Studie ontwikkelt een strategie voor het niet-invasieve volgen van tumor-geassocieerde macrofagen

Studie ontwikkelt een strategie voor het niet-invasieve volgen van tumor-geassocieerde macrofagen

Een studie van Ludwig Cancer Research heeft een strategie ontwikkeld om op niet-invasieve wijze immuuncellen, macrofagen genaamd, te volgen in hersen- en borsttumoren bij levende muizen. Kankers rekruteren en herprogrammeren deze tumor-geassocieerde macrofagen (TAM's) vaak om hun eigen groei te ondersteunen en resistentie tegen therapieën te genereren. Onder leiding van Johanna Joyce en Davide Croci van Ludwig Lausanne en hun collega aan het Universitair Ziekenhuis van Lausanne, Ruud B. van Heeswijk, verschijnt het onderzoek in de huidige uitgave van Science Translational Medicine en staat het op de omslag van het tijdschrift.

Het monitoren van macrofagen heeft het potentieel om de therapeutische behandeling van verschillende soorten kanker aanzienlijk te verbeteren. Hersenmaligniteiten, die tot de dodelijkste primaire kankers en metastasen behoren, zijn vooral afhankelijk van de aanwezigheid van macrofagen, en het richten op deze immuuncellen zou een sleutelstrategie kunnen zijn voor de behandeling ervan.”

Johanna Joyce, Ludwig Lausanne

Het Joyce-lab bestudeert al enkele jaren de cruciale rol die TAM's en andere immuuncellen spelen bij tumoren die hun oorsprong vinden in de hersenen of daar uitzaaien van elders, zoals de borst, de longen of de huid. Zij en haar collega's hebben bijvoorbeeld laten zien hoe medicijnen die de werking van een factor blokkeren die essentieel is voor de groei van macrofagen, TAM's kunnen herprogrammeren van een kankerondersteunende toestand naar een kankerdodende toestand. Ze ontdekten hoe de macrofagen die in de hersenen aanwezig zijn, microglia, en macrofagen die aangetrokken worden door tumoren uit de bloedbaan – van monocyten afgeleide macrofagen (MDM’s) – op verschillende manieren gliomen en hersenmetastasen bevolken. Hun studies hebben ook aangetoond hoe TAM's bijdragen aan het terugkeren van hersentumoren en resistentie tegen therapie en hebben strategieën geïdentificeerd om elk van deze uitdagingen aan te pakken.

Het vermogen om veranderingen in het aantal en de distributie van macrofagen in de loop van de tijd te volgen zou daarom veel kunnen bijdragen aan het verbeteren van het beheer van hersentumortherapie. Maar dat is gemakkelijker gezegd dan gedaan. Momenteel kan het immuunlandschap van gliomen alleen worden bekeken via een biopsie, waarbij; Behalve dat het zeer invasief is en daarom verre van routine; laat slechts een glimp van een klein deel van een tumor op een specifiek tijdstip toe.

Om TAM-populaties in de loop van de tijd op niet-invasieve wijze te bestuderen, maakten Joyce en haar collega's gebruik van een basisfunctie van immuuncellen, namelijk het reizen door het lichaam en het opzuigen van deeltjes. Ze injecteerden muismodellen van gliomen, borstkanker en borsthersenmetastasen met twee verschillende soorten nanodeeltjes, beide gelabeld met een fluorisotoop (19F), die elk een karakteristiek en herkenbaar signaal uitzonden dat kon worden gedetecteerd met behulp van magnetische resonantie beeldvorming (MRI). ;een standaard beeldvormingstechnologie voor de behandeling van kanker. De signalen die door deze nanodeeltjes worden uitgezonden, verschillen ook van die van een waterstofisotoop (1H) die wordt gebruikt om weefsel, waaronder kankertumoren, in beeld te brengen.

De onderzoekers laten zien dat de nanodeeltjes zich ophopen in TAM's, waardoor een directe en niet-invasieve methode mogelijk is om 'multispectrale' MR-beeldvorming te gebruiken om niet alleen de frequentie maar ook de locatie van immuuncellen in de geografie van tumoren te bepalen. Uit hun beeldvorming bleek bijvoorbeeld dat de gelabelde TAM's zich clusteren rond de lekkende, misvormde bloedvaten die door tumoren worden gecreëerd, een ontdekking die implicaties zou kunnen hebben voor combinatietherapieën in ontwikkeling die tot doel hebben het tumorvasculatuur te normaliseren om de medicijnafgifte te verbeteren.

Bestralingstherapie is een standaardbehandeling voor gliomen, en recent onderzoek van het Joyce-laboratorium heeft aangetoond dat het het totale aantal en de typen TAM's na de eerste bestraling en bij terugkeer van de ziekte aanzienlijk verandert. In de huidige studie bevestigden Joyce, Croci, van Heeswijk en collega's dat, hoewel microglia en MDM's in ongeveer gelijke aantallen aanwezig zijn in onbehandelde gliomen, MDM's de neiging hebben om het over te nemen en zich op enige afstand van microglia te clusteren in tumoren die terugkeren na bestralingstherapie.

“Beeldvorming bracht voorheen onbekende niches aan het licht voor TAM’s in onbehandelde, rustende en recidiverende gliomen”, zegt Joyce. "Er werd ook vastgelegd hoe de verdeling van TAM's verschilt tussen gliomen en hersenmetastasen. De beeldvormingsbenaderingen die in deze studie zijn ontwikkeld, kunnen, als ze verder worden ontwikkeld, artsen helpen om op niet-invasieve wijze typen hersentumoren te identificeren, de prognose en medicijnresistentie beter te monitoren en zo het therapeutische management te verbeteren." Hersentumoren.”

Bovendien zullen deze strategieën wetenschappers inzicht bieden in het veranderende immuunlandschap van tumoren en inzichten verschaffen die cruciaal zijn voor de ontwikkeling van nieuwe kankertherapieën.

Bron:

Ludwig Instituut voor Kankeronderzoek

Referentie:

Croci, D., et al. (2022) Multispectrale Fluor-19 MRI maakt longitudinale en niet-invasieve monitoring van tumor-geassocieerde macrofagen mogelijk. Wetenschappelijke translationele geneeskunde. doi.org/10.1126/scitranslmed.abo2952.

.