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Das "Paper of the Month" 03/2023 geht an: Emily Hoffmann und Mirjam Gerwing aus der Klinik für Radiologie

v.l.n.r.: Prof. Walter Heindel, Enrica Wilken, Dr. Stephan Niland, Prof. Cornelius Faber (Letztautorenschaft), Emily Hoffmann (geteilte Erstautorenschaft), Dr. Bastian Maus, Dr. Mirjam Gerwing (geteilte Erstautorenschaft) (Foto: Lauritz Klünder)

Für den Monat März 2023 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der WWU Münster an:


Emily Hoffmann, Dr. Mirjam Gerwing und Prof. Cornelius Faber aus der Klinik für Radiologie für die Publikation:


Profiling specific cell populations within the inflammatory tumor microenvironment using oscillating-gradient diffusion-weighted MRI

Hoffmann, E.; Gerwing, M; (…); Faber, C.
Mar 2023 | JOURNAL FOR IMMUNOTHERAPY OF CANCER 11 (3)

Begründung der Auswahl:

Diese wissenschaftlich wegweisende Arbeit ist ein Musterbeispiel für interdisziplinäre Forschung mit klarem translationalen Potenzial.
In dieser Studie wurde eine Tracer-freie und nicht-invasive MRT-Methode zur Charakterisierung des inflammatorischen Tumormikromilieus entwickelt. Die Methodik wurde zunächst an 3D-Sphäroid-Modellen in vitro etabliert. Anschließend konnten anhand einer zellgrößenbasierten Unterscheidung von Tumorzellen, T-Zellen und Makrophagen die frühen intratumoralen Veränderungen während der Tumorprogression sowie nach Immuncheckpoint-Inhibition in murinen Mammakarzinom-Modellen in vivo erfasst werden.
Bei der Studie handelt es sich um eine von Medizinerkolleg (MedK) geförderte Promotion.
 

Zu Hintergrund, Fragestellung und Bedeutung der Publikation:

Die Interaktion zwischen intratumoralen T-Zellen und tumorassoziierten Makrophagen ist ein zentraler Mediator von Tumorprogression, Metastasierung und Therapieansprechen. Derzeit eingesetzte Verfahren zur Bildgebung des intratumoralen Immunzellinfiltrats belaufen sich auf eine invasive Gewebebiopsie mit anschließender histopathologischer Untersuchung des Tumorgewebes oder kontrastmittelgestützte Zellmarkierungsverfahren. 

In dieser Studie wurde ein nicht-invasiver Bildgebungsansatz zur Charakterisierung des intratumoralen Immunzellinfiltrats etabliert. Die Anwendung von diffusionsgewichteter Magnetresonanztomographie mit oszillierenden Diffusionsgradienten konnte eine zellgrößenbasierte Unterscheidung zwischen Tumorzellen, T-Zellen und Makrophagen vornehmen. Evaluiert an murinen Mammakarzinom-Modellen mit unterschiedlichen Malignitätsgraden, konnten hierbei die Veränderungen des Tumormikromilieus während der Tumorprogression sowie nach Makrophagen-Depletion erfasst werden. Zudem konnte die MRT-Sequenz ein Ansprechen auf klinisch etablierte Immuncheckpoint-Inhibition bereits drei Tage nach Therapiebeginn und somit schon vor Eintreten einer Abnahme des Tumorvolumens detektieren.

Die vorgestellte diffusionsgewichtete MRT-Sequenz liefert ein wertvolles Werkzeug zur Charakterisierung des inflammatorischen Tumormikromilieus sowie zur repetitiven Analyse des Ansprechens auf Immuntherapien. Aufgrund der nicht-invasiven Eigenschaften bietet der Bildgebungsansatz essenzielle Voraussetzungen für eine klinische Translation.
 

Background and fundamental question of the publication:

The interaction between intratumoral T-cells and tumor-associated macrophages has a crucial impact on tumor progression, metastatic spread and response to targeted therapies. Current imaging approaches to monitor the intratumoral immune cell infiltrate include invasive tissue biopsies with subsequent histological analyses of the tumor tissue or cell labeling techniques, relying on previous tracer injection.

This study introduced a non-invasive imaging approach to characterize the intratumoral immune cell infiltrate. Oscillating-gradient diffusion-weighted magnetic resonance imaging enabled a cell size-based discrimination between cancer cells, T-cells and macrophages. Investigated in murine breast cancer models with divergent degrees of malignancy, this imaging approach allowed for detection of changes in the tumor microenvironment during tumor progression as well as after depletion of macrophages. Furthermore, the MRI technique was capable of assessing response to clinically established immune checkpoint blockade already three days after therapy initiation, even when established tumor volumetry failed to indicate treatment response.

The presented diffusion-weighted MRI technique is as a valuable tool for tumor characterization and repeated response assessment to immunotherapies. Its non-invasive characteristics provide the preconditions for clinical translation, which may offer substantial improvements in prediction of patients' prognosis and therapy outcome.
 

Die bisherigen ausgezeichneten „Papers of the Month“ finden Sie HIER.

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