Protinádorová účinnosť a vyčerpanie buniek CD8 plus T bunky: Molekulárne pohľady, časť 1

Abstraktné

Imunita hostiteľa má zásadnú úlohu v klinickom manažmente rakoviny. Preto je výhodné zvoliť terapie, ktoré môžu podporiť smrť nádorových buniek a súčasne posilniť imunitu hostiteľa. Dynamické nádorové mikroprostredie (TME) určuje, či antineoplastický liek vyvolá priaznivé alebo znevažujúce imunitné reakcie z lymfocytov infiltrujúcich nádor (TIL). CD8 plus T bunky sú jednou z primárnych imunitných buniek infiltrujúcich nádor, ktoré poskytujú protinádorové reakcie. Tu uvádzame prehľad vplyvu rôznych faktorov v TME na vyčerpanie a prežitie CD8 plus T buniek a možné stratégie na obnovenie funkcie efektora CD8 plus T buniek prostredníctvom imunoterapie.

Vzťah medzi vyčerpaním buniek a imunitou je veľmi úzky.

Bunky sú základnými jednotkami, ktoré tvoria naše telo, a ich živý stav je rozhodujúci pre naše zdravie. Naše bunky sa však časom vyčerpávajú. Toto vyčerpanie môže byť spôsobené rôznymi faktormi, ako je znečistenie životného prostredia, nevyvážená strava a stres.

Keď sú bunky vyčerpané, oslabujú a vyčerpávajú sa, čo spôsobuje pokles našej imunity. Naše telo potrebuje bunky na produkciu imunitných buniek na boj proti vírusom a baktériám, ktoré napadajú naše telo. Ak naše bunky nefungujú optimálne, náš imunitný systém je čoraz slabší a náchylnejší na infekcie. Vďaka tomu budeme náchylnejší na rôzne choroby, ktoré ovplyvnia náš život a prácu.

Existujú však kroky, ktoré môžeme podniknúť, aby sme spomalili vyčerpávanie našich buniek. Napríklad udržiavať dobré stravovacie návyky a prijímať dostatok živín a vody; cvičiť viac na udržanie fyzickej kondície; znížiť stres na udržanie zdravého duševného stavu.

Okrem toho sa môžeme rozhodnúť aj pre užívanie niektorých prírodných doplnkov, ktoré pomôžu našim bunkám zostať nažive. Napríklad rybí tuk, vitamín D a vitamín E atď.

Jedným slovom, ak dokážeme prijať nejaké účinné opatrenia na udržanie vitality buniek, potom bude naša imunita silnejšia a lepšie odolávať invázii rôznych vírusov a baktérií, aby sme si udržali zdravie a šťastie. Je vidieť, že si musíme zlepšiť imunitu. Cistanche dokáže výrazne zlepšiť našu imunitu. Polysacharidy v mäse môžu regulovať imunitnú odpoveď ľudského imunitného systému, zlepšiť stresovú schopnosť imunitných buniek a posilniť imunitu imunitných buniek. Baktericídny účinok.

Kliknite na výhody cistanche tubulosa

Upútavka:

Terapie rakoviny ovplyvňujú plasticitu mikroprostredia nádoru (TME) a ​​menia protinádorové reakcie sprostredkované CD8 plus T bunkami. Preto je pochopenie plasticity TME a jej vplyvu na imunitný systém kľúčové pre navrhnutie úspešnej liečby rakoviny.

Kľúčové slová

lymfocyty infiltrujúce nádor; CD8 plus T bunka; nádorové mikroprostredie; imunoterapia; chemoterapeutické činidlá.

Úvod

Správne pochopenie imunity hostiteľa a jej úlohy pri rakovine je rozhodujúce pre úspešnú liečbu rakoviny. Vzhľadom na obrovský význam imunitného systému pri liečbe rakoviny sa na liečbu rôznych malignít používa niekoľko imunomodulačných liečiv a imunoterapeutických činidiel. Typickými príkladmi imunomodulačných činidiel sú cytokíny vrátane interferónov (IFN), interleukínu-2 (IL-2), IL-11, faktora stimulujúceho kolónie granulocytov a makrofágov (GM-CSF) a erytropoetín [1]. Klasickým príkladom imunomodulačných liečiv v klinickom použití je talidomid, lenalidomid a pomalidomid [2].

