Open Access

Mikael Ispirjan

• Das Glioblastom (WHO Grad IV) ist der häufigste und aggressivste hirneigene Tumor des erwachsenen Menschen. Trotz Standardtherapie, bestehend aus neurochirurgischer Resektion aller im MRT kontrastmittelaufnehmenden Tumoranteile, Radiotherapie und Chemotherapie mit Temozolomid, liegt das mittlere Überleben der Patienten bei nur knapp über einem Jahr. In früheren Arbeiten unserer Gruppe wurde die PSGL-1-Expression auf Tumor-assoziierten Makrophagen (TAM) mittels FACS und Immunhistochemie (IHC) untersucht. Die FACS- und IHC-Ergebnisse korrelierten nicht miteinander, da die Proben für beide Methoden aus unterschiedlichen Regionen im Tumor stammten. Die vorliegende Studie zielte darauf ab, die intratumorale Heterogenität sowie Phänotypen von TAM und Zytokinen beim GBM mit besonderem Fokus auf der PSGL-1-Expression zu untersuchen. Tumorproben von elf GBM-Patienten wurden zum Zeitpunkt der Erstdiagnose unter neuronavigatorischer Anleitung aus bis zu sechs verschiedenen definierten Regionen pro Tumor des kontrastverstärkten Tumorrandes gewonnen. Anschließend wurden die Proben sofort eingefroren. Insgesamt 12 Antigene wurden mittels Immunfluoreszenzfärbung (IF) als Komplett-Aufnahmen von Gewebeschnitten mikroskopiert und digital zusammengefügt. Die IF-Analyse erfolgte ausschließlich Algorithmus-basiert. Die Flüssigkeitsüberstände der 24-stündig inkubierten Tumorproben wurden durchflusszytometrisch gemessen. Die Gesamtexpressionsintensitäten sowie die Heterogenität der Expressionen zwischen verschiedenen Regionen eines Tumors wurde formelbasiert quantifiziert. Erwartungsgemäß zeigte sich GFAP als Tumorzellmarker mit dem höchsten Expressionsniveau über alle Patienten und Probenorte hinweg. Ein mittleres Expressionsniveau zeigte sich für CCR7, CD204, Arg1, iNOS, CD163 und CSF1R. MHC-II, CD206, CD16 und CD68 gehörten zu den niedrig exprimierten Antigenen. Interessanterweise zeigten diese niedrig exprimierten Antigene den höchsten Score bei der Bewertung der intratumoralen Heterogenität. Die geringste intratumorale Heterogenität wurde bei der GFAP-Expression gesehen (Score 5,5). Die vorliegende Studie zeigt eine ausgeprägte intratumorale Heterogenität der gemeinsamen Oberflächenexpressionsmarker von TAM sowie der Zytokine im GBM. Insbesondere niedrig exprimierte Antigene, wie PSGL-1, weisen eine hohe intratumorale Heterogenität auf. Dennoch haben die TAM einen überwiegend antiinflammatorischen Phänotyp. Dies zeigt, dass immunologische Studien mit einer Probe pro Tumor in ihrer Aussagekraft eher begrenzt sind.
• Glioblastoma (WHO Grade IV) is the most common and aggressive primary brain tumor in adults. Despite standard therapy, which includes neurosurgical resection of all MRI contrast-enhancing tumor components, radiotherapy, and chemotherapy with temozolomide, the median survival of patients is just over one year. Previous work in our research group examined PSGL-1 expression on tumor-associated macrophages (TAMs) using flow cytometry (FACS) and immunohistochemistry (IHC). FACS and IHC results did not correlate with each other because the samples for both methods were obtained from different regions within the tumor. The present study aimed to investigate intratumoral heterogeneity, TAM phenotypes, and cytokines in glioblastoma (GBM), with a specific focus on PSGL-1 expression. Tumor samples from eleven GBM patients were collected at the time of initial diagnosis, guided by neuronavigation, from up to six defined regions per tumor at the contrast-enhanced tumor margin. The samples were then immediately frozen. A total of 12 antigens were microscopically examined and digitally compiled using immunofluorescence staining (IF). The IF analysis was performed exclusively through algorithm-based methods. The supernatants of the tumor samples, incubated for 24 hours, were measured using flow cytometry. The overall expression intensities and the heterogeneity of expressions between different regions within a tumor were quantified using formula-based methods. As expected, GFAP emerged as the tumor cell marker with the highest expression level across all patients and sample locations. An intermediate expression level was observed for CCR7, CD204, Arg1, iNOS, CD163, and CSF1R. MHC-II, CD206, CD16, and CD68 were among the low-expressed antigens. Interestingly, these low-expressed antigens showed the highest score in assessing intratumoral heterogeneity. The lowest intratumoral heterogeneity was observed in GFAP expression (Score 5.5). This study demonstrates pronounced intratumoral heterogeneity in the common surface expression markers of TAMs and cytokines in GBM. Particularly, low-expressed antigens, such as PSGL-1, exhibit high intratumoral heterogeneity. Nevertheless, TAMs predominantly exhibit an anti-inflammatory phenotype. This underscores the limited interpretational value of immunological studies with a single sample per tumor.