Zistilo sa, že prechodná tvorba nádorových buniek bunka v bunke vytvára rezistenciu voči imunoterapii

Zistilo sa, že prechodná tvorba nádorových buniek bunka v bunke vytvára rezistenciu voči imunoterapii

V nedávno publikovanej štúdii v eLife V časopise výskumníci ukázali, že nádorové bunky sa vyhýbajú imunoterapii vytvorením jedinečných prechodných bunkových štruktúr, ktoré sú odolné voči chemoterapii a deštrukcii T bunkami.

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

pozadia

Napriek niektorým pozoruhodným úspechom, imunoterapia proti rakovine, ktorá využíva vlastný imunitný systém na boj s rakovinou, už u mnohých pacientov nefunguje. Nie je jasné, prečo sa to deje, ale spôsob, akým imunitný systém napáda rakovinové bunky, môže hrať úlohu v tomto fenoméne.

Imunoterapie aktivujú špecializované zabíjačské T bunky, ktoré spúšťajú imunitnú odpoveď proti nádorom. Tieto bunky dokážu identifikovať rakovinové bunky a vstreknúť toxické granuly cez ich membrány, aby ich zabili. Zabíjačské T bunky však nie sú vždy účinné, pretože rakovinové bunky sa prirodzene dobre vyhýbajú detekcii. Počas liečby majú ich gény tendenciu mutovať, čo im dáva nové spôsoby, ako sa vyhnúť ľudskému imunitnému systému.

Je zaujímavé, že keď vedci analyzovali gény nádorových buniek, zistili, že mnohé z týchto génov kódujú proteíny rozpoznávané T bunkami, ktoré sa výrazne nemenia, čo naznačuje, že odolnosť nádorov voči imunite môže byť skôr fyzická ako genetická.

O štúdiu

V tejto štúdii výskumníci podrobne skúmali relaps nádoru pomocou myšacieho modelu, v ktorom sa nádory opakovali po úplnej regresii. Použili kombináciu adjuvans dendritických buniek a protilátok viažucich nádor na vyvolanie vysoko účinnej imunity T-buniek. Variant tejto terapie sa v súčasnosti testuje v multicentrickej štúdii fázy I. V niekoľkých myších modeloch imunita závislá od T-buniek indukovaná liečbou úplne eradikovala zavedené nádory. Avšak po približne 10 dňoch sa takmer u 50 % myší vyvinuli opakujúce sa nádory, ktoré boli rezistentné na následnú liečbu.

Vedci liečili myši s melanómom slezinnými CD8+ T bunkami, ktoré exprimujú T bunkové receptory (TCR) proti melanómovým antigénom gp100 alebo TRP2. Všimnite si, že antigénový glykoproteín 100 (gp100) je exprimovaný v takmer 61 % melanómov, po ktorom nasleduje proteín 2 súvisiaci s tyrozinázou (TRP2). Okrem toho tím testoval, či sú tieto T bunky infiltrujúce nádor (TIL) aktívne. Aby to urobili, preniesli ich do naivných myší a napadli ich nádorovými bunkami. Okrem toho skúmali zmeny v imunogenicite rezistentných bunkových línií po expresii gp100 a TRP2.

Tím vytvoril štyri bunkové línie B16F10, ktoré vykazovali recidívu nádoru po imunoterapii, aby analyzovali ich polohu neoantigénu v porovnaní s B16F10 z neliečených myší a vykonal celú exómovú analýzu (WES). Na posúdenie relevantnosti svojich zistení pre ľudí výskumníci zaznamenali neoantigénovú záťaž zistenú u pacientov s relapsom nemalobunkového karcinómu a melanómu po liečbe blokádou kontrolných bodov.

Výskumníci tiež enzymaticky štiepili liečené nádory a triedili živé melanómové bunky pomocou transmisnej elektrónovej mikroskopie (TEM). Aby sa zabezpečilo, že bunkové štruktúry viditeľné v TEM neboli vytvorené izolačným postupom, výskumníci analyzovali aj histologické rezy nádorov, ktorých jadrá a bunkové membrány boli fluorescenčne označené. Nakoniec výskumníci porovnali životaschopnosť a mieru apoptózy jednotlivých nádorových buniek s bunkami v bunke a ktorá signalizačná kaskáda kontrolovala štruktúry bunka v bunke.

Výsledky štúdie

Vedci v súčasnej štúdii urobili niekoľko dôležitých pozorovaní. Po prvé, nádorové bunky prežili imunoterapiu tak, že sa zorganizovali do prechodnej bunkovej formácie. Po druhé, rodičovské bunkové línie B16F10 a ich deriváty vytvorené po usmrtení T buniek boli podobne citlivé na zabíjanie T buniek. Celkovo tieto výsledky naznačujú, že prechodné mechanizmy in vivo určujú odolnosť rekurentných nádorov. Analýza sekvenovania ribonukleovej kyseliny (RNAseq) tiež ukázala, že všetky zavedené bunkové línie boli zoskupené v rámci podobných hlavných zložiek. Na rozdiel od toho, profil expresie TEM-triedených nádorových buniek z myší liečených imunoterapiou bol významne odlišný.

Je pozoruhodné, že proteíny prevažne exprimované na membráne T buniek aktivovaných interferónom-gama (IFNy) vylučovali granuly, ktoré sprostredkúvali tvorbu buniek v bunke. Tvorba buniek v bunke sprostredkovaná T bunkami bola teda riadená prevodníkom signálu a aktivátorom transkripcie 3 (STAT3) a reakciou včasného rastu 1 (EGR1). Konfokálne analýzy ukázali, že väčšina nádorových buniek je organizovaná do konštelácií mnohých jadier obklopených jednou plazmatickou membránou. Snímky TEM tiež ukázali jedinečnú separáciu plazmatických membrán a cytosólov týchto dvoch buniek. Nádory liečené imunoterapiou vykazovali zvýšenú prevalenciu takýchto bunkových štruktúr, najmä v miestach, kde došlo k apoptóze nádorových buniek. Inhibícia týchto faktorov pred imunoterapiou by mohla výrazne zlepšiť ich terapeutickú účinnosť.

Závery

Celkovo súčasná štúdia odhalila významné obmedzenie súčasnej imunoterapie. Odhalil predtým neznámy mechanizmus rezistencie, ktorý umožnil nádorovým bunkám vydržať imunitne sprostredkované zabíjanie bez toho, aby bola ohrozená ich imunogenicita.

Štúdia opísala nový mechanizmus rezistencie na blokádu imunitných kontrolných bodov s významnými dôsledkami pre imunoterapiu rakoviny, ktorá sa môže rozšíriť na iné zhubné nádory. Gutwillig a kol. Pomocou niekoľkých modelov myších nádorov sa ukázalo, že nádorové bunky sa pri napadnutí imunitným systémom samy reorganizujú tak, že sa skryjú do seba a dostanú sa tak pod mnohé vrstvy bunkovej membrány. V tomto bode by zabíjačské T bunky mohli identifikovať vonkajšiu bunku a vstreknúť do nej toxické granuly, ale nemôžu sa dostať k bunkám vo vnútri. Gutwillig a kol. identifikovali niektoré zo signálov, ktoré zabíjačské T bunky uvoľňujú a rozpoznávajú rakovinové bunky a ukázali, že ich blokovanie môže spôsobiť, že sa rakovinové bunky prestanú skrývať a imunoterapia bude účinnejšia. Tento nový prístup by mohol ovplyvniť budúci výskum a pomôcť vyvinúť nové terapie rakoviny alebo zlepšiť existujúcu liečbu.

Referencia:

• 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

.