Установено е, че преходното образуване на туморни клетки клетка в клетка изгражда резистентност към имунотерапията

Установено е, че преходното образуване на туморни клетки клетка в клетка изгражда резистентност към имунотерапията

В наскоро публикувано проучване в eLife В списанието изследователите показаха, че туморните клетки избягват имунотерапията, като създават уникални преходни структури клетка в клетка, които са устойчиви на химиотерапия и разрушаване от Т клетки.

Lernen: Eine vorübergehende Zell-in-Zell-Bildung liegt einem Tumorrückfall und einer Immuntherapieresistenz zugrunde. Bildnachweis: CI Photos/Shutterstock

фон

Въпреки някои забележителни истории за успех, имунотерапиите срещу рак, които използват собствената имунна система на тялото за борба с рака, вече не работят при много пациенти. Не е ясно защо това се случва, но начинът, по който имунната система атакува раковите клетки, може да играе роля в това явление.

Имунотерапиите активират специализирани Т-клетки убийци, които задействат имунния отговор срещу тумори. Тези клетки могат да идентифицират раковите клетки и да инжектират токсични гранули през мембраните си, за да ги убият. Т-клетките убийци обаче не винаги са ефективни, тъй като раковите клетки естествено са добри в избягването на откриването. По време на лечението техните гени са склонни да мутират, което им дава нови начини за избягване на човешката имунна система.

Интересното е, че когато учените анализираха гени на туморни клетки, те откриха, че много от тези гени кодират протеини, разпознати от Т клетките, които не се променят значително, което предполага, че резистентността на туморите към имунитета може да бъде по-скоро физическа, отколкото генетична.

Относно изследването

В настоящото проучване изследователите изследват рецидива на тумора в детайли, използвайки миши модел, при който туморите се появяват отново след пълна регресия. Те използваха комбинация от адювант на дендритни клетки и тумор-свързващи антитела, за да индуцират високоефективен Т-клетъчен имунитет. Вариант на тази терапия в момента се тества в многоцентрово проучване фаза I. В няколко миши модела, индуцираният от лечението Т-клетъчно зависим имунитет напълно унищожи установените тумори. Въпреки това, след приблизително 10 дни, почти 50% от мишките развиват рецидивиращи тумори, които са резистентни на последващо лечение.

Изследователите са лекували мишки, носещи меланом, с CD8+ Т клетки на далака, които експресират Т клетъчни рецептори (TCR) срещу gp100 или TRP2 меланомни антигени. Обърнете внимание, че антигенът гликопротеин 100 (gp100) се експресира в почти 61% от меланомите, следван от протеин 2, свързан с тирозиназа (TRP2). В допълнение, екипът тества дали тези тумор-инфилтриращи Т клетки (TIL) са активни. За да направят това, те ги прехвърлят в наивни мишки и ги предизвикват с туморни клетки. В допълнение, те изследват промените в имуногенността на резистентни клетъчни линии извън експресията на gp100 и TRP2.

Екипът установи четири клетъчни линии на B16F10, които показват рецидив на тумор след имунотерапия, за да анализира тяхната неоантигенна позиция в сравнение с B16F10 от нелекувани мишки и извърши анализ на целия екзом (WES). За да оценят уместността на своите открития за хората, изследователите записаха неоантигенното натоварване, открито при пациенти с рецидивирал недребноклетъчен карцином и меланом след лечение с блокада на контролни точки.

Изследователите също така ензимно усвояват третирани тумори и сортират живите меланомни клетки с помощта на трансмисионна електронна микроскопия (TEM). За да се гарантира, че клетъчните структури, видими в ТЕМ, не са създадени от процедурата на изолиране, изследователите също анализираха хистологични срезове на тумори, чиито ядра и клетъчни мембрани бяха флуоресцентно маркирани. И накрая, изследователите сравняват жизнеспособността и степента на апоптоза на отделните туморни клетки с тези на клетката в клетката и коя сигнална каскада контролира структурите клетка в клетка.

Резултати от изследването

Изследователите направиха няколко важни наблюдения в настоящото проучване. Първо, туморните клетки преживяха имунотерапията, като се организираха в преходна формация клетка в клетка. Второ, родителските клетъчни линии B16F10 и техните производни, създадени след убиване на Т клетки, са по подобен начин податливи на убиване на Т клетки. Взети заедно, тези резултати предполагат, че преходните in vivo механизми определят устойчивостта на повтарящи се тумори. Анализът на секвениране на рибонуклеинова киселина (RNAseq) също показа, че всички установени клетъчни линии са групирани в рамките на подобни основни компоненти. Обратно, профилът на експресия на TEM-сортирани туморни клетки от мишки, третирани с имунотерапия, е значително различен.

Забележително е, че протеини, предимно експресирани върху мембраната на интерферон-гама (IFNy)-активирани Т клетки, секретират гранули, които медиират образуването клетка в клетка. По този начин Т-клетъчно медиираното образуване клетка в клетка се контролира от сигнален преобразувател и активатор на транскрипция 3 (STAT3) и ранен отговор на растеж 1 (EGR1). Конфокалните анализи показват, че повечето туморни клетки са организирани в съзвездия от много ядра, заобиколени от единична плазмена мембрана. TEM изображенията също показват уникално разделяне на плазмените мембрани и цитозолите на двете клетки. Туморите, лекувани с имунотерапия, показват повишено разпространение на такива клетъчни структури, особено на места, където е настъпила апоптоза на туморни клетки. Инхибирането на тези фактори преди имунотерапията може значително да подобри тяхната терапевтична ефективност.

Изводи

Като цяло, настоящото проучване разкрива значително ограничение на настоящата имунотерапия. Той разкрива неизвестен досега механизъм на резистентност, който позволява на туморните клетки да издържат на имуномедиирано убиване, без да се компрометира тяхната имуногенност.

Проучването описва нов механизъм на резистентност към блокада на имунната контролна точка със значителни последици за имунотерапията на рака, която може да обхване и други злокачествени заболявания. Gutwillig и др. Използвайки няколко модела на миши тумори, беше показано, че туморните клетки се реорганизират, когато са атакувани от имунната система, като се крият една в друга и по този начин попадат под много слоеве на клетъчната мембрана. В този момент Т-клетките убийци могат да идентифицират външната клетка и да я инжектират с токсични гранули, но не могат да достигнат клетките вътре. Gutwillig и др. идентифицира някои от сигналите, които Т-клетките убийци освобождават и разпознават раковите клетки и показа, че блокирането им може да накара раковите клетки да спрат да се крият и да направи имунотерапията по-ефективна. Този нов подход може да повлияе на бъдещи изследвания и да помогне за разработването на нови терапии за рак или за подобряване на съществуващите лечения.

Справка:

• Amit Gutwillig, Nadine Santana-Magal, Leen Farhat-Younis, et al. (2022). Eine vorübergehende Zell-in-Zell-Bildung liegt einem Tumorrückfall und einer Immuntherapieresistenz zugrunde. eLife. doi: https://doi.org/10.7554/eLife.80315 https://elifesciences.org/articles/80315

.