Nanopartikel-System zielt auf seneszente Leberimmunzellen ab, um Anti-Tumor-Immunität bei fortgeschrittenem Leberkrebs freizusetzen

Hepatozelluläres Karzinom (HCC) mit Pfortadertumorthrombus (PVTT) gilt als eine der therapieresistentesten Formen von Leberkrebs und ist durch rasche intrahepatische Ausbreitung, Immunsuppression und schlechtes Ansprechen auf bestehende Immuntherapien gekennzeichnet. Ein besseres Verständnis der einzigartigen immunsuppressiven Eigenschaften des PVTT-Tumormikromilieus (TME) ist entscheidend für die Verbesserung der Patientenversorgung.

Mithilfe von Einzelzell-RNA-Sequenzierung (scRNA-seq) an 20 klinischen Proben – bestehend aus nicht-tumorösem Lebergewebe, Primärtumorgewebe und PVTT-Gewebe – identifizierten die Forscher eine transkriptionell distinkte Subpopulation von Kupffer-Zellen (den gewebsständigen Makrophagen der Leber), die durch eine hohe Expression von CDKN1A (p21) – einem kanonischen Effektor-Gen der Seneszenz – gekennzeichnet ist. Diese Population, die als „Aged_Kupffer" bzw. seneszente Kupffer-Zellen (sKCs) bezeichnet wird, war mit dem Fortschreiten der Erkrankung vom Primärtumor zum PVTT zunehmend angereichert. Die Befunde wurden in einer unabhängigen Kohorte von sechs Patienten validiert und durch Immunfluoreszenz-Co-Färbung von CD68 und p21 in gepaarten humanen Gewebeproben bestätigt. Analysen der interzellulären Kommunikation zeigten, dass sKCs als zentrale Knotenpunkte fungieren, die mit malignen hepatischen Zellen und krebsassoziierten Fibroblasten interagieren, was darauf hindeutet, dass sie das TME aktiv zugunsten der Tumorprogression umgestalten.

Zur therapeutischen Ausschaltung von sKCs entwickelte das Team SKEV@AAV – ein biomimetisches Nanodelivery-System, das aus adeno-assoziierten Virusvektoren (AAV) besteht, die eine p21-spezifische shRNA kodieren und in Exosomen aus doxorubicin-induzierten seneszenten Kupffer-Zellen verkapselt sind. Dieses homologe Targeting-Design nutzt den natürlichen Tropismus sKC-abgeleiteter Exosomen, um gezielt zu sKCs im hepatischen TME zu navigieren. Im Vergleich zu einem Kontrollsystem mit Exosomen aus jungen Kupffer-Zellen (KEV@AAV) zeigte SKEV@AAV eine überlegene zelluläre Aufnahme durch seneszente Zellen sowie eine effizientere p21-Gensilenzierung. In vitro unterdrückte SKEV@AAV den seneszenzassoziierten sekretorischen Phänotyp (SASP), reduzierte die Sekretion pro-inflammatorischer und pro-tumorigener Zytokine und hemmte indirekt die Produktion der Matrixmetalloproteinasen MMP2 und MMP9 durch krebsassoziierte Fibroblasten – Enzyme, die die Tumorinvasion begünstigen.

In einem orthotopen PVTT-Mausmodell zeigte SKEV@AAV antitumorale Aktivität als Einzelwirkstoff und dämpfte die SASP-getriebene entzündliche Umgestaltung des TME. In einem murinen Milz-Lebermetastasen-Modell zur Evaluation einer Kombinations-Immuntherapie übertraf SKEV@AAV in Kombination mit Anti-PD-1 jeden der beiden Wirkstoffe signifikant als Monotherapie. Die Kombination reduzierte die Tumorlast, erhöhte die Infiltration zytotoxischer CD8+-T-Zellen, verringerte immunsuppressive regulatorische T-Zellen (Tregs) und förderte eine dauerhafte Differenzierung von Gedächtnis-T-Zellen – allesamt Kennzeichen einer reaktivierten antitumoralen Immunantwort.

Diese Ergebnisse etablieren p21-hohe sKCs als wesentliche Treiber der Immunevasion bei HCC-PVTT und führen die seneszenz-gezielte Makrophagen-Reprogrammierung als vielversprechenden leberdirigierten immuntherapeutischen Ansatz ein. Die SKEV@AAV-Plattform bietet eine translationsfähige Strategie, die bestehenden Checkpoint-Inhibitor-Regimen überlagert werden kann, um TME-vermittelte Resistenz zu überwinden.