2026-09-18T20:21:40Zhttps://helda.helsinki.fi/server/oai/request

oai:helda.helsinki.fi:10138/3500422026-04-16T10:59:24Zcom_10138_18060com_10138_17738col_10138_18068

Sieviläinen, Meri Helsingin yliopisto, lääketieteellinen tiedekunta University of Helsinki, Faculty of Medicine, Suu- ja leukasairauksien osasto Helsingfors universitet, medicinska fakulteten Søland, Tine Merete Salo, Tuula Al-Samadi, Ahmed 2022-10-21T05:28:57Z 2022-11-02 2022-10-21T05:28:57Z 2022-11-12 http://hdl.handle.net/10138/350042 URN:ISBN:978-951-51-8671-3 Head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) is a common and aggressive malignancy. It includes the tumors arising in the head and neck area with oral cancer representing one of the most common types. Intraorally, squamous cell carcinomas arising from the tongue (OTSCC) are the most frequent. The multimodality treatment regime includes surgery, radio and/or chemotherapy depending on the spread of the disease. Unfortunately, the five-year survival rates in the Nordic countries remain between 50-60% for oral cancer, with the incidence of OTSCC increasing without clear etiology. The newest addition to the treatment regime of recurrent and/or metastasized oral squamous cell carcinoma (OSCC) patients is immune checkpoint inhibitors (ICIs), namely anti-PD-1. These ICIs provide improved survival rates, and the expression of the immune checkpoints (ICs) are being investigated as potential prognostic factors. This dissertation aimed to investigate the role of ICs in the development of oral carcinogenesis. Our first project was to explore the expression of selected ICs, indoleamine 2,3-dioxygenase 1 (IDO1), and programmed death-ligand 1 (PD-L1) in oral dysplasia, a potentially malignant oral lesion. We retrospectively gathered 63 archival oral dysplasia samples from Oulu and Tampere University Hospitals from 2005 to 2016, with 9 samples extracted during wisdom tooth extractions to act as healthy controls. The samples were stained for anti-PD-L1 and anti-IDO1 and scored for the expression of both immune checkpoints, dysplastic grade, and immune cell infiltration. The expression of the ICs was modulated during the development of dysplastic changes associated with inflammatory cell infiltration. Eight patients were followed up to 36 months and biopsies were taken more than once. The expression of ICs fluctuated over time, suggesting that they are not useful as biomarkers for malignant transformation. Since the start of our first project, several articles have been published on the prognostic value of ICs in OSCC. Our second project aimed to systematically review the prognostic value of ICs in OSCC. By the end of 2017, 12 ICs had been studied for their prognostic value in OSCC. Seven of them (ALHD1, FKBP51, PD-L1, B7-H3, B7-H4, B7-H6, and IDO1) had been reported as adverse prognostic factors and five (CTLA-4, PD-1, PD-L2, TLT-2 and VISTA) did not have prognostic value. Only two molecules, PD-L1 and B7-H3, had sufficient data for conducting a meta-analysis. PD-L1 had controversial findings as a prognostic marker, with weak evidence suggesting high B7-H3 expression was an adverse prognostic factor for overall survival. Based on the systematic review results, we aimed to validate B7-H3 as an adverse prognostic factor in OTSCC. 323 OTSCC samples from Brazil, Finland, and Norway were retrospectively gathered and stained for B7-H3. High B7-H3 expression was not significantly associated with patient survival in the whole OTSCC cohort. The immune status/phenotype of the Brazilian and Finnish cases (n=191) was analyzed by the amount of tumor infiltrated lymphocytes (TILs), classifying the cases into ‘immune hot’ and ‘immune cold’. The immune status of the patient (n=191) was significantly associated with patient survival, with immune cold patients having an adverse outcome in univariate and multivariate survival. Our findings suggest that the immune status of the tumor should be considered when investigating the prognostic value of ICs and could be an individual prognostic factor aiding in identifying potential high-risk cases. Based on studies I and II, a research question arose regarding what would be the functional effect of the ICI on lymphocyte infiltration in the presence of cancer cells and what would happen to the cross-talk between lymphocytes and cancer cells. In a newly developed microfluidic chip model, we injected OTSCC cells (HSC-3) embedded in a 3D human tumor-derived matrix “myogel/fibrin” together with different lymphocyte populations (CD4+ T, NK and CD8+ T cells). The chips were incubated with different ICIs, anti-PD-1, nivolumab or the IDO1 inhibitor, epacadostat. Study IV revealed that each subpopulation of lymphocytes responded differently to ICI therapy with the release of specific cytokines. The IDO1 inhibitor significantly increased the migration of CD4+ T and NK cells towards the OTSCC cell line. This could potentially reverse the immune cell exclusion firing up cold tumors to hot. Anti-PD-1 significantly increased the release of IL-6, IL-8, and MIP-1α from CD4+ T, NK and CD8+ T cells, respectively. The elevation of IL-6 and IL-8 serum levels after ICI therapy in patients has been associated with nonresponding tumors. The blockage of these cytokines may be a promising direction for future studies. Pään ja kaulan alueen levyepiteeli karsinooma on kahdeksanneksi yleisin syöpä maailmassa sisältäen suun alueen levyepiteelisyövän. Uusista syöpähoidoista huolimatta viiden vuoden eloonjäämisennuste Pohjoismaissa on kuitenkin vain 50–60 % suusyöville uusien kielisyöpä tapausten lukumäärän kasvaessa ilman selkeää etiologista syytä. Uusin lisäys metastoituneiden tai uusiutuneiden suusyöpien hoitoon ovat immuunivasteen sääteljämolekyylien estäjät. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli tutkia immuunivasteen säätelijämolekyylejä syövän esiasteissa ja niiden kykyä ennustaa syövän kehitystä. Ensimmäisessä julkaisussa tutkittiin immuunivasteen säätelijä molekyylien, indoleamiini 2,3-dioksygenaasi 1 (IDO1) ja ohjattu solukuolema ligandi 1 (PD-L1) proteiini-ilmentymiä suusyöpä vaaraa mahdollisesti lisäävissä muutoksissa, dysplasioissa. 63 suunlimakalvojen dysplasia ja 9 kontrolli näytettä värjättiin IDO1 ja PD-L1 vasta-aineilla sekä pisteytettiin proteiini-ilmentymien, dysplastisen asteen ja immuuni solujen infiltroinnin mukaan. Immuunivasteen säätelijämolekyylien ilmentymät muovaantuivat dysplasia asteen edetessä ja korreloivat immunisolu infiltraatin kanssa. Kahdeksaa potilasta seurattiin useammalla biopsialla aina 36 kuukauteen asti. Immuunivasteen säätelijämolekyylien ilmentymät vaihtelivat tarkoittaen, etteivät ne todennäköisesti sovi ennustaviksi tekijöiksi syövän kehitykselle. Toisessa julkaisussa halusimme arvioida systemaattisesti immuunivasteen säätelijämolekyylien ennustavaa arvoa suusyövissä. Vuoden 2o17 loppuun mennessä, 12 immuunivasteen säätelijämolekyyliä oli tutkittu ennustavana tekijän suusyövässä. Seitsemän molekyyliä (ALHD1, FKBP51, PD-L1, B7-H3, B7-H4, B7-H6, ja IDO1) oli raportoitu suusyövän ennustetta huonontaviksi tekijöiksi, kun taas viidellä tutkitulla molekyylillä (CTLA-4, PD-1, PD-L2, TLT-2 ja VISTA) ei ollut ennustavaa arvoa. Ainoastaan PD-L1 ja B7-H3 molekyyleillä oli tarpeeksi julkaistua tietoa suorittaa meta-analyysi. PD-L1 oli ristiriitaisia tuloksia ennustavana tekijänä, kun taas korkea B7-H3 proteiini-ilmentymä näytti olevan ennustava tekijä huonontuneelle potilaan kokonaiseloonjäämisennusteelle. Varmentaaksemme meta-analyysin tulokset keräsimme arkistosta 323 kielisyöpä näytettä Brasiliasta, Suomesta ja Norjasta ja värjäsimme ne B7-H3 vasta-aineilla sekä pisteytimme. Korkea B7-H3 proteiini-ilmentymä ei korreloinut tilastollisesti merkittävästi potilaan ennusteen kanssa koko tutkitussa kielisyöpä populaatiossa. Tuumoreiden immuuniaktiivisuus pisteytettiin Brasilian ja Suomen tapauksista (n=191) analysoimalla tuumoria infiltroivien lymfosyyttien lukumäärän jakaen tapaukset immuuniaktiivisiin ja immuuniepäaktiivisiin ryhmiin. Immuuniaktiivisessa ryhmässä, B7-H3 korreloi tilastollisesti merkittävästi huonontuneeseen syöpä spesifiseen eloonjäämisennusteeseen suomalaisissa kielisyövissä (n=89) manuaalisella pisteytyksellä ja kokonaiseloonjäämisennusteelle brasilialaisissa kielisyövissä (n=27) digitaalisesti automatisoidulla pisteytyksellä. Aiempien julkaisujen pohjalta, meille heräsi tutkimuskysymys, että miten immuunivasteen säätelijämolekyylien estäjät vaikuttaisivat immuunisolujen pääsemiseen syöpäsolukudoksessa ja syöpäsolujen ja immuunisolujen väliseen kommunikaatioon. Viljelimme kielisyöpäsoluja istutettuina myogeeli/fibriini 3D matriisiin eri immuunisolu tyyppien (CD4+T, luonnolliset tappaja ja CD8+ T solut) kanssa mikrofluidiseen siruun. Siruihin lisättiin solujen jälkeen joko PD-1-vasta—ainetta tai IDO1-inhibiittoria. Jokainen testattu immuunisolutyyppi reagoi eri tavalla immuunivasteen säätelijämolekyylin estäjiin erittäen eri viestimolekyylien pitoisuuksia. IDO1-inhibiittori lisäsi merkittävästi CD4+ T ja luonnollisten tappaja solujen migraatiota kielisyöpäsoluja kohti. Tämä voisi potentiaalisesti tehdä immuuniepäaktiivisesta tuumorista aktiivisen. PD-1-vasta-aine nosti merkittävästi interleukiini 6 ja 8 eritystä. Interleukiini 6 ja 8 seerumikonsentraatin nousu immuunivasteen säätelijämolekyylien estäjä terapian jälkeen on havaittu korreloivan hoitoresistenssin kanssa. Näiden sytokiinien estämistä kombinaationa immuunivasteen säätelijämolekyylien estäjien kanssa tulisi tutkia tulevaisuudessa. unknown accessibility ei tietoa saavutettavuudesta okänd tillgänglighet application/pdf eng Helsingin yliopisto Helsingfors universitet University of Helsinki Dissertationes scholae doctoralis ad sanitatem investigandam Universitatis Helsinkiensis 978-951-51-8670-6 2342-317X Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited. Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden. suupatologia Suun terveystieteen tohtoriohjelma Doktorandprogrammet i oral hälsovetenskap Doctoral Programme in Oral Sciences 313 Dentistry 313 Hammaslääketieteet 313 Odontologi Immune checkpoints in oral carcinogenesis Immuunivasteen säätelijämolekyylit suusyövän kehityksessä Doctoral dissertation (article-based) Artikkeliväitöskirja Artikelavhandling Text doctoralThesis open.access