Tieto tri liečivá indukujú bunkové uvoľňovanie IL-2 [2]. Podobne ako imunomodulačné lieky schválil Úrad pre kontrolu potravín a liečiv USA (FDA) inhibítory imunitného kontrolného bodu, ktoré môžu cieliť na koinhibičné molekuly T buniek, vrátane cytotoxického antigénu 4 spojeného s T lymfocytmi (CTLA-4), proteínu programovanej bunkovej smrti (PD-1) a ligandom programovanej smrti 1 (PD-L1).

Tieto imunoterapeutiká preukázali účinnosť pri zvyšovaní protinádorových účinkov sprostredkovaných T bunkami pri rôznych malignitách, vrátane melanómu, nemalobunkového karcinómu pľúc (NSCLC) a iných druhov rakoviny [3]. CTLA-4 a PD-1 regulujú periférne aj tumor-infiltrujúce T bunky. V periférnom imunitnom systéme CTLA-4 reguluje proliferáciu T buniek v lymfatických uzlinách počas skorej imunitnej odpovede. PD-1 však pôsobí počas neskoršej fázy imunitnej odpovede a inhibuje funkciu T buniek [4]. CTLA-4 je exprimovaný hlavne na regulačných T bunkách (Tregs); v rámci nádorov sa však PD-1 primárne exprimuje na vyčerpaných T bunkách [3]. Niekoľko nádorov exprimuje PD-L1 a interaguje s T bunkami exprimujúcimi PD-1; táto interakcia podporuje narušenú funkciu efektora T buniek [5].

Nádorové bunky podporujú vytvorenie protumorogénneho lokálneho prostredia, známeho tiež ako TME. TME zahŕňa lymfatické a krvné cievy, extracelulárnu matricu (ECM), stromálne bunky (napr. fibroblasty), lymfocyty, neutrofily, prirodzené zabíjačské (NK) bunky, NK-T bunky, makrofágy spojené s nádorom (TAM), RNA, vylučované proteíny a malé organely [6]. Na základe prítomnosti imunitných buniek sú TME klasifikované ako zapálené, imunologicky nevedomé alebo imunitné púšte [7]. Na základe prítomnosti a neprítomnosti infiltrátov T buniek možno zapálený TME rozdeliť na TME so zápalom T buniek verzus TME bez zápalu T buniek. TME zapálená T bunkami obsahuje T bunky a ich podskupiny a chemokíny [8].

Obsahuje tiež makrofágy, B bunky a plazmatické bunky, zatiaľ čo TME nezapálené T bunkami pozostáva hlavne z makrofágov [9]. Naopak, imunologický ignorantský TME nemá aktivačné markery na T bunkách. Imunologická ignorancia označuje stav, v ktorom komponenty adaptívneho imunitného systému nie sú schopné rozpoznať alebo reagovať na patogény alebo nádorové antigény [10]. Imunitný púštny TME je imunitne zanedbaná oblasť v nádore, ktorej chýbajú funkčné efektorové T bunky [11].

Preprogramovanie obyvateľov TME priamo alebo nepriamo ovplyvňuje imunitné a stromálne bunky, čo následne reguluje rast a prežitie rakovinových buniek [12]. TME možno považovať za bojovú zónu, v ktorej hostiteľské imunitné a neimunitné bunky interagujú s nádorovými bunkami a uvoľňuje sa niekoľko rozpustných mediátorov, vrátane IL. Plasticita nádorových buniek indukuje polarizáciu TME buď v imunosupresívnom alebo zápalovom smere. Imunosupresívne prostredie TME oslabuje protinádorovú imunitu hostiteľa, čo vedie k progresii nádoru a rastu rakovinových buniek [13]. Význam TME je ilustrovaný v prípade neuroblastómu, ktorý postihuje predovšetkým deti.

Aj keď je onkogén MYCN u mnohých pacientov zmutovaný, terapia cielená na MYCN neovplyvňuje neuroblastóm. Mutácia MYCN však nie je zodpovedná len za zhubné nádory neuroblastómu; TME tiež významne prispieva k tumorigenéze neuroblastómu, a preto by sa mali zvážiť stratégie zamerané na nádorové bunky aj TME [14,15]. Podobne ako MYCN je c-MYC ďalším protoonkogénom s dôležitou úlohou pri regulácii imunitnej odpovede v TME [16]. c-MYC bráni imunoterapii rakoviny, a preto inhibítor Myc MYCi361 a jeho vylepšený analóg MYCi975 môžu senzibilizovať nádory na imunoterapiu anti-PD1 [17]. Na rozdiel od c-MYC je strata fosfatázy a homológu tenzínu (PTEN) v nádore spojená s imunosupresívnou TME [18]. Podobne ako pri strate PTEN sa uvádza, že strata pečeňovej kinázy B1 (LKB1), serín/treonínkinázy, reguluje TME a spôsobuje dysreguláciu sekrécie cytokínov a chemokínov, vrátane CCL2, a zvýšený nábor protumorogénnych makrofágov [19 ].

