On leitud, et kasvajarakkude mööduv rakkudevaheline moodustumine suurendab immuunteraapia suhtes resistentsust

On leitud, et kasvajarakkude mööduv rakkudevaheline moodustumine suurendab immuunteraapia suhtes resistentsust

Hiljuti avaldatud uuringus eElu Ajakirjas näitasid teadlased, et kasvajarakud väldivad immunoteraapiat, luues ainulaadsed mööduvad rakusisesed struktuurid, mis on vastupidavad keemiaravile ja T-rakkude hävitamisele.

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

taustal

Vaatamata mõnele märkimisväärsele eduloole ei tööta vähi immuunteraapiad, mis kasutavad vähiga võitlemiseks organismi enda immuunsüsteemi, paljude patsientide puhul. On ebaselge, miks see juhtub, kuid see, kuidas immuunsüsteem vähirakke ründab, võib selles nähtuses oma rolli mängida.

Immunoteraapiad aktiveerivad spetsiaalseid tapja-T-rakke, mis käivitavad immuunvastuse kasvajate vastu. Need rakud suudavad tuvastada vähirakke ja süstida nende membraanide kaudu mürgiseid graanuleid nende tapmiseks. Kuid tapja-T-rakud ei ole alati tõhusad, kuna vähirakud on loomulikult head avastamist vältida. Ravi ajal kipuvad nende geenid muteeruma, andes neile uusi viise inimese immuunsüsteemist kõrvalehoidmiseks.

Huvitaval kombel leidsid teadlased kasvajarakkude geene analüüsides, et paljud neist geenidest kodeerivad T-rakkude poolt äratuntavaid valke, mis oluliselt ei muutu, mis viitab sellele, et kasvajate resistentsus immuunsuse suhtes võib olla pigem füüsiline kui geneetiline.

Uuringu kohta

Käesolevas uuringus uurisid teadlased kasvaja retsidiivi üksikasjalikult hiiremudeli abil, kus kasvajad kordusid pärast täielikku taandarengut. Nad kasutasid dendriitrakkude adjuvandi ja kasvajaga seonduvate antikehade kombinatsiooni, et kutsuda esile väga tõhus T-rakuline immuunsus. Selle teraapia varianti katsetatakse praegu mitmekeskuselises I faasi uuringus. Mitmetes hiiremudelites likvideeris ravist põhjustatud T-rakkudest sõltuv immuunsus täielikult väljakujunenud kasvajad. Kuid ligikaudu 10 päeva pärast tekkisid peaaegu 50% hiirtest korduvad kasvajad, mis olid järgnevate ravimeetodite suhtes resistentsed.

Teadlased ravisid melanoomi kandvaid hiiri põrna CD8+ T-rakkudega, mis ekspresseerivad T-raku retseptoreid (TCR-e) gp100 või TRP2 melanoomi antigeenide vastu. Pange tähele, et antigeenglükoproteiin 100 (gp100) ekspresseerub peaaegu 61% melanoomides, millele järgneb türosinaasiga seotud valk 2 (TRP2). Lisaks testis meeskond, kas need kasvajasse infiltreeruvad T-rakud (TIL) olid aktiivsed. Selleks viidi nad üle naiivsetesse hiirtesse ja nakatasid nad kasvajarakkudega. Lisaks uurisid nad muutusi resistentsete rakuliinide immunogeensuses peale gp100 ja TRP2 ekspressiooni.

Meeskond koostas neli B16F10 rakuliini, mis näitasid pärast immunoteraapiat kasvaja retsidiivi, et analüüsida nende neoantigeeni positsiooni võrreldes ravimata hiirte B16F10-ga, ja viis läbi terve eksoomianalüüsi (WES). Et hinnata nende leidude asjakohasust inimeste jaoks, registreerisid teadlased pärast kontrollpunkti blokaadiga ravi retsidiveerunud mitteväikerakk-kartsinoomi ja melanoomiga patsientidel tuvastatud neoantigeeni koormuse.

