Bylo zjištěno, že přechodná tvorba nádorových buněk buňka v buňce buduje rezistenci vůči imunoterapii

Bylo zjištěno, že přechodná tvorba nádorových buněk buňka v buňce buduje rezistenci vůči imunoterapii

V nedávno publikované studii v eLife V časopise vědci ukázali, že nádorové buňky se vyhýbají imunoterapii tím, že vytvářejí jedinečné přechodné struktury buňka v buňce, které jsou odolné vůči chemoterapii a destrukci T buňkami.

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

pozadí

Navzdory některým pozoruhodným úspěchům již u mnoha pacientů imunoterapie rakoviny, která k boji s rakovinou využívá vlastní imunitní systém, nefungují. Není jasné, proč se to děje, ale způsob, jakým imunitní systém napadá rakovinné buňky, může hrát roli v tomto jevu.

Imunoterapie aktivují specializované zabijácké T buňky, které spouštějí imunitní odpověď proti nádorům. Tyto buňky dokážou identifikovat rakovinné buňky a vstřikovat jedovaté granule přes jejich membrány, aby je zabily. Zabijácké T buňky však nejsou vždy účinné, protože rakovinné buňky se přirozeně dobře vyhýbají detekci. Během léčby mají jejich geny tendenci mutovat, což jim dává nové způsoby, jak uniknout lidskému imunitnímu systému.

Je zajímavé, že když vědci analyzovali geny nádorových buněk, zjistili, že mnoho z těchto genů kóduje proteiny rozpoznávané T buňkami, které se významně nemění, což naznačuje, že odolnost nádorů vůči imunitě může být spíše fyzická než genetická.

O studiu

V této studii vědci podrobně zkoumali relaps nádoru pomocí myšího modelu, ve kterém se nádory opakovaly po úplné regresi. K navození vysoce účinné T-buněčné imunity použili kombinaci adjuvans dendritických buněk a protilátek vázajících nádor. Varianta této terapie je v současné době testována v multicentrické studii fáze I. V několika myších modelech léčbou indukovaná imunita závislá na T buňkách zcela vymýtila zavedené nádory. Po přibližně 10 dnech se však téměř u 50 % myší vyvinuly recidivující nádory, které byly rezistentní vůči následné léčbě.

Vědci léčili myši s melanomem slezinnými CD8+ T buňkami, které exprimují T buněčné receptory (TCR) proti melanomovým antigenům gp100 nebo TRP2. Všimněte si, že antigenní glykoprotein 100 (gp100) je exprimován v téměř 61 % melanomů, následovaný proteinem 2 souvisejícím s tyrosinázou (TRP2). Kromě toho tým testoval, zda jsou tyto T-buňky infiltrující nádor (TIL) aktivní. Aby to udělali, přenesli je do naivních myší a vyzvali je nádorovými buňkami. Kromě toho zkoumali změny v imunogenicitě rezistentních buněčných linií za expresí gp100 a TRP2.

Tým vytvořil čtyři buněčné linie B16F10, které vykazovaly relaps nádoru po imunoterapii, aby analyzoval jejich polohu neoantigenu ve srovnání s B16F10 z neléčených myší a provedl analýzu celého exomu (WES). Aby vědci vyhodnotili relevanci svých zjištění pro lidi, zaznamenali neoantigenovou zátěž zjištěnou u pacientů s relapsem nemalobuněčného karcinomu a melanomu po léčbě blokádou kontrolních bodů.

Vědci také enzymaticky štěpili ošetřené nádory a třídili živé melanomové buňky pomocí transmisní elektronové mikroskopie (TEM). Aby se zajistilo, že buněčné struktury viditelné v TEM nebyly vytvořeny izolačním postupem, výzkumníci také analyzovali histologické řezy nádorů, jejichž jádra a buněčné membrány byly fluorescenčně označeny. Nakonec výzkumníci porovnali životaschopnost a míru apoptózy jednotlivých nádorových buněk s buňkami v buňce a která signální kaskáda řídila struktury buňka v buňce.

Výsledky studie

Vědci provedli v současné studii několik důležitých pozorování. Za prvé, nádorové buňky přežily imunoterapii tím, že se samy zorganizovaly do přechodné formace buňka v buňce. Za druhé, rodičovské buněčné linie B16F10 a jejich deriváty vytvořené po usmrcení T buněk byly podobně citlivé na zabíjení T buněk. Celkově vzato tyto výsledky naznačují, že přechodné mechanismy in vivo určují rezistenci recidivujících nádorů. Analýza sekvenování ribonukleové kyseliny (RNAseq) také ukázala, že všechny zavedené buněčné linie byly seskupeny do podobných hlavních složek. Naproti tomu profil exprese TEM-tříděných nádorových buněk z myší léčených imunoterapií byl významně odlišný.

Je pozoruhodné, že proteiny převážně exprimované na membráně T buněk aktivovaných interferonem-gama (IFNy) secernovaly granule, které zprostředkovávaly tvorbu buněk v buňce. Tvorba buněk v buňce zprostředkovaná T buňkami byla tedy řízena převodníkem signálu a aktivátorem transkripce 3 (STAT3) a časná růstová odezva 1 (EGR1). Konfokální analýzy ukázaly, že většina nádorových buněk je organizována do konstelací mnoha jader obklopených jedinou plazmatickou membránou. Snímky TEM také ukázaly unikátní oddělení plazmatických membrán a cytosolů dvou buněk. Nádory léčené imunoterapií vykazovaly zvýšenou prevalenci takových buněčných struktur, zejména v místech, kde došlo k apoptóze nádorových buněk. Inhibice těchto faktorů před imunoterapií by mohla významně zlepšit jejich terapeutickou účinnost.

Závěry

Celkově současná studie odhalila významné omezení současné imunoterapie. Odhalil dříve neznámý mechanismus rezistence, který umožňoval nádorovým buňkám vydržet imunitně zprostředkované zabíjení, aniž by byla ohrožena jejich imunogenicita.

Studie popsala nový mechanismus rezistence na blokádu imunitního kontrolního bodu s významnými důsledky pro imunoterapii rakoviny, která se může rozšířit na další malignity. Gutwillig a kol. Pomocí několika modelů myších nádorů bylo prokázáno, že nádorové buňky se při napadení imunitním systémem samy reorganizují tak, že se schovají jedna do druhé a dostanou se tak pod mnoho vrstev buněčné membrány. V tomto okamžiku by zabijácké T buňky mohly identifikovat vnější buňku a vstříknout do ní toxické granule, ale nemohou se dostat k buňkám uvnitř. Gutwillig a kol. identifikoval některé signály, které zabijácké T buňky uvolňují a rozpoznávají rakovinné buňky, a ukázal, že jejich blokování by mohlo způsobit, že se rakovinné buňky přestanou skrývat a imunoterapie bude účinnější. Tento nový přístup by mohl ovlivnit budoucí výzkum a pomoci vyvinout nové terapie rakoviny nebo zlepšit stávající léčbu.

Odkaz:

• 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

.