Characterization of Viscum album L. Effect on Immune Escape Proteins PD-L1, PD-L2, and MHC-I in the Prostate, Colon, Lung, and Breast Cancer Cells

Abstract

Background: Viscum album L. (VA) preparations possess immunomodulatory properties and are used in complementary medicine to support cancer therapy. It is unclear if there is an impact of VA on the expression of immune checkpoint proteins on the surface of cancer cells. This study was designed to investigate the role of commercially available VA preparations on checkpoint programmed death ligand 1, 2 (PD-L1, PD-L2) and on major histocompatibility complex class I (MHC-I).

Methods: Four human cancer cell lines (prostate, colon, lung, and breast) were assayed for their PD-L1, PD-L2, and MHC-I level after stimulation with interferon-gamma (IFN-γ). The toxicity of mistletoe preparations for the cells was analysed. Afterwards, the effect of mistletoe preparations on the PD ligands and MHC-I was investigated.

Results: Surface protein analysis demonstrated that all tested tumour cell lines increased the PD-L1, PD-L2, and MHC-I-expression, but to different extents, after IFN-γ stimulation. Treatment with VA extracts did not influence the viability of the cells. The expression of PD ligands and MHC-I was not affected by incubation with the VA preparations.

Conclusion: Our investigation concludes that VA treatment does not interfere with the expression of PD ligands or MHC-I among selected cancer cells.

<title>Hintergrund</title><italic>Viscum album</italic> L. (VA)-Präparate besitzen immunmodulatorische Eigenschaften und werden in der Komplementärmedizin zur Unterstützung in der Krebstherapie eingesetzt. Es ist jedoch unklar, ob VA einen Einfluss auf die Expression von Immuncheckpoint-Proteinen auf Krebszellen hat. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Einfluss von handelsüblichen VA-Präparaten auf die Checkpoint-Proteine <italic>programmed death ligand 1, 2</italic> (PD-L1, PD-L2) und <italic>major histocompatibility complex class I</italic> (MHC-I) untersucht.<title>Methoden</title>Vier humane Krebszelllinien der Prostata, des Dickdarms, der Lunge und Brust wurden nach Stimulation mit Interferon-gamma (IFN-γ) auf ihre PD-L1, PD-L2 und MHC-I Konzentration untersucht. Zunächst wurde die Toxizität von Mistelpräparaten auf die Tumorzellen analysiert. Anschließend erfolgte eine Charakterisierung der Wirkung von Mistelpräparaten auf die PD-Liganden und MHC-I.<title>Ergebnisse</title>Die Oberflächenproteinanalysen zeigten, dass alle getesteten Tumorzelllinien nach einer IFN-γ-Stimulation die PD-L1, PD-L2 und MHC-I Expression in unterschiedlichem Ausmaß erhöhten. Die Behandlung mit verschiedenen VA-Extrakten hatte keinen Einfluss auf die Viabilität der Zellen, sowie auf die Expression der PD-Liganden und MHC-I.<title>Schlussfolgerung</title>Unsere Untersuchung kommt zu dem Schluss, dass eine VA-Behandlung die Expression von PD-Liganden oder MHC-I in den untersuchten Krebszellen nicht beeinflusst.

Keywords: Cancer; Interaction; MHC-I; PD ligands; Viscum album.