Imunoterapeutický prístup na vyvolanie smrti nádorových buniek T bunkami infiltrujúcimi nádor, zameraných na špecifické antigény exprimované na nádorových bunkách, je novou oblasťou liečby rôznych malignít. Nedávne štúdie ukázali, že vyčerpanie a funkčné poškodenie T buniek v TME sú definujúce znaky mnohých druhov rakoviny. Preto dôkladné pochopenie vnútorných vlastností T buniek, ako je ich prežitie a efektorové funkcie, bude základom pre obnovenie protinádorovej imunitnej odpovede [20]. Prítomnosť imunitných buniek, najmä T buniek v TME, určuje, či je nádor horúci (zapálené T bunky) alebo studené (T bunky nezapálené) [8].

Horúce nádory exprimujú chemokíny, markery T buniek a signatúry IFN I, ktoré regulujú celkovú nádorovú imunitu [8]. Význam TIL v nádorovej imunite ilustruje metastatický melanóm, pri ktorom sa infiltrácia T-buniek považuje za prognostický biomarker v reakcii na terapiu. Analýza medzinádorových počtov CD8 plus T buniek však ukázala heterogenitu pre synchrónne a metachrónne metastázy. V synchrónnych nádoroch bola hustota CD8 plus T buniek porovnateľná; avšak v metachrónnych nádoroch bola hustota CD8 plus T buniek variabilná [21]. Tieto pozorovania naznačujú, že heterogenita infiltrácie CD8 plus T buniek do nádorov riadi diferenciálnu imunitu.

Nádorová imunita je viacstupňový proces. Počas počiatočného štádia nádorové bunky s onkogénnou mutáciou (mutáciami) exprimujú špecifické antigény, ktoré odlišujú rakovinové bunky od zdravých buniek a pomáhajú imunitným bunkám (tj bunkám prezentujúcim antigén; APC) rozpoznať špecifické nádorové antigény. APC prezentujú nádorové antigény T bunkám v lymfatických uzlinách a táto interakcia medzi APC a T bunkami vedie k aktivácii a aktivácii T buniek. Aktivované T bunky migrujú a infiltrujú do nádoru cez cirkuláciu. T bunky infiltrujúce nádor rozpoznávajú špecifický antigén (antigény) na rakovinových bunkách a nakoniec ich zničia. Odumierajúce nádorové bunky ďalej uvoľňujú antigén(y), čo zabezpečuje cyklus nádorovej imunity [22].

Niekoľko faktorov, vrátane cytokínov, kináz a bunkových metabolitov, reguluje prežitie a efektorovú funkciu T buniek infiltrujúcich nádor. V tomto prehľade diskutujeme o rôznych faktoroch odvodených od TME, ktoré ovplyvňujú dysfunkciu CD8 plus T buniek infiltrujúcich nádor, a zvažujeme rôzne stratégie, ktoré môžu pomôcť obnoviť ich funkciu a prežitie, aby sa ďalej zvýšila účinnosť imunoterapie.

Infiltrácia CD8 plus T buniek v solídnych nádoroch

Presluchy medzi periférnym imunitným systémom a TME sú rozhodujúce pre protinádorové reakcie efektorových CD8 plus T buniek. Preto je správne pochopenie periférnych a tumor-infiltrujúcich T buniek kľúčové z terapeutického hľadiska. K aktivácii, expanzii a migrácii T buniek špecifických pre nádorové antigény dochádza v lokálnom periférnom lymfoidnom orgáne, najmä v lymfatických uzlinách odvodňujúcich nádor (dLN). dLN-rezidentné T bunky sú aktivované rozpustnými antigénmi nádoru, nádorovými fragmentmi a apoptotickými nádorovými bunkami.

