È stato scoperto che la formazione transitoria cellula-in-cellula di cellule tumorali aumenta la resistenza all'immunoterapia

È stato scoperto che la formazione transitoria cellula-in-cellula di cellule tumorali aumenta la resistenza all'immunoterapia

In uno studio recentemente pubblicato su eLife Nella rivista, i ricercatori hanno dimostrato che le cellule tumorali sfuggono all’immunoterapia creando strutture transitorie cellula-in-cellula uniche che sono resistenti alla chemioterapia e alla distruzione da parte delle cellule T.

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

sfondo

Nonostante alcune notevoli storie di successo, le immunoterapie antitumorali, che utilizzano il sistema immunitario del corpo per combattere il cancro, non funzionano più per molti pazienti. Non è chiaro il motivo per cui ciò accade, ma il modo in cui il sistema immunitario attacca le cellule tumorali può avere un ruolo in questo fenomeno.

Le immunoterapie attivano cellule T killer specializzate che innescano la risposta immunitaria contro i tumori. Queste cellule possono identificare le cellule tumorali e iniettare granuli tossici attraverso le loro membrane per ucciderle. Tuttavia, le cellule T killer non sono sempre efficaci perché le cellule tumorali sono naturalmente brave a evitare il rilevamento. Durante il trattamento, i loro geni tendono a mutare, offrendo loro nuovi modi per eludere il sistema immunitario umano.

È interessante notare che, quando gli scienziati hanno analizzato i geni delle cellule tumorali, hanno scoperto che molti di questi geni codificano per proteine ​​riconosciute dalle cellule T che non cambiano in modo significativo, suggerendo che la resistenza dei tumori all’immunità potrebbe essere fisica piuttosto che genetica.

A proposito dello studio

Nel presente studio, i ricercatori hanno esaminato in dettaglio la recidiva del tumore utilizzando un modello murino in cui i tumori si ripresentavano dopo la completa regressione. Hanno utilizzato una combinazione di adiuvanti delle cellule dendritiche e anticorpi leganti il ​​tumore per indurre un’immunità delle cellule T altamente efficace. Una variante di questa terapia è attualmente in fase di sperimentazione in uno studio multicentrico di fase I. In diversi modelli murini, l’immunità dipendente dalle cellule T indotta dal trattamento ha completamente sradicato i tumori consolidati. Tuttavia, dopo circa 10 giorni, quasi il 50% dei topi ha sviluppato tumori ricorrenti resistenti ai trattamenti successivi.

I ricercatori hanno trattato topi portatori di melanoma con cellule T CD8+ spleniche che esprimono i recettori delle cellule T (TCR) contro gli antigeni del melanoma gp100 o TRP2. Si noti che la glicoproteina antigene 100 (gp100) è espressa in quasi il 61% dei melanomi, seguita dalla proteina 2 correlata alla tirosinasi (TRP2). Inoltre, il team ha testato se queste cellule T infiltranti il ​​tumore (TIL) fossero attive. Per fare questo, li hanno trasferiti in topi ingenui e li hanno sfidati con cellule tumorali. Inoltre, hanno esaminato i cambiamenti nell'immunogenicità delle linee cellulari resistenti oltre l'espressione di gp100 e TRP2.

Il team ha creato quattro linee cellulari di B16F10 che hanno mostrato una recidiva del tumore dopo l’immunoterapia per analizzare la loro posizione del neoantigene rispetto a B16F10 di topi non trattati e ha eseguito l’analisi dell’intero esoma (WES). Per valutare la rilevanza dei loro risultati per l’uomo, i ricercatori hanno registrato il carico di neoantigeni rilevato in pazienti con carcinoma non a piccole cellule recidivante e melanoma dopo il trattamento con blocco del checkpoint.

I ricercatori hanno anche digerito enzimaticamente i tumori trattati e selezionato le cellule vive di melanoma utilizzando la microscopia elettronica a trasmissione (TEM). Per garantire che le strutture cellulari visibili nel TEM non fossero create dalla procedura di isolamento, i ricercatori hanno anche analizzato sezioni istologiche di tumori i cui nuclei e membrane cellulari erano marcati in modo fluorescente. Infine, i ricercatori hanno confrontato la vitalità e i tassi di apoptosi delle singole cellule tumorali con quelli cellula-in-cellula e quale cascata di segnali controllava le strutture cellula-in-cellula.

Risultati dello studio

I ricercatori hanno fatto diverse osservazioni importanti nel presente studio. Innanzitutto, le cellule tumorali sono sopravvissute all’immunoterapia organizzandosi in una formazione transitoria cellula-in-cellula. In secondo luogo, le linee cellulari parentali B16F10 e i loro derivati ​​creati dopo l’uccisione delle cellule T erano similmente suscettibili all’uccisione delle cellule T. Presi insieme, questi risultati suggeriscono che meccanismi transitori in vivo determinano la resistenza dei tumori ricorrenti. L'analisi del sequenziamento dell'acido ribonucleico (RNAseq) ha anche mostrato che tutte le linee cellulari stabilite erano raggruppate all'interno di componenti principali simili. Al contrario, il profilo di espressione delle cellule tumorali selezionate TEM dai topi trattati con immunoterapia era significativamente diverso.

Sorprendentemente, le proteine ​​espresse prevalentemente sulla membrana delle cellule T attivate dall'interferone gamma (IFNγ) secernevano granuli che mediavano la formazione cellula-in-cellula. La formazione cellula-in-cellula mediata dalle cellule T è stata quindi controllata dal trasduttore di segnale e attivatore della trascrizione 3 (STAT3) e dalla risposta di crescita precoce 1 (EGR1). Le analisi confocali hanno mostrato che la maggior parte delle cellule tumorali sono organizzate in costellazioni di molti nuclei circondati da un'unica membrana plasmatica. Le immagini TEM hanno mostrato anche una separazione unica delle membrane plasmatiche e del citosol delle due cellule. I tumori trattati con immunoterapia hanno mostrato una maggiore prevalenza di tali strutture cellulari, in particolare nei siti in cui si è verificata l’apoptosi delle cellule tumorali. L’inibizione di questi fattori prima dell’immunoterapia potrebbe migliorare significativamente la loro efficacia terapeutica.

Conclusioni

Nel complesso, lo studio attuale ha rivelato una limitazione significativa dell’attuale immunoterapia. Ha rivelato un meccanismo di resistenza precedentemente sconosciuto che ha consentito alle cellule tumorali di sopportare l’uccisione immunomediata senza compromettere la loro immunogenicità.

Lo studio ha descritto un nuovo meccanismo di resistenza al blocco del checkpoint immunitario con implicazioni significative per l’immunoterapia antitumorale che potrebbe estendersi ad altri tumori maligni. Gutwillig et al. Utilizzando diversi modelli di tumore murino, è stato dimostrato che le cellule tumorali si riorganizzano quando vengono attaccate dal sistema immunitario nascondendosi l'una dentro l'altra e infilandosi così sotto molti strati della membrana cellulare. A questo punto, le cellule T killer potrebbero identificare la cellula esterna e iniettarvi granuli tossici, ma non possono raggiungere le cellule interne. Gutwillig et al. hanno identificato alcuni dei segnali che le cellule T killer rilasciano e riconoscono le cellule tumorali e hanno dimostrato che bloccarle potrebbe far sì che le cellule tumorali smettano di nascondersi e rendere l’immunoterapia più efficace. Questo nuovo approccio potrebbe influenzare la ricerca futura e aiutare a sviluppare nuove terapie contro il cancro o a migliorare i trattamenti esistenti.

Riferimento:

• 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

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