Syöpäbiologian alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa Kuopion kampuksella. Tilaisuutta voi seurata myös verkossa.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Tutkimuksessani selvitettiin tärkeiden immuunipuolustuksen solujen sekä syöpäsolujen itsensä tuottamien immunosuppressiivisten eli immuunipuolustusta heikentävien tekijöiden merkitystä ihomelanoomassa. Edenneen ihomelanooman hoitoa ovat mullistaneet viime vuosina uudet immunologiset syöpähoidot, jotka aktivoivat elimistön oman puolustusjärjestelmän hyökkäämään syöpäkudosta vastaan. Kuitenkin noin puolella potilaista tauti etenee näistä hoidoista huolimatta. Yksi merkittävä tekijä melanooman etenemisessä on kasvaimen mikroympäristön muuttuminen immuunipuolustusta heikentäväksi. Tällöin syöpäkudokseen kertyy immuunisoluja, jotka tuottavat immunosuppressiivisia proteiineja, kuten indoleamiini-2,3-dioksygenaasi- eli IDO-entsyymiä, tai ohjelmoitu kuolema 1-ligandia (PD-L1), jotka heikentävät syöpäsoluja tuhoavien sytotoksisten T-lymfosyyttisolujen toimintaa. Esimerkkejä immunosuppressiivisista puolustusjärjestelmän soluista ovat regulatoriset T-solut (Treg) ja kasvaimeen liittyvät makrofagit (TAM). Osa tekijöistä voi olla sekä immuunipuolustusta vahvistavia että heikentäviä. Esimerkiksi grantsyymi B (GrB) on keskeinen molekyyli, jota sytotoksiset T-solut hyödyntävät tuhotessaan syöpäsoluja. GrB:tä voivat kuitenkin tuottaa myös immunosuppressiiviset solut. Jotta voidaan kehittää uusia hoitomuotoja sekä löytää melanooman kulkua ennustavia biomarkkereita, on tärkeää tutkia immunosuppressiivisen mikroympäristön koostumusta melanoomassa, sekä sen eri tekijöiden vaikutusta melanooman pahanlaatuisuuteen ja ennusteeseen.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Väitöstutkimuksessa havaittiin, että kasvaimeen liittyviä makrofageja, säätelijä-T-soluja, IDOa tuottavia melanoomasoluja ja IDO-positiivisia kasvaimen sidekudoskomponentin strooman immuunisoluja, CD8-positiivisia sytotoksisia T-soluja sekä GrB:tä tuottavia lymfosyyttejä oli selvästi enemmän pahanlaatuisissa melanoomissa ja melanooman imusolmuke-etäpesäkkeissä verrattuna hyvänlaatuisiin luomiin. Lisäksi huonoennusteisemmissa yli 4 mm syvissä melanoomissa CD8-positiivisten sytotoksisten T-solujen, GrB-positiivisten lymfosyyttien sekä PD-L1-positiivisten strooman immuunisolujen ja melanoomasolujen määrä oli selvästi suurempi kuin ohuissa, alle 1 mm paksuisissa melanoomissa. Syvissä melanoomissa oli myös selvästi enemmän kasvainpesäkkeisiin tunkeutuneita kasvaimeen liittyviä makrofageja kuin ohuissa melanoomissa. Sen sijaan kasvaimen strooman makrofagien määrät eivät eronneet syvissä ja ohuissa melanoomissa. Yllättäen immunosuppressiivisten CD163-positiivisten makrofagien vähäinen määrä stroomassa liittyi huonompaan ennusteeseen ja kasvaimen GrB-positiivisten ja CD8-positiivisten lymfosyyttien pieni suhde (<0.1) parempaan ennusteeseen. Havaitsimme myös, että IDO-positiivissa melanoomissa oli selvästi enemmän sytotoksisia T-lymfosyyttejä ja immunosuppressiivisia immuunisoluja verrattuna IDO-negatiivisiin kasvaimiin. Lisäksi PD-L1-positiivisten sekä IDO-positiivisten melanoomasolujen ja strooman immuunisolujen määrä oli selvästi suurempi kasvaimissa, joissa oli paljon sytotoksisia T-soluja, verrattuna melanoomiin, joissa sytotoksisia T-lymfosyyttejä oli vähemmän.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