Dendritické bunky (DC) môžu tiež prenášať nádorové antigénne peptidy z nádoru do dLN [23]. Počas neskorých štádií rakoviny CD8 plus T bunky v lymfoidných orgánoch myší a pacientov s nádorom strácajú svoju efektorovú funkciu, čo v konečnom dôsledku znižuje protinádorovú odpoveď [24]. TIL sú jednou z integrálnych a podstatných súčastí TME. Mononukleárne imunitné bunky infiltrujúce nádor tvoria významnú frakciu TIL a slúžia ako prediktívny indikátor účinnosti liečiva pri niekoľkých rakovinách. TIL majú zásadnú úlohu pri vytváraní buď pro- alebo protinádorového TME, ovplyvňujúceho progresiu nádoru a rezistenciu na liečbu [25]. T lymfocyty sú významnými zložkami TIL, z ktorých CD4 plus, CD8 plus a Tregs sa často pozorujú pri rôznych rakovinách. CD8 plus T bunky majú kľúčovú úlohu v protinádorových imunitných odpovediach hostiteľa v spojení s CD4 plus T bunkami. CD8 plus T bunky uvoľňujú granzým B, perforín a IFN- a pôsobia ako cytotoxické bunky, ktoré v konečnom dôsledku zabíjajú rakovinové bunky. Analýzy súborov údajov Cancer Genome Atlas (TCGA) s použitím Oncomine Platform (Thermo Fisher, Ann Arbor, MI, USA) na expresiu génu CD8 pri malignitách, ako sú nádory mozgu, prsníka, kolorektálneho (CRC) a vaječníkov, ukázali, že expresia génu CD8 je downregulovaný v mozgu, CRC a rakovine vaječníkov, ale nezmenený pri rakovine prsníka (obrázok 1a–d).

Analýzy melanómu a rakoviny pľúc s použitím súborov údajov TCGA však nenaznačovali žiadny veľký rozdiel v počte kópií CD8A medzi normálnymi a malígnymi tkanivami (obrázok 1e, f). Súbory údajov TCGA naznačujú heterogenitu expresie génu CD8 pri rôznych malignitách. V nádore sídliace CD8 plus T bunky (TIL) sú hlavne pamäťové T bunky, a preto sa nazývajú tkanivovo rezidentné pamäťové (TRM) T bunky. Bunky TRM sa vyznačujú vysokou expresiou povrchových markerov CD103 a/alebo integrínov CD49a a markera aktivácie T buniek, CD69 [26]. Mechanizmy antigén-špecifickej aktivácie, expanzie a migrácie do nádoru CD8 plus T buniek sú uvedené na obrázku 2.
Okrem TRM T buniek existuje v TME niekoľko ďalších fenotypov CD8 plus T buniek. Za dôležitý pre protinádorové odpovede sa považuje najmä kmeňový fenotyp CD8 plus T buniek [6]. Kmeňové CD8 plus T bunky sa diferencujú na efektorové cytotoxické CD8 plus T bunky a lokalizujú sa v nike nádoru, kde sú populácie APC bohaté [6]. Existujú však niektoré malignity, pri ktorých sú APC v nádoroch minimálne a zodpovedajú zníženej infiltrácii CD8 plus T buniek, čo vedie k imunitnému úniku nádorov. V neprítomnosti adekvátnych APC je aktivácia CD8 plus T buniek značne ohrozená.

Je zaujímavé, že tumor-infiltrujúce CD8 plus T bunky môžu tiež slúžiť ako náhodná aktivácia, kde T bunky aktivované pre špecifický antigén môžu reagovať aj proti nepríbuznému antigénu (antigénom) [27]. Napríklad pri CRC a rakovine pľúc CD8 plus T bunky infiltrujúce nádor vykazujú reaktivitu s nádorovými antigénmi, ako aj s nepríbuznými antigénmi, ako je vírus Epstein-Barrovej (EBV), ľudský cytomegalovírus (HCMV) alebo vírus chrípky [28]. Prítomnosť okolostojacich CD8 plus T buniek v nádore môže zabrániť jeho imunitnému úniku. Posledne uvedený je protumorový fenomén, ktorý vedie k rastu a prežitiu nádorových buniek a zlyhaniu reakcie na protinádorové reakcie spúšťané CD8 plus T bunkami. Znížená infiltrácia CD8 plus T buniek je tiež regulovaná imunitnými supresívnymi mechanizmami sprostredkovanými prostredníctvom indolamínu-2, 3-dioxygenázy (IDO), PD-L1/B7-H1 a FoxP3 plus Tregs [29]. Rádioterapia rakoviny tiež ovplyvňuje nádorovú infiltráciu CD8 plus T buniek.

