The Tumor Immune Microenvironment as a Regulator of Oral Cancer Progression

Abstract

Oral squamous cell carcinoma (OSCC) is a growing global health concern, particularly among the younger population. The immune system plays an important role in tumor progression and a high density of tumor infiltrating T lymphocytes is linked to improved patient prognosis and therapy response. Tumor-associated high endothelial venules (TA-HEVs) facilitate lymphocyte entry into tumors via the lymphocyte-homing ligand PNAd, promoting an inflamed tumor microenvironment and a favorable prognosis in OSCC patients. This thesis explores the development and prognostic value of TA-HEVs in tongue OSCC (OTSCC) and how their interaction with the tumor microenvironment (TME) influences their phenotype. In combination with a low density of FoxP3+ Treg cells, a high TA-HEV score predicted superior five-year survival in OTSCC patients. FoxP3+ Tregs were identified as independent prognostic markers in OTSCC. In a carcinogen-induced mouse model, we observed that HEVs and lymphocyte presence correlated with the severity of epithelial lesions, while tertiary lymphoid structures did not form. A subset of TA-HEVs in mouse and human OTSCC lacked expression of the GlcNAc6ST-2 enzyme involved in PNAd synthesis. GlcNAc6ST-2 expression was unrelated to the surrounding cell density. OTSCC tumors with an inflammatory protein expression pattern favored TA-HEV presence and immune-deficient mice did not develop TA-HEVs. Cell culture conditions had minimal impact on HEV-related genes. Our findings highlight the role of TA-HEVs in OTSCC progression and suggest GlcNAc6ST-2 as a potential prognostic marker, with implications for targeted therapies. We propose that the OTSCC microenvironment may downregulate GlcNAc6ST-2 and PNAd in TA-HEVs, potentially hindering lymphocyte recruitment to the TME.

Kreft i munnhulen er et økende helseproblem, særlig blant yngre. Immunsystemet spiller en sentral rolle i bekjempelsen av kreft og det har blitt vist at en høy tetthet av immunceller i kreftsvulsten er gunstig for overlevelse og effekt av immunterapi i kreftpasienter. Immunceller fraktes via blodet til kreftsvulsten og når inn til kreftsvulsten ved å gå gjennom en type spesialiserte blodkar kalt høy-endotel venyler (HEVer). Målet med denne avhandlingen er å bidra med ny kunnskap om hvordan HEVer utvikles i munnhulekreft og hvordan de kommuniserer med omgivelsene i kreftsvulsten. Vi undersøker også om tilstedeværelsen av HEVer i munnhulekreftpasienter kan identifisere pasienter med lavere sannsynlighet for langvarig overlevelse. Vi fant at høy tetthet av HEVer, kombinert med lav tetthet av en type immundempende immunceller, identifiserte pasienter med overlegen overlevelse. Immundempende immunceller var en individuell markør for overlevelse. HEVer ble funnet i tungelesjoner hos mus eksponert for et kreftfremkallende stoff, og HEVenes lokalisasjon samstemte med immuninfiltratet og alvorlighetsgraden av lesjonene. Vi observerte ikke utvikling av tertiære lymfoide strukturer. Enkelte HEVer i kreftvev fra mus og pasienter manglet uttrykk av et enzym kalt GlcNAc6ST-2, som er viktig for transport av immunceller. Det var ingen forskjell i omgivelsene til HEVer med eller uten dette enzymet. Kreftsvulster med et inflammatorisk proteinuttrykk var gunstig for tilstedeværelsen av HEVer, og mus som manglet et funksjonelt immunsystem manglet også HEVer i kreftsvulsten. HEV-relaterte gener var lite påvirket i celler kultivert under ulike forhold. Våre funn fremhever en viktig rolle for HEVer i utviklingen av munnhulekreft og enzymet GlcNAc6ST-2 er en mulig prognostisk markør. Disse funnene kan ha betydning for fremtidig målrettet kreftbehandling. Vår teori er at omgivelsene i kreftsvulsten (i munnhulen) bidrar til å endre HEVenes egenskaper, noe som potensielt hindrer immuncellene i å trenge inn til kreftsvulsten.