Tulokset täydentävät aiempia tutkimushavaintoja immuunipuolustusta heikentävästä melanooman mikroympäristöstä ja antavat uutta tietoa GrB-positiivisten lymfosyyttien roolista melanoomassa. Tulokset viittaavat siihen, että GrB-positiivisten lymfosyyttien rooli melanoomassa saattaa olla pääosin immunosuppressiivinen. GrB-positiivisten lymfosyyttien roolia ei ole juurikaan aiemmin selvitetty melanoomassa. Kasvaimeen liittyvien makrofagien rooli melanoomassa vaikuttaa riippuvan niiden alatyypistä ja sijainnista kasvaimessa, mikä on hyvä huomioida jatkossa tutkittaessa makrofagien vaikutusta melanooman ennusteeseen. Lisäksi PD-L1:n ja IDOn rooli vaikuttaa olevan erityisen merkittävä melanooman etenemisen kannalta niissä kasvaimissa, joissa on paljon sytotoksisia T-soluja. Ylipäätään IDOn, PD-L1:n ja kasvainpesäkkeisiin tunkeutuneiden makrofagien rooli vaikuttaa merkittävältä melanooman etenemisessä ja immunosuppressiivisen mikroympäristön muodostumisessa. Nykyiset immunoterapiat kohdistuvatkin PD-L1:n signaalivaikutuksen estoon. IDOa on myös viime aikoina tutkittu lääkekehityksen kohteena melanoomassa. Tulokset ovat olleet kuitenkin odotettua huonompia. Syyksi on pohdittu muun muassa sitä, että tutkimuksiin ei ole valikoitu potilaita kasvaimen IDO-ekspression mukaan. Havaintomme, että IDO-positiivisissa melanoomissa myös muiden immunosuppressiivisten tekijöiden sekä sytotoksisten T-solujen määrä on selvästi suurempi kuin IDO-negatiivisissa kasvaimissa, puoltaisi jatkossa sitä, että IDO-estäjien tehoa selvittäviin tutkimuksiin valikoitaisiin potilaita, joiden kasvaimet ovat IDO-positiviisia.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot?
Tutkimusmateriaalina väitöstutkimuksessa käytettiin vuosina 1980–2010 Kuopion yliopistollisessa sairaalassa kerättyjä histologisia kasvainnäytteitä. Tutkimusaineisto koostui hyvänlaatuisista melanosyyttiluomista, dysplastisista luomista, melanooman esiasteista, ohuista alle 1 mm ja syvistä yli 4 mm melanoomista sekä melanooman imusolmuke-etäpesäkkeistä. Yhteensä näytteitä oli 255, ja potilastiedot oli käytettävissä 129 pahanlaatuisesta melanoomanäytteestä. Kasvainnäytteistä värjättiin immunohistokemiallisesti erikseen CD68- ja CD163-positiiviset makrofagit, FoxP3-positiiviset säätelijä-T-solut, IDOa tuottavat kasvain- ja strooman solut, GrB- ja CD8-positiiviset lymfosyytit, ja potilastiedot sisältävistä näytteistä myös PD-L1-positiiviset kasvain- ja strooman immuunisolut. Makrofagien, regulatoristen T-solujen, IDO-positiivisten strooman immuunisolujen, sekä GrB- ja CD8-positiivisten lymfosyyttien määrät määritettiin kvantitatiivisesti hot spot -menetelmällä, jossa positiivisten solujen määrät laskettiin mikroskoopilla otetuista tai skannatuista histologisista leikkeistä otetuista kuvista. IDO-positiiviset melanoomasolut sekä PD-L1-positiiviset melanooma- ja strooman immuunisolut määritettiin koko näytteestä semikvantitatiivisesti. Tilastollisia menetelmiä hyödyntämällä määritettiin näiden tekijöiden korrelaatiota melanooman pahanlaatuisuuteen, ennusteeseen ja kliinis-patologisiin parametreihin, ja tutkittiin myös näiden eri tekijöiden keskinäisiä korrelaatioita.
Lääketieteen lisensiaatti Satu Salmen väitöskirja The roles of cytotoxic T lymphocytes and immunosuppressive factors in cutaneous melanoma (Sytotoksisten T-lymfosyyttien ja immunosuppressiivisten tekijöiden rooli ihomelanoomassa) tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii dosentti Juha Väyrynen Oulun yliopistosta ja kustoksena dosentti Sanna Pasonen-Seppänen Itä-Suomen yliopistosta.
Lisätietoja:
LL Satu Salmi, satu.salmi(a)uef.fi