Rádioterapia spôsobuje poškodenie krvných ciev v TME, čo umožňuje infiltráciu TAM, myeloidných supresorových buniek (MDSC) a Tregs, ktoré v konečnom dôsledku oslabujú infiltráciu CD8 plus T buniek do nádoru, čo vyvoláva imunosupresiu [30]. Nádor infiltrujúce CD8 plus T bunky sú prognosticky a prediktívne dôležité pri malignitách prsníka [31]. Prediktívna hodnota TIL je relevantná najmä pri triple-negatívnych karcinómoch prsníka (TNBC) a karcinómoch prsníka s ľudským receptorom epidermálneho rastového faktora 2 (HER2 plus) [32]. TNBC sú karcinómy prsníka s prevahou lymfocytov, ktoré vykazujú zhluky lymfocytových infiltrátov [33]. Je zaujímavé, že infiltrácia T-buniek do nádorov TNBC je spojená s celkovým prežitím [34]. Pri HER2 plus karcinóme prsníka však infiltrácia lymfocytov priamo nekoreluje s prežitím [35]. Podobne ako TNBC, zvýšené TIL a znížené Tregs korelujú so zlepšeným prežitím u pacientok s rakovinou vaječníkov [36]. Na rozdiel od TNBC nemá pankreatický duktálny adenokarcinóm (PDAC) definovanú nádorovú infiltráciu CD8 plus T buniek; avšak PDAC TME je zaplavený zápalovými bunkami. V PDAC prítomnosť zápalových infiltrátov v TME urýchľuje rast nádoru a metastázy a potláča efektorovú funkciu cytotoxických CD8 plus T buniek [37]. \

Tieto príklady spoločne naznačujú, že tumor-infiltrujúce CD8 plus T bunky majú zásadnú úlohu pri regresii tumoru a celkovom prežití. Heterogénna infiltrácia CD8 plus T buniek do nádorov však zostáva nejasná v rôznych nádoroch. Táto distribúcia môže byť regulovaná niekoľkými faktormi, vrátane cytokínového prostredia v TME, stavu proteínkináz a zmeny metabolického stavu.

Cytokíny a ich úloha pri infiltrácii CD8 plus T buniek do nádoru

Cytokíny sú skupinou malých sekrečných proteínov tvorených rôznymi typmi buniek, vrátane imunitných a nádorových buniek. Cytokíny sú rozhodujúcimi regulátormi plasticity TME a majú významnú úlohu pri infiltrácii CD8 plus T buniek a efektorovej funkcii (tabuľka 1). IL-2 reguluje aktiváciu a proliferáciu CD8 plus T buniek a indukuje protinádorové reakcie sprostredkované CD8 plus T bunkami [38].

Tiež synergizuje s IL{0}} a IFN- pri zvyšovaní cytotoxickej funkcie CD8 plus T buniek infiltrujúcich nádor [39]. Na rozdiel od týchto cytokínov niekoľko ďalších cytokínov, vrátane IL-10 a IL-35, potláča protinádorovú funkciu tumor-infiltrujúcich CD8 plus T buniek [40]. IL-10 je imunosupresívny cytokín, ktorý ovplyvňuje reaktiváciu tumoru CD8 plus T-buniek hlavne prostredníctvom regulácie produkcie IFN- [41]. IL-10 a IL{15}} uvoľňujú Tregs a zvyšujú reguláciu koinhibičných proteínov, ako je expresia PD-1, PD-L1 a CTLA-4 na CD8 infiltrujúcom nádor plus T bunky. Koinhibičné molekuly T buniek podporujú dysfunkciu pri aktivácii, expanzii, efektorovej funkcii a prežití T ​​buniek. Kombinovaná sieť koinhibičných proteínov IL-10 a IL{25}} potláča efektorovú funkciu a indukuje vyčerpanie v tumor-infiltrujúcich CD8 plus T bunkách [40]. Okrem uvoľňovania IL-10 a IL-35, Tregs tiež interagujú s CD11c plus DC a znižujú aktiváciu a expanziu CD8 plus T buniek v nádore. Nedávne štúdie ukázali, že deplécia Tregs v PDAC zvyšuje infiltráciu IFN- -produkujúcich cytotoxické CD8 plus T bunky do nádoru [42]. Uvádza sa, že ďalší esenciálny cytokín, transformujúci rastový faktor-beta (TGF-), zohráva úlohu pri raste/prežití nádoru a imunite hostiteľa. TGF- indukuje imunosupresiu u hostiteľa a pomáha nádoru uniknúť z imunitného systému [43]. Bolo teda publikované, že zoslabenie TGF podporuje protinádorové reakcie sprostredkované CD8 plus T bunkami [43].

