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Exosomen: potenzielle Flüssigbiopsie bei Kopf-Hals-Karzinomen

Exosomes: potential liquid biopsy in head and neck cancer

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Zusammenfassung

Aufgrund der späten Diagnosestellung und des schlechten Therapieansprechens gehören fortgeschrittene Plattenepithelkarzinome des Kopf-Hals-Bereichs („head and neck squamous cell carcinoma“, HNSCC) zu den Tumorerkrankungen mit der höchsten Mortalität weltweit. Obwohl bereits viele Biomarker in den letzten Jahren untersucht wurden, hat bislang keiner den Weg in die klinische Routine gefunden. Deshalb ist es von essenzieller Relevanz, Flüssigbiopsien zu etablieren, die nichtinvasiv gewonnen werden können und nicht nur Informationen über die Tumoraktivität liefern, sondern auch frühzeitig Rückschlüsse auf das Therapieansprechen ermöglichen. Dies unterstreicht die biologische Relevanz von zirkulierenden Exosomen aus dem Blut von Kopf-Hals-Karzinom-Patienten. Die Isolation der Exosomen aus Zelllinienüberständen und humanem Plasma kann besonders gut durch die Größenausschlusschromatographie erfolgen. Dadurch können der Gehalt und das Expressionsmuster sowie der immunmodulierende Effekt auf Immunzellen evaluiert werden. Durch die weitere Separierung der Exosomen nach Art der Ursprungszelle können sowohl Tumorexosomen als auch Exosomen von Immunzellen genauer untersucht werden. Hierbei sind die Ätiologie der Erkrankung, z. B. Human-Papillomavirus(HPV)-Status, die Krankheitsaktivität (aktive vs. nicht ersichtliche Erkrankung) und das Therapieansprechen auf Immuntherapien durch die exosomale Proteinexpression und die supprimierenden Effekte der Exosomen auf unterschiedliche Immunzellen messbar. Somit könnten die hier vorgestellten Studien einen essenziellen Beitrag zur Etablierung von Exosomen als Flüssigbiopsien bei Kopf-Hals-Tumoren in der Diagnostik und dem Therapiemonitoring darstellen.

Abstract

Due to late diagnosis and poor treatment response, advanced head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) belongs to the tumor diseases with highest mortality worldwide. Although many biomarkers have been investigated over the past years, none have yet become established in clinical practice. There is thus an urgent need to introduce noninvasive liquid biopsies that not only give information about cancer activity but also enable early conclusions regarding treatment response. This underlines the biological importance of exosomes from the blood of HNSCC patients. Isolation of exosomes from cell line supernatants and human plasma can easily be performed by size-exclusion chromatography. Thus, protein content, expression patterns, and immunomodulatory effects on immune cells can be evaluated. Further separation of exosomes by cell of origin enables more detailed examination of tumor-derived exosomes (TEX) and exosomes from immune cells. The etiology of the disease, e.g., human papillomavirus (HPV) status, disease activity (active vs. no evident disease), and response to immunotherapies can be detected by exosomal protein expression and immunosuppressive effects of exosomes on different immune cell subtypes. In conclusion, the presented studies can make an essential contribution to the establishment of exosomes as liquid biopsies for head and neck cancer diagnosis and treatment monitoring.

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Correspondence to PD Dr. med. Marie-Nicole Theodoraki or Dr. med. Sonja Ludwig.

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M.-N. Theodoraki und S. Ludwig geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Für diesen Beitrag wurden von den Autoren keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

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Theodoraki, M., Ludwig, S. Exosomen: potenzielle Flüssigbiopsie bei Kopf-Hals-Karzinomen. HNO 68, 106–110 (2020). https://doi.org/10.1007/s00106-019-00806-y

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Schlüsselwörter

  • Immunmonitoring
  • Extrazelluläre Vesikel
  • Immuntherapie
  • Immunmodulation
  • Zytodiagnostik

Keywords

  • Immune modulation
  • Extracellular vesicles
  • Liquid biomarker
  • Therapy monitoring
  • Head and neck neoplasms