gms | German Medical Science

Einleitung: Die Effektivität von Immuntherapien wird durch verschiedene Resistenzmechanismen im Tumormikromilieu eingeschränkt. Aktuell liegt die Ansprechrate bei nur 15–20%. Ein transkriptomisches Profil von Zellen, ihres Ursprungs und ihres Funktionszustands kann mittels Einzelzell-RNA-Sequenzierung ermittelt werden. Mit Hilfe dieser neuen Methode versuchen wir, Aufschluss über neue therapeutische Ansatzpunkte zu gewinnen.

Methoden: Tumor- und Blutproben von 17 unbehandelten HNO-Patienten wurden eingeschlossen. Die Zerkleinerung des Tumorgewebes erfolgte manuell und enzymatisch. Einzelzellsuspensionen wurden mittels FACS-Sorting in CD45-positive und -negative Populationen unterteilt. Unter Verwendung der 10x Genomics Plattform wurden 3’ Einzelzell-RNA-Bibliotheken erstellt und sequenziert. Die bioinformatische Analyse dieses hochdimensionalen Datensatzes wurde unter Verwendung von Python (scampy) durchgeführt und mittels UMAP clustering visualisiert.

Ergebnisse: Nach Normalisierung und Qualitätskontrollen blieben 103.006 einzelne Zellen (Gen-Median pro Zelle: 1105) für die weitere Analysen. Die Visualisierung mittels UMAP-Clustering stellte 22 Zellcluster dar. Bei den Immunzellen ließen sich NK-Zellen, T-Zellen, B-Zellen, Makrophagen, Monozyten sowie dendritische Zellen identifizieren. Cluster-Unterschiede bestanden in Bezug auf den HPV-Status und den Ursprung der Zellen (Blut vs. Tumor), aber nicht im Hinblick auf die Patienten. Darüber hinaus ließen sich therapeutisch relevante Zellsubtypen wie immunsuppressive regulatorische T-Zellen oder naive, aktivierte und dysfunktionale zytotoxische T-Zellen identifizieren.

Diskussion: Einzelzell-RNA-Sequenzierung ist eine neuartige Methode zur Untersuchung heterogener Zellpopulationen. Dies erlaubt eine Untersuchung des Tumormikromilieus, welche in solcher Breite und Tiefe bisher nicht möglich gewesen ist. Es lassen sich verschiedene, auch seltene, Zelltypen mit diversen Funktionszuständen identifizieren. Dies erlaubt auch die Verifikation möglicher neuer therapeutischer Ansätze.