Podobne štúdia na myšom modeli PDAC ukázala, že adoptívny prenos TGF-necitlivých CD8 plus T buniek vyvolal regresiu nádoru [44]. IL-4 a IL-12 podobne nepriaznivo ovplyvňujú funkciu efektora CD8 plus T buniek ovplyvnením expanzie CD8 plus Tregs pomocou Foxp3−IL-10 plus fenotypu [45]. Uvádza sa, že tumor nekrotizujúci faktor alfa (TNF- ) uvoľňovaný rakovinovými a stromálnymi bunkami indukuje apoptózu v tumor-infiltrujúcich CD8 plus T bunkách [46].

Okrem imunosupresívnych cytokínov sú v TME prítomné protizápalové cytokíny, ktoré pomáhajú obnoviť funkciu cytotoxických CD8 plus T buniek. Pleiotropný cytokín, IL-15, je vylučovaný rôznymi imunitnými a neimunitnými bunkami a je spojený so zápalom a obrannou imunitou [47]. IL-15 indukuje NK, NK-T a cytotoxické CD8 plus T bunky a považuje sa za potenciálneho kandidáta na imunoterapiu rakoviny [48]. Úloha IL-15 pri podpore protinádorových reakcií bola preukázaná pri rakovine vaječníkov. Antigén ovariálneho nádoru naložený na cytokínovo vyzreté ľudské DC spolu s kombináciou IL-15 a inhibítora p38 indukoval odpovede sprostredkované CD4 plus Th17- a cytotoxicitu CD8 plus T buniek [49].

Pomocné bunky Th17 sú podskupinou CD4 plus T buniek, ktoré uvoľňujú prozápalový cytokín, IL-17, ktorý tiež zvyšuje protinádorovú imunitu. V modeli rakoviny vaječníkov vyvolal IL-17 v TME protinádorové imunitné odpovede [49]. IL-18, tiež známy ako IFN{6}}indukujúci faktor (IGIF), je protinádorový cytokín a podporuje aktiváciu T buniek [50]. V syngénnych a humanizovaných nádorových modeloch blokáda ektoenzýmu CD39 indukovala uvoľňovanie aktívneho IL-18 a podnietila expanziu tumor-infiltrujúcich CD8 plus efektorových T buniek [51]. Preto rastie záujem o identifikáciu cytokínov v TME, aby sa porozumeli ich funkciám pri regulácii CD8 plus T buniek infiltrujúcich nádor a ktoré by sa mohli použiť na zmenu dynamiky TME na obnovenie protinádorovej účinnosti CD8 plus T buniek.

Cytokíny s malou molekulovou hmotnosťou, tiež známe ako chemokíny, majú regulačnú úlohu pri migrácii T-buniek. Migrácia efektorových T buniek je kľúčovým krokom potrebným pre protinádorovú odpoveď. Chemokíny regulujú infiltráciu T buniek v TME. Asociácia medzi infiltráciou T buniek a chemokínovým receptorom CXCR3 a ligandmi CXCL9, CXCL10 a CXCL11 pri získavaní CD8 plus T buniek, Th1 buniek a NK buniek bola hlásená v nádoroch [52]. Chemokíny exprimované v melanómoch zahŕňajú CCL2, CCL3, CCL4, CCL5, CCL19, CCL21, CXCL9, CXCL10, CXCL11 a CXCL13 a sú spojené s infiltráciou lymfocytov [53]. Je zaujímavé, že expresia transkriptu CD8 je úzko spojená s vyššou expresiou CCL2, CCL4, CCL5, CCL19, CCL21, CXCL9, CXCL10, CXCL11, CXCL13 a XCL2 v lymfocytoch infiltrujúcich melanómové nádory [53].

Vzhľadom na kľúčovú úlohu cytokínov/chemokínov pri regulácii protinádorových reakcií CD8 plus T buniek sa terapia založená na cytokíne používa pri rôznych rakovinách. Jednou z prvých terapií rakoviny na báze cytokínov bola terapia založená na IL-2-. Systémová liečba IL-2 sa používa na vyvolanie protirakovinovej imunitnej odpovede pri metastatickom melanóme a rakovine obličiek; avšak systémová liečba IL-2 (tj aldesleukín) je spojená s toxicitou [54]. Nízkodávkový IL-2-derivát PEGylovaný IL-2 (tj NKTR-214) však ukázal sľubnú protinádorovú účinnosť s prijateľnou toxicitou [54]. Tieto nové výsledky naznačujú sľubnú terapeutickú budúcnosť pre terapiu rakoviny založenú na cytokínoch na zlepšenie protinádorových účinkov sprostredkovaných T bunkami.

