Studien utvecklar en strategi för icke-invasiv spårning av tumörassocierade makrofager

Studien utvecklar en strategi för icke-invasiv spårning av tumörassocierade makrofager

En studie från Ludwig Cancer Research har utvecklat en strategi för att noninvasivt spåra immunceller som kallas makrofager i hjärn- och brösttumörer hos levande möss. Cancer rekryterar och omprogrammerar ofta dessa tumörassocierade makrofager (TAM) för att stödja sin egen tillväxt och generera resistens mot terapier. Ledda av Johanna Joyce och Davide Croci från Ludwig Lausanne och deras kollega vid universitetssjukhuset i Lausanne, Ruud B. van Heeswijk, visas studien i det aktuella numret av Science Translational Medicine och visas på omslaget till tidskriften.

Övervakning av makrofager har potential att avsevärt förbättra den terapeutiska behandlingen av olika cancerformer. Maligniteter i hjärnan, som är bland de dödligaste primära cancerformerna och metastaserna, är särskilt beroende av närvaron av makrofager, och inriktning på dessa immunceller kan representera en nyckelstrategi för deras behandling."

Johanna Joyce, Ludwig Lausanne

Joyce-labbet har under flera år studerat den avgörande roll som TAM och andra immunceller spelar i tumörer som har sitt ursprung i hjärnan eller metastaserar där från annat håll, såsom bröst, lunga eller hud. Till exempel har hon och hennes kollegor visat hur läkemedel som blockerar verkan av en faktor som är avgörande för makrofagtillväxt kan omprogrammera TAM från ett cancerstödjande tillstånd till ett cancerdödande tillstånd. De upptäckte hur hjärnans bosatta makrofager, mikroglia och de som attraheras av tumörer från blodomloppet – monocythärledda makrofager (MDM) – befolkar gliom och hjärnmetastaser på olika sätt. Deras studier har också visat hur TAM bidrar till återfall av hjärntumörer och resistens mot terapi och identifierade strategier för att hantera var och en av dessa utmaningar.

Förmågan att spåra förändringar i antal makrofager och distribution över tid skulle därför kunna göra mycket för att förbättra hanteringen av hjärntumörterapi. Men det är lättare sagt än gjort. För närvarande kan immunlandskapet för gliom endast ses genom biopsi, vilket-; Förutom att vara väldigt invasiv och därför långt ifrån rutin; tillåter endast en glimt av en liten del av en tumör vid en specifik tidpunkt.

För att icke-invasivt studera TAM-populationer över tid, utnyttjade Joyce och hennes kollegor en grundläggande funktion hos immunceller, som är att resa genom hela kroppen och suga upp partiklar. De injicerade musmodeller av gliom, bröstcancer och metastaser i brösthjärnan med två olika typer av nanopartiklar, båda märkta med en fluorisotop (19F), var och en avger en karakteristisk och igenkännbar signal som kunde detekteras med magnetisk resonanstomografi (MRT). ;en standardbildteknik för cancerbehandling. Signalerna som emitteras av dessa nanopartiklar skiljer sig också från signalerna från en väteisotop (1H) som används för att avbilda vävnad, inklusive cancertumörer.

Forskarna visar att nanopartiklarna ackumuleras i TAM, vilket gör det möjligt för en direkt och icke-invasiv metod att använda "multispektral" MR-avbildning för att bestämma inte bara frekvensen utan också platsen för immunceller i tumörernas geografi. Till exempel avslöjade deras bildbehandling att de märkta TAM:erna samlas runt de läckande, missbildade blodkärlen som skapas av tumörer, en upptäckt som kan få konsekvenser för kombinationsterapier under utveckling som syftar till att normalisera tumörens kärlsystem för att förbättra läkemedelsleveransen.

Strålbehandling är en standardbehandling för gliom, och färsk forskning från Joyce-laboratoriet har visat att den signifikant förändrar det totala antalet och typerna av TAM efter initial strålning och vid återfall av sjukdomen. I den aktuella studien bekräftade Joyce, Croci, van Heeswijk och kollegor att även om mikroglia och MDM finns i ungefär lika antal i obehandlade gliom, tenderar MDM att ta över och samlas på ett visst avstånd från mikroglia i tumörer som återkommer efter strålbehandling.

"Bildbehandling avslöjade tidigare okända nischer för TAMs i obehandlade, vilande och återkommande gliom", säger Joyce. "Det registrerades också hur fördelningen av TAM skiljer sig mellan gliom och hjärnmetastaser. De avbildningsmetoder som utvecklats i den här studien, om de utvecklas vidare, kan hjälpa läkare att icke-invasivt identifiera hjärntumörtyper, bättre övervaka prognos och läkemedelsresistens och därmed förbättra den terapeutiska behandlingen." Hjärntumörer."

Dessutom kommer dessa strategier att ge forskare insikt i tumörernas föränderliga immunsystem och ge insikter som är avgörande för utvecklingen av nya cancerterapier.

Källa:

Ludwig Institutet för cancerforskning

Hänvisning:

Croci, D., et al. (2022) Multispectral Fluorine-19 MRI möjliggör longitudinell och icke-invasiv övervakning av tumörassocierade makrofager. Vetenskaplig translationell medicin. doi.org/10.1126/scitranslmed.abo2952.

.