Ο παροδικός σχηματισμός κυττάρων όγκου από κύτταρο σε κύτταρο έχει βρεθεί ότι δημιουργεί αντίσταση στην ανοσοθεραπεία

Ο παροδικός σχηματισμός κυττάρων όγκου από κύτταρο σε κύτταρο έχει βρεθεί ότι δημιουργεί αντίσταση στην ανοσοθεραπεία

Σε μια πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη στο eLife Στο περιοδικό, οι ερευνητές έδειξαν ότι τα καρκινικά κύτταρα αποφεύγουν την ανοσοθεραπεία δημιουργώντας μοναδικές παροδικές δομές κυττάρου σε κύτταρο που είναι ανθεκτικές στη χημειοθεραπεία και την καταστροφή από τα Τ κύτταρα.

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

φόντο

Παρά ορισμένες αξιοσημείωτες ιστορίες επιτυχίας, οι ανοσοθεραπείες για τον καρκίνο, οι οποίες χρησιμοποιούν το ανοσοποιητικό σύστημα του ίδιου του οργανισμού για την καταπολέμηση του καρκίνου, δεν λειτουργούν πλέον για πολλούς ασθενείς. Δεν είναι σαφές γιατί συμβαίνει αυτό, αλλά ο τρόπος με τον οποίο το ανοσοποιητικό σύστημα επιτίθεται στα καρκινικά κύτταρα μπορεί να παίζει ρόλο σε αυτό το φαινόμενο.

Οι ανοσοθεραπείες ενεργοποιούν εξειδικευμένα φονικά Τ κύτταρα που πυροδοτούν την ανοσολογική απόκριση έναντι των όγκων. Αυτά τα κύτταρα μπορούν να αναγνωρίσουν καρκινικά κύτταρα και να εγχύσουν τοξικούς κόκκους μέσω των μεμβρανών τους για να τα σκοτώσουν. Ωστόσο, τα φονικά Τ κύτταρα δεν είναι πάντα αποτελεσματικά επειδή τα καρκινικά κύτταρα είναι φυσικά καλά στην αποφυγή της ανίχνευσης. Κατά τη διάρκεια της θεραπείας, τα γονίδιά τους τείνουν να μεταλλάσσονται, δίνοντάς τους νέους τρόπους να αποφύγουν το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα.

Είναι ενδιαφέρον ότι όταν οι επιστήμονες ανέλυσαν γονίδια καρκινικών κυττάρων, διαπίστωσαν ότι πολλά από αυτά τα γονίδια κωδικοποιούν πρωτεΐνες που αναγνωρίζονται από Τ κύτταρα που δεν αλλάζουν σημαντικά, υποδηλώνοντας ότι η αντίσταση των όγκων στην ανοσία μπορεί να είναι φυσική και όχι γενετική.

Σχετικά με τη μελέτη

Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές εξέτασαν λεπτομερώς την υποτροπή του όγκου χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο ποντικού στο οποίο οι όγκοι επανεμφανίστηκαν μετά από πλήρη υποχώρηση. Χρησιμοποίησαν έναν συνδυασμό ανοσοενισχυτικών δενδριτικών κυττάρων και αντισωμάτων που δεσμεύουν τον όγκο για να προκαλέσουν εξαιρετικά αποτελεσματική ανοσία των Τ-κυττάρων. Μια παραλλαγή αυτής της θεραπείας δοκιμάζεται επί του παρόντος σε μια πολυκεντρική μελέτη φάσης Ι. Σε πολλά μοντέλα ποντικών, η προκαλούμενη από τη θεραπεία ανοσία που εξαρτάται από τα Τ κύτταρα εξάλειψε πλήρως τους εγκατεστημένους όγκους. Ωστόσο, μετά από περίπου 10 ημέρες, σχεδόν το 50% των ποντικών ανέπτυξαν υποτροπιάζοντες όγκους που ήταν ανθεκτικοί στις επόμενες θεραπείες.