Imunoterapeutiká na zosilnenie tumor-infiltrujúcich CD8 plus T buniek

Významný výskum sa zameral na nájdenie imunoterapeutických prístupov na zvýšenie a obnovenie funkcií CD8 plus T buniek infiltrujúcich nádor na terapiu rakoviny. Dysfunkcia CD8 plus T buniek je u solídnych nádorov relatívne bežná, a preto bolo navrhnutých niekoľko prístupov na zvýšenie infiltrácie CD8 plus T buniek a obnovenie ich funkcií. Niektoré z testovaných metód zahŕňajú terapeutické použitie protilátok inhibítora kontrolného bodu (CPI), kostimulačných molekúl T buniek, agonistických protilátok, chimérických antigénových receptorov (CAR)-T buniek, TCR-transdukovaných T buniek a terapiu rakoviny na báze TIL ( Obrázok 3).

Zacielenie na koinhibičnú os T buniek pri liečbe rakoviny

Uvádza sa, že expresia koinhibičných molekúl T buniek (PD1, PD-L1 a CTLA-4) zmierňuje aktiváciu, funkcie a prežitie T buniek. Dôležité je, že blokáda týchto koinhibičných molekúl preprogramuje funkcie T buniek pri niekoľkých rakovinách [55]. Takáto blokáda však preukázala obmedzený prínos proti určitým typom hematologickej a solídnej rakoviny.

Koinhibičné molekuly T buniek, CTLA-4 a PD1, sú kľúčovými regulátormi centrálnej a periférnej tolerancie. Progenitory T buniek pochádzajú z kostnej drene a podliehajú vývoju v týmusu, kde nezrelé T bunky proliferujú a vytvárajú celý rad TCR v dôsledku rekombinácie génových segmentov TCR [56]. T bunky, ktoré sa môžu viazať na vlastné antigény, sú odstránené, aby sa zabránilo autoreaktivite prostredníctvom procesu nazývaného „centrálna tolerancia“. Hoci je to užitočné na prevenciu autoimunitnej reaktivity, nie je to vhodné na protirakovinovú odpoveď [57]. CTLA-4 sa významne podieľa na centrálnej tolerancii a počas vývoja T buniek reguluje CTLA-4 efektorové a regulačné T bunky [58]. Jedným z mechanizmov, ktorým CTLA-4 reguluje toleranciu T buniek, je zvýšenie prahu aktivácie T buniek. Minimálna imunitná odpoveď vyplývajúca zo zvýšeného prahu aktivácie T buniek proti vlastnému peptidu (peptidom) je priaznivá pre imunitu hostiteľa [58]. Funkcia CTLA{12}} je však rozhodujúca pre homeostázu T buniek, a preto je optimálna expresia CTLA{13}} dôležitá pre uspokojivé terapeutické výsledky. Genetická strata CTLA-4 indukuje nekontrolovanú proliferáciu T-buniek, čo vedie k zdravotným komplikáciám a dokonca k smrti [59].

Ďalšia koinhibičná os T buniek, PD1/PD-L1, je tiež spojená s reguláciou centrálnej tolerancie. Táto os reguluje prechod tymocytov z týmusovej dvojito negatívnej (DN) do dvojito pozitívnej fázy (CD4 plus CD8 plus) T buniek. Tento prechod je podporovaný stratou PD-1, čo naznačuje, že PD-1 sa podieľa na regulácii repertoáru T buniek [60]. Naivné T bunky uvoľnené z týmusu do periférnych, slezinných a lymfoidných orgánov interagujú s APC, pričom prezentujú cudzí antigénny peptid(y) alebo nádorový antigén(y). Niekedy naivné T bunky reagujú proti vlastným peptidom, pretože niektoré TCR rozpoznávajú vlastný proteín [61]. Aby sa zabránilo takejto autoreaktivite T buniek, niekoľko koinhibičných molekúl inhibuje aktiváciu T buniek, známu ako periférna tolerancia [62]. Tieto koinhibičné molekuly, vrátane CTLA-4 a PD-1, regulujú aktiváciu T-buniek v rôznych štádiách. CTLA-4 a PD-1 odlišne regulujú fenotypy T buniek CD4 plus a CD8 plus [59]. CTLA-4 reguluje aktiváciu T buniek v skorých štádiách v lymfoidných tkanivách, zatiaľ čo PD-1 reguluje aktiváciu T buniek v neskorých štádiách aktivácie v periférnom tkanive [63].

