Universität zu Köln

Miehe, Lucia Zoe ORCID: 0009-0003-9334-4047 (2026). Einfluss des Tetraspanins CD63 auf die Gewebsmikroumgebung von Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinomen. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle des Transmembranproteins Tetraspanin CD63 im Kontext von Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinomen (HNSCC) untersucht. HNSCC sind eine Tumorentität mit weiterhin ungünstiger Prognose und hoher molekularer Heterogenität. Der Schwerpunkt lag auf der Charakterisierung der Expressionsmuster dieses Tetraspanins in Tumor- und Stromazellen, der Analyse seiner funktionellen Rolle im Kontext zellulärer Differenzierungsprozesse sowie seiner immunregulatorischen Effekte innerhalb der Gewebsmikroumgebung, insbesondere in der Interaktion mit Makrophagen. Ziel war es, potenzielle Beiträge von CD63 zur Tumorprogression zu identifizieren. Mittels durchflusszytometrischer Analysen wurde gezeigt, dass das Tetraspanin CD63 in Tumor- und Stromazellen nicht signifikant stärker exprimiert war als in Normalgewebe, allerdings bei einer begrenzten Verfügbarkeit von humanem Primärgewebe. Funktionelle in-vitro-Experimente zeigten, dass eine gezielte Induktion von CD63 in der HNSCC-Zelllinie SCC-154 zu einer signifikanten Reduktion keratinisierungsassoziierter Proteine führte. Dieser Prozess wird in der Literatur mit einem dedifferenzierten, aggressiveren Tumorphänotyp assoziiert. Diese Beobachtung weist auf eine mögliche Rolle von CD63 in der Modulation epithelialer Differenzierungsvorgänge hin, unabhängig von proliferativen Effekten. Darüber hinaus wurde eine potenziell immunmodulatorische Funktion von CD63 identifiziert: Die Antikörper-vermittelte Blockade von CD63 in Makrophagen hemmte die klassische M1-Polarisierung, charakterisiert durch reduzierte Expression proinflammatorischer Gene wie NFKB1 und IL1B. Zudem beeinflusste sie die Expression antiinflammatorischer M2-Marker. Diese Ergebnisse legen nahe, dass CD63 nicht nur strukturelle oder transportvermittelnde Aufgaben erfüllt, sondern aktiv in die funktionelle Programmierung von Immunzellen eingebunden sein könnte. Anhand publizierter Kaplan-Meier-Analysen wurde gezeigt, dass eine hohe mRNA-Expression von CD63 jeweils mit einer verkürzten Überlebensdauer bei HNSCC-Patienten assoziiert war. Die Daten deuten darauf hin, dass CD63 zur Tumorprogression beiträgt, indem es sowohl die Differenzierung von Tumorzellen moduliert als auch immunregulatorisch in die Makrophagenpolarisation eingreift. Zusammenfassend konnten durch diese Arbeit zwei Mechanismen identifiziert werden, über die das Transmembranprotein CD63 in HNSCC den Tumorprogress fördern könnte: (1) Die CD63-Induktion reduziert die Keratinisierung, was mit einer aggressiveren Tumorphänotyp assoziiert ist, und (2) CD63 beeinflusst die Polarisierung von Makrophagen und hemmt die Ausbildung eines M1-Phänotyps. Zukünftige Forschungsansätze sollten den gezielten Knockdown bzw. die Überexpression von CD63 in präklinischen Modellen nutzen, um direkte Auswirkungen auf Tumorwachstum, Invasivität sowie die Infiltration von Immunzellen systematisch zu untersuchen. Darüber hinaus erscheint die Kombination einer CD63-Blockade mit Immuncheckpoint-Inhibitoren ein vielversprechender Ansatz, um mögliche synergistische Effekte im Rahmen immunonkologischer Therapien zu evaluieren.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language The Influence of the Tetraspanin CD63 on the Tissue Microenvironment of Head and Neck Squamous Cell Carcinoma English
Translated abstract:	Abstract Language In the present study, the role of the transmembrane protein tetraspanin CD63 was investigated in the context of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC). HNSCC represents a tumor entity that continues to be associated with an unfavorable prognosis and pronounced molecular heterogeneity. The focus was on characterizing the expression patterns of this tetraspanin in tumor and stromal cells. In addition, its functional role in cellular differentiation processes was analyzed. Furthermore, its immunoregulatory effects within the tissue microenvironment were evaluated, with particular emphasis on its interaction with macrophages. The overall aim was to identify potential contributions of CD63 to tumor progression. Flow cytometric analyses demonstrated that the tetraspanin CD63 was not significantly higher expressed in tumor and stromal cells than in normal tissue, although the availability of human primary tissue was limited. Functional in vitro experiments showed that targeted induction of CD63 in the HNSCC cell line SCC-154 resulted in a significant reduction of keratinization-associated proteins. In the literature, this process has been associated with a dedifferentiated and more aggressive tumor phenotype. This observation indicates a potential role of CD63 in the modulation of epithelial differentiation processes, independently of proliferative effects. Furthermore, a potentially immunomodulatory function of CD63 was identified: antibody-mediated blockade of CD63 in macrophages inhibited classical M1 polarization, as characterized by reduced expression of proinflammatory genes such as NFKB1 and IL1B. In addition, it influenced the expression of anti-inflammatory M2 markers. These findings suggest that CD63 does not merely fulfill structural or transport-related functions, but may also be actively involved in the functional programming of immune cells. Based on published Kaplan–Meier analyses, high CD63 mRNA expression was shown to be associated with shortened survival in patients with HNSCC. The data indicate that CD63 contributes to tumor progression by modulating both tumor cell differentiation and macrophage polarization through immunoregulatory mechanisms. In summary, this study identified two mechanisms by which the transmembrane protein CD63 may promote tumor progression in HNSCC: (1) induction of CD63 reduces keratinization, which is associated with a more aggressive tumor phenotype, and (2) CD63 influences macrophage polarization and inhibits the development of an M1 phenotype. Future research should employ targeted knockdown or overexpression of CD63 in preclinical models in order to systematically investigate its direct effects on tumor growth, invasiveness, and immune cell infiltration. Moreover, combining CD63 blockade with immune checkpoint inhibitors appears to represent a promising approach for evaluating potential synergistic effects in the context of immuno-oncological therapies. English
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Miehe, Lucia Zoe UNSPECIFIED https://orcid.org/0009-0003-9334-4047 UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-804424
Date:	2026
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Pathologie und Neuropathologie > Institut für Pathologie
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language CD63 English tetraspanin English head and neck squamous cell carcinoma English tumor microenvironment English macrophage polarization English epithelial differentiation English keratinization English
Date of oral exam:	25 March 2026
Referee:	Name Academic Title Hillmer, Axel Dr. rer nat. Klußmann, Jens Peter Dr. med.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/80442