Οι ερευνητές αντιμετώπισαν ποντίκια που έφεραν μελάνωμα με σπληνικά CD8+ Τ κύτταρα που εκφράζουν υποδοχείς Τ-λεμφοκυττάρων (TCRs) έναντι αντιγόνων μελανώματος gp100 ή TRP2. Σημειώστε ότι το αντιγόνο γλυκοπρωτεΐνη 100 (gp100) εκφράζεται σχεδόν στο 61% των μελανωμάτων, ακολουθούμενο από την πρωτεΐνη 2 που σχετίζεται με την τυροσινάση (TRP2). Επιπλέον, η ομάδα εξέτασε εάν αυτά τα κύτταρα Τ που διεισδύουν στον όγκο (TIL) ήταν ενεργά. Για να γίνει αυτό, τα μετέφεραν σε αφελή ποντίκια και τα προκάλεσαν με κύτταρα όγκου. Επιπλέον, εξέτασαν αλλαγές στην ανοσογονικότητα των ανθεκτικών κυτταρικών γραμμών πέρα ​​από την έκφραση gp100 και TRP2.

Η ομάδα δημιούργησε τέσσερις κυτταρικές σειρές B16F10 που έδειξαν υποτροπή του όγκου μετά από ανοσοθεραπεία για να αναλύσει τη θέση τους στο νεοαντιγόνο σε σύγκριση με το B16F10 από ποντίκια που δεν υποβλήθηκαν σε θεραπεία και πραγματοποίησε ανάλυση ολόκληρου του εξώματος (WES). Για να αξιολογήσουν τη συνάφεια των ευρημάτων τους με τον άνθρωπο, οι ερευνητές κατέγραψαν το φορτίο νεοαντιγόνων που ανιχνεύθηκε σε ασθενείς με υποτροπιάζον μη μικροκυτταρικό καρκίνωμα και μελάνωμα μετά από θεραπεία με αποκλεισμό σημείου ελέγχου.

Οι ερευνητές αφομοίωσαν επίσης ενζυματικά τους υπό θεραπεία όγκους και ταξινόμησαν τα ζωντανά κύτταρα μελανώματος χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης (TEM). Για να διασφαλιστεί ότι οι κυτταρικές δομές που είναι ορατές στο TEM δεν δημιουργήθηκαν με τη διαδικασία απομόνωσης, οι ερευνητές ανέλυσαν επίσης ιστολογικές τομές όγκων των οποίων οι πυρήνες και οι κυτταρικές μεμβράνες είχαν σημανθεί με φθορισμό. Τέλος, οι ερευνητές συνέκριναν τα ποσοστά βιωσιμότητας και απόπτωσης μεμονωμένων καρκινικών κυττάρων με αυτά του κυττάρου σε κύτταρο και ποιος καταρράκτης σηματοδότησης έλεγχε τις δομές κύτταρο σε κύτταρο.

Αποτελέσματα μελέτης

Οι ερευνητές έκαναν αρκετές σημαντικές παρατηρήσεις στην τρέχουσα μελέτη. Πρώτον, τα καρκινικά κύτταρα επέζησαν από την ανοσοθεραπεία οργανώνοντας τον εαυτό τους σε έναν παροδικό σχηματισμό κυττάρου σε κύτταρο. Δεύτερον, οι γονικές κυτταρικές σειρές B16F10 και τα παράγωγά τους που δημιουργήθηκαν μετά τη θανάτωση των Τ κυττάρων ήταν παρόμοια ευαίσθητα στη θανάτωση των Τ κυττάρων. Συνολικά, αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι οι παροδικοί in vivo μηχανισμοί καθορίζουν την αντίσταση των υποτροπιαζόντων όγκων. Η ανάλυση αλληλουχίας ριβονουκλεϊκού οξέος (RNAseq) έδειξε επίσης ότι όλες οι καθιερωμένες κυτταρικές σειρές ομαδοποιήθηκαν σε παρόμοια κύρια συστατικά. Αντίθετα, το προφίλ έκφρασης των καρκινικών κυττάρων ταξινομημένων με ΤΕΜ από ποντίκια που έλαβαν ανοσοθεραπεία ήταν σημαντικά διαφορετικό.

