Změny TCR repertoáru u pacientů s metastazujícím karcinomem ledviny a maligním melanomem léčených nivolumabem

Bc. Jan SKÁCEL

Master's thesis

Changes of TCR repertoire in patients with metastatic renal cell carcinoma and malignant melanoma treated with nivolumab

Abstract:

Předmětem předkládané diplomové práce bylo studium změn TCR repertoáru u pacientů s metastazujicím karcinomem ledviny a maligním melanomem léčených anti-PD1 protilátkou nivolumabem. Nivolumab selektivně blokuje interakci mezi PD-1 receptorem a jeho ligandem PD-L1 a umožňuje restartovat imunitní reakci proti nádorovýcm buňkám. Cílem práce bylo stanovení zastoupení jednotlivých V rodin TCR repertoáru u pacientů a porovnání s kontrolními vzorky zdravých dárců. Pro experimentální část práce byla využita metoda průtokové cytometrie s přímo značenými protilátkami anti-CD3 Pacific Blue, anti-CD4 APC/Cy7, anti-CD8 APC a anti-TCR (FITC a PE). Výsledná data byla podrobena statistické analýze za využití neparametrického Wilcoxonova testu a analýzy hlavních komponent s grafickým znázorněním. Výsledky ukázaly, že u pacientů je složení V rodin značně odlišné než u kontrolní skupiny. Byly zaznamenány vyznámné změny v následujících TCR rodinách (p<0.001): snížení CD4+ V 17, CD8+ V5.1, V5.3, V 7.1 a V 22, zvýšení CD4+ V 16 a V20. Výsledky také ukázaly odlišné chování určitých V rodin (CD4+ V 7.1, V4, V5.1 a V22) u pacientů s karcinomem ledviny oproti pacientům s melanomem. V případě rodiny CD4+ V21.3 byl pozorován významný nárůst u pacientů s karcinomem ledviny, zatímco u pacientů s melanomem byl pozorován významný úbytek stejné V rodiny. Na základě těchto výsledků jsme došli k následujícím závěrům: 1) Byly zaznamenány změny TCR repertoáru u pacientů s karcinomem ledviny a maligním melanomem lečených nivolumabem. 2) Nivolumab indukuje proliferaci specifických klonotypů V rodin. 3) Nárůst klonotypů V rodin pravděpodobně souvisí s terapeutickou odpovědí na léčbu.

Abstract:

The object of this thesis was to study the changes of TCR repertoire in patients with metastatic renal cell carcinoma and malignant melanoma treated with anti-PD1 antibody nivolumab. Nivolumab selectively blocks the interaction between the PD-1 receptor and its ligand PD-L1 and enables to restart the immune response against cancer cells. The aim of the study was to determine the proportion of individual V families of TCR repertoire in patients and to compare them with healthy donor controls. For the experimental part flow cytometry was used, with directly labeled antibodies anti-CD3 Pacific Blue, anti-CD4 APC / Cy7, anti-CD8 APC and anti-TCR (FITC and PE). The resulting data were subjected to statistical analysis using a non-parametric Wilcoxon test and principal component analysis with resulting plot. The results showed that the composition of V families is significantly different in patients than in the control group. Significant changes in following TCR families (p<0.001) were confirmed: decrease of CD4+ V 17, CD8+ V5.1, V5.3, V 7.1 and V 22, increase of CD4+ V 16 and V20. The results also showed different behavior of certain V families (CD4+ V 7.1, V4, V5.1 a V22) for renal cell carcinoma patients versus melanoma patients. In the case of the CD4+ V21.3 family, a significant increase was observed in patients with renal cell carcinoma, while a significant decrease in the same V family was observed in melanoma patients. Based on these results, we came to the following conclusions: 1) Changes in TCR repertoire were observed in patients with renal cell carcinoma and melanoma treated with nivolumab. 2) Nivolumab induces proliferation of specific V family clonotypes. 3) The increase in clonotypes of V families is probably related to the therapeutic response to treatment.

Keywords

TCR repertoár, T lymfocyty, PD-1, anti-PD-1, nivolumab, karcinom ledviny, maligní melanom

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 5. 2019

Thesis defence

• Supervisor: prof. MUDr. Martin Klabusay, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Experimental Biology