Stwierdzono, że przejściowe tworzenie się komórek nowotworowych typu komórka w komórce zwiększa oporność na immunoterapię

Stwierdzono, że przejściowe tworzenie się komórek nowotworowych typu komórka w komórce zwiększa oporność na immunoterapię

W niedawno opublikowanym badaniu w e-Życie W czasopiśmie naukowcy wykazali, że komórki nowotworowe wymykają się immunoterapii, tworząc unikalne, przejściowe struktury komórka w komórce, które są odporne na chemioterapię i zniszczenie przez limfocyty T.

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

tło

Pomimo kilku znaczących sukcesów, immunoterapie nowotworowe, które wykorzystują własny układ odpornościowy organizmu do walki z rakiem, nie są już skuteczne w przypadku wielu pacjentów. Nie jest jasne, dlaczego tak się dzieje, ale sposób, w jaki układ odpornościowy atakuje komórki nowotworowe, może odgrywać rolę w tym zjawisku.

Immunoterapie aktywują wyspecjalizowane limfocyty T zabójcze, które wyzwalają odpowiedź immunologiczną przeciwko nowotworom. Komórki te potrafią identyfikować komórki nowotworowe i wstrzykiwać toksyczne granulki przez ich błony, aby je zabić. Jednakże limfocyty T zabójcze nie zawsze są skuteczne, ponieważ komórki nowotworowe z natury dobrze unikają wykrycia. Podczas leczenia ich geny mają tendencję do mutacji, co daje im nowe sposoby na uniknięcie ludzkiego układu odpornościowego.

Co ciekawe, kiedy naukowcy analizowali geny komórek nowotworowych, odkryli, że wiele z tych genów koduje białka rozpoznawane przez limfocyty T, które nie zmieniają się znacząco, co sugeruje, że oporność nowotworów na odporność może mieć raczej charakter fizyczny niż genetyczny.

O badaniu

W niniejszym badaniu naukowcy szczegółowo zbadali nawrót nowotworu, korzystając z modelu mysiego, w którym guz powrócił po całkowitej regresji. Zastosowali kombinację adiuwantu komórek dendrytycznych i przeciwciał wiążących nowotwór, aby wywołać wysoce skuteczną odporność limfocytów T. Wariant tej terapii jest obecnie testowany w wieloośrodkowym badaniu I fazy. W kilku modelach mysich indukowana leczenie odporność zależna od limfocytów T całkowicie wyeliminowała ustalone nowotwory. Jednakże po około 10 dniach u prawie 50% myszy wystąpiły nawracające nowotwory, które były oporne na kolejne leczenie.

Naukowcy leczyli myszy chore na czerniaka limfocytami T CD8+ śledziony, które wykazują ekspresję receptorów komórek T (TCR) przeciwko antygenom czerniaka gp100 lub TRP2. Należy zauważyć, że antygenowa glikoproteina 100 (gp100) ulega ekspresji w prawie 61% czerniaków, a następnie w białku 2 związanym z tyrozynazą (TRP2). Ponadto zespół zbadał, czy komórki T naciekające nowotwór (TIL) są aktywne. Aby to zrobić, przenieśli je do naiwnych myszy i poddali je działaniu komórek nowotworowych. Ponadto zbadali zmiany w immunogenności opornych linii komórkowych poza ekspresją gp100 i TRP2.

Zespół ustalił cztery linie komórkowe B16F10, które wykazywały nawrót guza po immunoterapii, aby przeanalizować ich pozycję neoantygenu w porównaniu z B16F10 od nieleczonych myszy i przeprowadził analizę całego egzomu (WES). Aby ocenić znaczenie swoich odkryć dla ludzi, naukowcy zarejestrowali ładunek neoantygenów wykryty u pacjentów z nawrotowym rakiem niedrobnokomórkowym i czerniakiem po leczeniu blokadą punktów kontrolnych.

