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Einleitung: Beim metastasierten Urothelkarzinom (mUC) hat sich die Einführung der Immuntherapie (IO) und Antikörper-Wirkstoff-Konjugate (ADC) als fester Bestandteil der Erstlinientherapie etabliert. Daher hat das zelluläre Immunprofil für das Verständnis der Wirksamkeit dieser Therapie zunehmend an Bedeutung gewonnen. In dieser Arbeit wurde das Tumormikromilieu von urothelialem Normal- (N), Tumor- (T) und metachronem Metastasengewebe (M) mittels RNA-Sequenzierung (RNA-Seq.) auf therapeutische Zielgene und auf Veränderung der zellulären Immunanteile hin untersucht.

Methode: Es wurde N, T- und M von 24 Patienten untersucht. Mittels RNA-Seq. wurden die drei Gewebearten paarweise mithilfe von DESeq2 verglichen. Gen-Set-Anreicherungsanalysen wurden für biologische Prozesse, Signalwege (Reactome) und immunbezogene Signaturen veranlasst. Weiterhin wurden die Daten für 24 Gene analysiert, die an der IO- und ADC-Therapie beteiligt sind. Die zellulären Immunanteile wurden durch einen Dekonvolutionsansatz (quanTIseq) geschätzt und mit einem gepaarten Wilcoxon-Rangsummentest verglichen.

Ergebnisse: Insgesamt waren 879 Gene signifikant hoch- und 1.866 Gene signifikant herunterreguliert bei M vs. N oder T vs. N. CD4, CD8A, MS4A1, CD163, CD68, CCR5, CXCL9, CXCL11, HLA-DRA, CIITA und CD274 waren signifikant höher exprimiert bei M vs. N, wohingegen ERBB2 und NECTIN-4 signifikant herunterreguliert waren. Eine signifikant höhere Expression wurde bei N vs. T für CD68, STAT1, CXCL9 und CXCL10 gefunden. CD274 (PD-L1) und Nectin-4 sind die bekannten Zielstrukturen der Therapeutika, wohingegen CD4 Teil der T-zellvermittelten Immunantwort ist und CD8A bzw. MS4A1 an der T-Zell- bzw. B-Zell-Entwicklung beteiligt sind. CD163 und CD68 werden von Makrophagen exprimiert und die Gene CCR5, CXCL9, CXCL10 und CXCL11 gehören zur Chemokin-vermittelten Immunantwort. HLA-DRA und CIITA kodieren für den Histonkompatibilitätskomplex, ERBB2 ist ein Wachstumsfaktorrezeptor und STAT1 ist in die Immunantwort gegen Viren, Pilze und Mykobakterien involviert. Der PD-1-Signalweg bei M und T im Vergleich zu N (FDR < 0,1) war signifikant angereichert. Die Immunzellverteilung zwischen den Gewebetypen von B-Zellen, M1 Makrophagen, CD4+ T-Zellen und T reg war signifikant höher bei M im Vergleich zu T. M2 Makrophagen, NK-Zellen und CD4+ T-Zellen waren geringer vertreten bei T verglichen mit N.

Schlussfolgerung: Die Genexpression und Signalwege wie der PD-1-Signalweg waren im T- und M höher exprimiert als im N. Eine Relevanz der IO beim mUC besteht bei erhöhtem Vorkommen von CD 4+ T-Zellen, T reg und M1 Makrophagen sowie immunvermittelten Genesignaturen in Metastasen.