Είναι αξιοσημείωτο ότι οι πρωτεΐνες που εκφράζονται κυρίως στη μεμβράνη των ενεργοποιημένων με ιντερφερόνη-γάμα (IFNγ)-λεμφοκυττάρων Τ εκκρίνουν κόκκους που μεσολαβούν στο σχηματισμό κυττάρου σε κύτταρο. Ο μεσολαβούμενος από Τ κύτταρα σχηματισμός κυττάρου σε κύτταρο ελεγχόταν έτσι από τον Μετατροπέα Σήματος και τον Ενεργοποιητή Μεταγραφής 3 (STAT3) και την Απόκριση Πρώιμης Ανάπτυξης 1 (EGR1). Οι συνεστιακές αναλύσεις έδειξαν ότι τα περισσότερα κύτταρα όγκου είναι οργανωμένα σε αστερισμούς πολλών πυρήνων που περιβάλλονται από μία μόνο πλασματική μεμβράνη. Οι εικόνες TEM έδειξαν επίσης έναν μοναδικό διαχωρισμό των πλασματικών μεμβρανών και των κυτοζολών των δύο κυττάρων. Οι όγκοι που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με ανοσοθεραπεία έδειξαν αυξημένο επιπολασμό τέτοιων κυτταρικών δομών, ιδιαίτερα σε θέσεις όπου εμφανίστηκε απόπτωση κυττάρων όγκου. Η αναστολή αυτών των παραγόντων πριν από την ανοσοθεραπεία θα μπορούσε να βελτιώσει σημαντικά τη θεραπευτική τους αποτελεσματικότητα.

συμπεράσματα

Συνολικά, η τρέχουσα μελέτη αποκάλυψε σημαντικό περιορισμό της τρέχουσας ανοσοθεραπείας. Αποκάλυψε έναν προηγουμένως άγνωστο μηχανισμό αντίστασης που επέτρεπε στα καρκινικά κύτταρα να υπομείνουν τη θανάτωση μέσω του ανοσοποιητικού χωρίς να διακυβεύεται η ανοσογονικότητά τους.

Η μελέτη περιέγραψε έναν νέο μηχανισμό αντίστασης στον αποκλεισμό του ανοσοποιητικού σημείου ελέγχου με σημαντικές επιπτώσεις στην ανοσοθεραπεία του καρκίνου που μπορεί να επεκταθεί και σε άλλες κακοήθειες. Οι Gutwillig et al. Χρησιμοποιώντας πολλά μοντέλα όγκων ποντικών, αποδείχθηκε ότι τα καρκινικά κύτταρα αναδιοργανώνονται όταν δέχονται επίθεση από το ανοσοποιητικό σύστημα κρύβονται το ένα μέσα στο άλλο και έτσι εισέρχονται κάτω από πολλά στρώματα της κυτταρικής μεμβράνης. Σε αυτό το σημείο, τα φονικά Τ κύτταρα θα μπορούσαν να αναγνωρίσουν το εξωτερικό κύτταρο και να το εγχύσουν με τοξικούς κόκκους, αλλά δεν μπορούν να φτάσουν στα κύτταρα μέσα. Οι Gutwillig et al. εντόπισε ορισμένα από τα σήματα που απελευθερώνουν τα φονικά Τ κύτταρα και αναγνωρίζουν τα καρκινικά κύτταρα και έδειξε ότι ο αποκλεισμός τους θα μπορούσε να κάνει τα καρκινικά κύτταρα να σταματήσουν να κρύβονται και να κάνει την ανοσοθεραπεία πιο αποτελεσματική. Αυτή η νέα προσέγγιση θα μπορούσε να επηρεάσει τη μελλοντική έρευνα και να βοηθήσει στην ανάπτυξη νέων θεραπειών για τον καρκίνο ή στη βελτίωση των υπαρχουσών θεραπειών.

Αναφορά:

• 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

.