Teadlased seedisid ka ensümaatiliselt töödeldud kasvajaid ja sorteerisid elusad melanoomirakud ülekandeelektronmikroskoopia (TEM) abil. Tagamaks, et TEM-is nähtavad rakustruktuure ei tekkinud isoleerimisprotseduuriga, analüüsisid teadlased ka kasvajate histoloogilisi lõike, mille tuumad ja rakumembraanid olid fluorestsentsmärgistatud. Lõpuks võrdlesid teadlased üksikute kasvajarakkude elujõulisust ja apoptoosi määrasid rakus rakus ning milline signaalikaskaad kontrollis rakusiseseid struktuure.

Uuringu tulemused

Teadlased tegid praeguses uuringus mitmeid olulisi tähelepanekuid. Esiteks elasid kasvajarakud üle immunoteraapia, organiseerudes mööduvaks rakusiseseks moodustumiseks. Teiseks olid T-rakkude tapmise järel loodud B16F10 vanemrakuliinid ja nende derivaadid T-rakkude tapmisele sarnaselt vastuvõtlikud. Kokkuvõttes näitavad need tulemused, et mööduvad in vivo mehhanismid määravad korduvate kasvajate resistentsuse. Ribonukleiinhappe sekveneerimise (RNAseq) analüüs näitas ka, et kõik väljakujunenud rakuliinid olid rühmitatud sarnaste põhikomponentide alla. Seevastu immunoteraapiaga ravitud hiirte TEM-sorteeritud kasvajarakkude ekspressiooniprofiil oli oluliselt erinev.

Tähelepanuväärne on, et gamma-interferoon (IFNy) aktiveeritud T-rakkude membraanil ekspresseeritud valgud eritasid graanuleid, mis vahendasid raku-rakus moodustumist. Seega kontrolliti T-rakkude poolt vahendatud raku-rakus moodustumist signaalimuunduri ja transkriptsiooni 3 aktivaatori (STAT3) ning varajase kasvuvastuse 1 (EGR1) abil. Konfokaalsed analüüsid näitasid, et enamik kasvajarakke on organiseeritud paljude tuumade tähtkujudeks, mida ümbritseb üks plasmamembraan. TEM-pildid näitasid ka kahe raku plasmamembraanide ja tsütosoolide ainulaadset eraldumist. Immunoteraapiaga ravitud kasvajad näitasid selliste rakustruktuuride levimust, eriti kohtades, kus toimus kasvajarakkude apoptoos. Nende tegurite inhibeerimine enne immunoteraapiat võib oluliselt parandada nende terapeutilist efektiivsust.

Järeldused

Üldiselt näitas käesolev uuring praeguse immunoteraapia olulist piirangut. See paljastas varem tundmatu resistentsuse mehhanismi, mis võimaldas kasvajarakkudel taluda immuunvahendatud tapmist, ilma et see kahjustaks nende immunogeensust.

Uuringus kirjeldati immuunkontrollpunkti blokaadi uudset resistentsuse mehhanismi, millel on märkimisväärne mõju vähi immunoteraapiale, mis võib laieneda ka teistele pahaloomulistele kasvajatele. Gutwillig et al. Kasutades mitut hiire kasvajamudelit, näidati, et kasvajarakud reorganiseerivad end immuunsüsteemi rünnates, peitudes üksteise sisse ja sattudes seeläbi paljude rakumembraani kihtide alla. Sel hetkel suudavad tapja-T-rakud tuvastada välimise raku ja süstida sellesse mürgiseid graanuleid, kuid need ei jõua sees olevate rakkudeni. Gutwillig et al. tuvastas mõned signaalid, mille kaudu tapja-T-rakud vabastavad ja vähirakud ära tunnevad, ning näitas, et nende blokeerimine võib panna vähirakud peituma ja muuta immunoteraapia tõhusamaks. See uudne lähenemisviis võib mõjutada tulevasi uuringuid ja aidata välja töötada uusi vähiravi või parandada olemasolevaid ravimeetodeid.

Viide:

• 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

.