment response in DLBCL and to provide a basis for future investigations and validation.



The results of this work indicated that the tumour microenvironment and host immune response contribute to the prognosis in DLBCL, and suggest a potential novel strategy to overcome chemotherapy resistance. Further molecular profiling is important for improved treatment of patients with DLBCL.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Lymfom är en grupp tumörsjukdomar som uppkommer från de vita blodkropparna i vårt immunförsvar. Diffust storcelligt B-cellslymfom (DLBCL) är en av de mest aggressiva varianterna av lymfom och uppkommer från den typen av vita blodkroppar som kallas B-celler. Varje år drabbas ca 500 personer i Sverige av DLBCL. Typiska symtom är hastigt tillväxande lymfkörtlar samt viktnedgång, feber och svettningar. Sjukdomsförloppet är ofta snabbt och utan behandling dör de flesta patienterna inom några månader. Idag behandlas dock majoriteten av dessa patienter intensivt med en kombination av cellhämmande läkemedel (cytostatika) och så kallad antikroppsbehandling som riktar sig specifikt mot tumörcellerna. Trots detta botas nästan bara hälften av patienterna. DLBCL är en väldigt heterogen sjukdom med stor variation i det kliniska förloppet. Även på cellnivå ses en stor variation och tumörceller från olika patienter uppvisar ofta klart skilda genetiska förändringar som på olika sätt ger överlevnadsfördelar åt tumörcellerna. Det anses viktigt att skräddarsy behandlingen för patienter med DLBCL så att den angriper de avgörande överlevnadssignalerna som är aktiverade i varje unik tumör.



Ökad kunskap om tumörbiologin i DLBCL är avgörande för att identifiera de mekanismer som orsakar tumörcellernas ohämmade tillväxt. Ambitionen är dels att kunna förutse vilka patienter som förväntas ha ett mer aggressivt sjukdomsförlopp och därav kan ha nytta av en mer intensiv behandling. Dessutom är förhoppningen att ökad kunskap också ska resultera i utveckling av nya och effektivare läkemedel som kan eliminera fler tumörceller och därmed bota fler patienter. Målsättningen med arbetena i denna avhandling har varit att söka efter prognostiska markörer, som kan indikera hur aggressivt sjukdomsförloppet förväntas bli, samt att försöka förstå vilken roll dessa prognostiska markörer har i tumörbiologin.



Det första arbetet handlar om CD40, en receptor som återfinns på ytan av flera olika celltyper, inklusive B-celler. Kvarvarande uttryck av CD40 på tumörcellernas yta har i tidigare studier visat sig vara förenligt med en bättre prognos och därmed längre överlevnad hos patienter med DLBCL. I dessa tidigare studier hade patienterna erhållit behandling med endast cytostatika eftersom antikroppsbehandling inte började användas förrän för ca 10 år sedan. Våra resultat visar att uttryck av CD40 på tumörcellerna är förenligt med en bättre prognos vid DLBCL även med dagens aktuella kombinationsbehandling, inkluderande både cytostatika och antikropp. För att försöka förstå varför patienter med CD40-uttryck på sina tumörceller klarar sig bättre har vi undersökt vilka gener som är påslagna och används mer i CD40-uttryckande tumörer, jämfört med de tumörer som förlorat sitt CD40-uttryck. Resultaten antyder att CD40-uttryckande tumörer har en bevarad förmåga att visa upp sig för vårt immunförsvar och avslöja sig själva som tumörceller. Detta möjliggör ett angrepp från vårt friska immunförsvar mot tumörcellerna i syfte att eliminera dem. Denna hypotes stöds av att CD40-uttryckande tumörer omges av en ökad inflammatorisk reaktion i sin närmiljö, vilket kan indikera att vårt friska immunförsvar här hjälper till att få bort tumörcellerna och därmed ökar chanserna att patienten ska botas från sin tumörsjukdom.



Vi beskriver även en relativt ny teknik som ger oss möjlighet att undersöka kombinationer av flera olika proteiner, så kallade proteinmönster, i blodprover som samlats in från patienter med DLBCL. De aktuella proteinerna är till stor del kopplade till aktivitet i kroppens immunförsvar och valdes ut för att vi skulle kunna undersöka om reaktioner i patienternas friska immunförsvar kan associeras till aggressiviteten i sjukdomsförloppet och till patienternas överlevnadstid. Våra resultat visar att olika proteinmönster i blodproverna kan användas för att urskilja patienter som förväntas svara sämre på given behandling och har en dålig prognos. Ytterligare studier behövs för att öka förståelsen kring immunförsvarets betydelse för sjukdomsförloppet vid DLBCL.



Utöver detta beskrivs en metod för att på laboratoriet behandla DLBCL-celler med olika substanser i syfte att hitta en behandlingsstrategi som kan eliminera de tumörceller som idag överlever och alltså är resistenta mot vår behandling. Resultaten visar på en ny potentiell behandlingsstrategi som hindrar korrekt produktion av vissa viktiga proteiner i tumörcellerna. Detta leder till att proteinerna inte kan utöva sina funktioner i tumörcellerna som därmed dör eller avstannar i sin tillväxt. Fortsatta studier är nödvändiga för ökad kunskap om de nya substanserna och för att utröna om de kan utvecklas till användbara läkemedel som har en hämmande effekt på tumörcellerna utan att patienterna får för mycket biverkningar.



Sammantaget talar våra resultat för att reaktioner i tumörcellernas nära omgivning och aktivitet i det friska immunförsvaret har betydelse för sjukdomsförloppet vid DLBCL. Detta överensstämmer med rapporter från flera andra studier och antyder att friska icke-tumörceller i vårt immunförsvar inte bara är passiva åskådare till tumörcellerna, utan utövar ett komplext samspel med dessa som antingen kan hämma eller underlätta fortsatt tumörtillväxt. Framtida forskning inom lymfomområdet bör därför belysa egenskaper hos både tumörcellerna och de friska cellerna i tumörens närmiljö, med intentionen att hitta relevanta angreppspunkter för effektiv behandling som kan bota fler patienter med DLBCL.

• author: Fjordén, Karin
• supervisor: Mats Jerkeman; Kristina Drott; Johan Linderoth; Christer Wingren; Carl Borrebaeck
• opponent: Davies, Andrew, Cancer Sciences Division, Somers Cancer Research Building, Southampton General Hospital, Southampton, UK
• organization: Tumor microenvironment; BioCARE: Biomarkers in Cancer Medicine improving Health Care, Education and Innovation
• publishing date: 2015
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Cancer and Oncology
• in: Lund University Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series
• volume: 2015:16
• pages: 113 pages
• defense location: Lecture Hall in the Radiotherapy building, floor 3, Department of Oncology, Skåne University Hospital, Lund
• defense date: 2015-03-13 09:00:00
• ISSN: 1652-8220
• ISBN: 978-91-7619-096-8
• language: English
• LU publication?: yes
• id: 94339e1c-fb85-49ea-a48c-b88514d62698 (old id 5051427)
• date added to LUP: 2016-04-01 13:46:38
• date last changed: 2019-11-04 10:25:41