Naukowcy trawili także enzymatycznie leczone nowotwory i sortowali żywe komórki czerniaka za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM). Aby mieć pewność, że struktury komórkowe widoczne w TEM nie powstały w wyniku procedury izolacji, badacze przeanalizowali także skrawki histologiczne nowotworów, których jądra i błony komórkowe były znakowane fluorescencyjnie. Na koniec badacze porównali żywotność i tempo apoptozy poszczególnych komórek nowotworowych z komórką w komórce i sprawdzili, która kaskada sygnalizacyjna kontroluje struktury komórka w komórce.

Wyniki badań

W bieżącym badaniu naukowcy poczynili kilka ważnych obserwacji. Po pierwsze, komórki nowotworowe przetrwały immunoterapię, organizując się w przejściową formację komórka w komórce. Po drugie, rodzicielskie linie komórkowe B16F10 i ich pochodne powstałe po zabiciu limfocytów T były podobnie podatne na zabijanie limfocytów T. Podsumowując, wyniki te sugerują, że przejściowe mechanizmy in vivo determinują oporność nawracających nowotworów. Analiza sekwencjonowania kwasu rybonukleinowego (RNAseq) wykazała również, że wszystkie ustalone linie komórkowe pogrupowano w ramach podobnych głównych składników. Natomiast profil ekspresji komórek nowotworowych sortowanych za pomocą TEM od myszy leczonych immunoterapią był znacząco różny.

Co ciekawe, białka ulegające ekspresji głównie na błonie limfocytów T aktywowanych interferonem gamma (IFNγ) wydzielały granulki, które pośredniczyły w tworzeniu się komórki w komórce. Tworzenie komórek za pośrednictwem komórek T było zatem kontrolowane przez przetwornik sygnału i aktywator transkrypcji 3 (STAT3) i odpowiedź wczesnego wzrostu 1 (EGR1). Analizy konfokalne wykazały, że większość komórek nowotworowych jest zorganizowana w konstelacje wielu jąder otoczonych pojedynczą błoną plazmatyczną. Obrazy TEM wykazały również wyjątkowe oddzielenie błon plazmatycznych i cytozolów obu komórek. W przypadku nowotworów leczonych immunoterapią zaobserwowano zwiększoną częstość występowania takich struktur komórkowych, szczególnie w miejscach, w których wystąpiła apoptoza komórek nowotworowych. Zahamowanie tych czynników przed immunoterapią mogłoby znacząco poprawić ich skuteczność terapeutyczną.

Wnioski

Ogólnie rzecz biorąc, obecne badanie ujawniło istotne ograniczenia obecnej immunoterapii. Ujawniło nieznany wcześniej mechanizm oporności, który umożliwił komórkom nowotworowym przetrwanie zabijania na drodze układu odpornościowego bez uszczerbku dla ich immunogenności.

W badaniu opisano nowy mechanizm oporności na blokadę punktów kontrolnych układu odpornościowego, mający istotne implikacje dla immunoterapii nowotworów, która może obejmować także inne nowotwory. Gutwillig i in. Korzystając z kilku mysich modeli nowotworów, wykazano, że komórki nowotworowe reorganizują się pod wpływem ataku układu odpornościowego, ukrywając się wewnątrz siebie i w ten sposób przedostając się pod wiele warstw błony komórkowej. W tym momencie limfocyty T zabójcy mogą zidentyfikować komórkę zewnętrzną i wstrzyknąć do niej toksyczne granulki, ale nie mogą dotrzeć do komórek znajdujących się wewnątrz. Gutwillig i in. zidentyfikowali niektóre sygnały uwalniane przez limfocyty T zabójcze i rozpoznają komórki nowotworowe oraz wykazali, że ich blokowanie może sprawić, że komórki nowotworowe przestaną się ukrywać i zwiększy skuteczność immunoterapii. To nowatorskie podejście może mieć wpływ na przyszłe badania i pomóc w opracowaniu nowych terapii przeciwnowotworowych lub ulepszeniu istniejących metod leczenia.

Odniesienie:

• 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

.