Die Rolle von CCR2+ Makrophagen für die Angiogenese und Tumorvaskularisation in fibrotisch veränderten Lebern

Schrammen, Peter Leonard; Tacke, Frank; Weiskirchen, Ralf

doi:HT020256939

Die Rolle von CCR2+ Makrophagen für die Angiogenese und Tumorvaskularisation in fibrotisch veränderten Lebern = The role of CCR2+ macrophages for angiogenesis and tumorvascularization in fibrotic livers

Schrammen, Peter Leonard^RWTH*

2019

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Peter Leonard Schrammen

ImpressumAachen 2019

Umfang1 Online-Ressource (X, 77 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2019

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Tacke, Frank (Thesis advisor)^RWTH* ; Weiskirchen, Ralf (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2019-10-09

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2019-09914
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/771049/files/771049.pdf

Einrichtungen

Klinik und Lehrstuhl für Innere Medizin (mit dem Schwerpunkt Gastroenterologie und Stoffwechselkrankheiten) (531030-2)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Angiogenese (frei) ; CCL2-Inhibition (frei) ; Leberzirrhose (frei) ; Makrophagen (frei) ; Tumorimmunologie (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Die Rolle von CCR2+ Makrophagen für die Angiogenese und Tumorvaskularisation in fibrotisch veränderten Lebern Hintergrund und Ziele: Hepatozelluläre Karzinome (HCC) entstehen typischerweise in durch chronische Inflammation geschädigten Lebern. In der Pathogenese des HCC übernehmen Lebermakrophagen verschiedene Funktionen: zum einen schaffen sie eine tumorbegünstigende Mikroumgebung und unterdrücken antitumorale Immunantworten, zum anderen beeinflussen sie aktiv Mechanismen der körpereigenen Kontrolle von Tumorzellen. In unserer Studie evaluierten wir eine therapeutische Inhibition der Infiltration von Makrophagen in die entzündete Leber in einem Fibrose-assoziierten Hepatokarzinogenese-Modell. Methoden: Mäuse erhielten ein kombiniertes Fibrose-Krebs-Modell, in dem mittels einer einzelnen Injektion mit Diethylnitrosamin (DEN) im Alter von 14 Tagen multiples Tumorwachstum in der Leber induziert wurde. Repetitive Tetrachlorkohlenstoff-Injektionen (CCl4) über 16 Wochen etablierten chronische Entzündungsprozesse mit konsekutivem fibrotischem Umbau der Leber. Die Infiltration von Monozyten in die Leber wurde mittels subkutaner Injektion des CCL2-Aptamer-Antagonisten mNOX-E36 inhibiert. Die Tiere wurden nach 24 Wochen evaluiert.Ergebnisse: Das kombinierte DEN-CCl4-Modell induzierte nach 24 Wochen multiple Tumoren in fibrotischen Lebern. Tumortragende Lebern zeigten drei verschiedene Populationen Tumor-assoziierter Makrophagen (TAM), basierend auf der Expression von MHCII und Gr1 via FACS-Analyse. Die Inhibition des Chemokins CCL2 via mNOX-E36 reduzierte signifikant die Angiogenese, die mittels relativem hepatischen Blutvolumen in der μ-Computertomographie gemessen wurde. Auch eine Fibrosereduktion (via Histologie und Kollagen-Immunfluoreszenz) wurde nachgewiesen. Die makroskopische Analyse der Lebern zeigte einen Trend zur reduzierten Tumorlast (akkumulierter Tumordurchmesser und Tumorzahl) in mNOX-E36-behandelten Tieren. Schlussfolgerung: Die CCL2-abhängige Monozyteninfiltration fördert die Tumor-begünstigende Mikroumgebung in chronisch geschädigten Lebern, einschließlich Entzündung, Fibrose und Angiogenese. Die Inhibition der Infiltration von Monozyten durch die pharmakologische Hemmung von CCL2 kann ein vielversprechendes Konzept zur Chemoprävention des HCC darstellen.

The Role of CCR2+ Macrophages for Angiogenesis and Tumorvascularization in fibrotic LiversBackground & aims: Hepatocellular carcinoma (HCC) typically arises as a consequence of long-standing inflammation in chronic liver diseases. Liver macrophages have dual functions in HCC pathogenesis: they establish an inflammatory pro-tumorigenic environment and suppress anti-tumoral responses; however, they also actively contribute to mechanisms of tumor surveillance. We evaluated the therapeutic inhibition of macrophage recruitment during fibrosis-associated hepatocarcinogenesis. Methods: Mice were subjected to a combined fibrosis-cancer model, in which a single diethylnitrosamine (DEN) injection (14 days after birth) induced multiple tumors and repetitive carbon tetrachloride (CCl4) injections for 16 weeks (weeks 8-24) established chronic inflammation and fibrosis in the liver. Monocyte recruitment was inhibited by thrice weekly s.c. injections of the chemokine CCL2 aptamer antagonist mNOX-E36. Mice were evaluated after 24 weeks. Results: The combined DEN-CCl4 model induced multiple tumors in fibrotic livers at 24 weeks. Tumor-bearing livers showed three major populations of tumor-associated macrophages (TAM), based on MHC-II and Gr-1 expression by FACS analysis. Inhibition of the chemokine CCL2 by mNOX-E36 significantly reduced the inflammatory (M1-type) TAM population, while myeloid derived suppressor cells remained unaltered. CCL2 inhibition was associated with significantly reduced angiogenesis, as assessed by relative hepatic blood volume on functional assessment by μCT, as well as fibrosis reduction (by histology and collagen immunofluorescence). Macroscopic analysis showed a trend towards reduced tumor burden (accumulated diameter and tumor numbers) in mNOX-E36-treated mice. Conclusions: CCL2-dependent monocyte recruitment contributes to a tumor-promoting microenvironment in chronic liver injury including inflammation, fibrosis and angiogenesis. Therefore, inhibiting inflammatory monocyte infiltration by targeting CCL2 could represent a promising concept for chemoprevention of HCC.

OpenAccess:
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