Uvádza sa, že jedným z mechanizmov periférnej imunitnej tolerancie je interakcia medzi PD-L1 na APC a PD-1 na T bunkách, ktorá zoslabuje imunitnú odpoveď T buniek proti vlastnému antigénu (antigénom) [64]. Medzi ďalšie mechanizmy periférnej tolerancie patrí vyčerpanie T buniek a zvýšenie populácie Treg buniek [65]. Liečba anti-CTLA-4 protilátkou v modeli nádoru ukázala aktiváciu funkcie efektorových T buniek, podporila depléciu Treg a zvýšila protinádorovú imunitnú odpoveď a regresiu nádoru [66,67]. Hoci CTLA-4 vyčerpáva Treg v TME, anti-CTLA{12}} nie je spojená s vyčerpaním Treg v periférnom systéme. Periférna deplécia Tregs je tiež spojená s prítomnosťou Fc receptora v hostiteľských bunkách. Preto je účinnosť imunoterapie na báze anti-CTLA{14}} protilátok u zapálených nádorov potenciálne závislá od väzby na Fc gama receptor (FcR) [68]. Vzhľadom na rozdielnu regulačnú úlohu PD-1 a CTLA-4 v imunitnej tolerancii sa predpokladá, že ich kombinovaná blokáda poskytuje významnú protinádorovú odpoveď zvýšením pomeru efektorových a supresorových imunitných buniek [69].

Blokáda koinhibičnej osi PD{0}}/PD-L1 T buniek bola zameraná na zvýšenie infiltrácie CD8 plus T buniek do nádorov a obnovenie protinádorových imunitných reakcií [70]. PD-1 rozdielne ovplyvňuje funkciu efektora CD8 plus T buniek u rôznych typov rakoviny [71–74]. Napríklad v určitých podtypoch rakoviny prsníka, bez ohľadu na expresiu PD-1 na CD8 plus T bunkách, je efektorová funkcia nezmenená [74]. Naopak, pri melanóme prítomnosť PD-1 na CD8 plus T bunkách znižuje efektorovú funkciu T buniek [75,76]. Podobne blokáda ďalšej koinhibičnej molekuly T buniek, CTLA-4, účinne podporuje regresiu nádoru obnovením cytotoxickej funkcie CD8 plus T buniek infiltrujúcich nádor pri viacerých rakovinách [77,78]. Na zvieracích modeloch rakoviny hrubého čreva CT26 a ID8-VEGF rakoviny vaječníkov preukázala PD-1 regulačnú úlohu vo funkcii Foxp3 plus Treg a CD8 plus T buniek, zatiaľ čo zvýšená expresia CTLA-4 bola spojená s dysfunkcia CD8 plus T efektorových buniek. Dysfunkcie CD8 plus T buniek, najmä ich proliferácia a schopnosť uvoľňovať cytokíny, boli vážne narušené u PD-1 plus CTLA-4 plus CD8 plus T buniek v porovnaní s PD-1 plus CD8 plus alebo CTLA4 plus CD8 plus T bunky.

Tieto výsledky naznačujú, že kombinovaná nadmerná expresia PD-1 a CTLA-4 na CD8 plus T bunkách nepriaznivo ovplyvňuje protinádorové imunitné odpovede sprostredkované CD8 plus T bunkami počas liečby rakoviny [78]. Členovia vrodeného imunitného systému, DC a NK bunky a členovia adaptívneho imunitného systému, pomocné T bunky (podskupina CD4 plus T buniek), uľahčujú aktiváciu CD8 plus T buniek pre nádorový antigén. PD-1 a CTLA-4 obmedzujú aktiváciu CD8 plus T buniek, a tak zvyšujú vyčerpanie tumor-infiltrujúcich CD8 plus T buniek [79]. Okrem toho môžu PD-1 a CTLA-4 prepočúvať s inými proteínmi a spôsobiť dysfunkčnosť buniek CD8 plus T. Vaskulárny endoteliálny rastový faktor (VEGF) a semaforínový receptor, neuropilín-1 (Nrp{18}}), sú nadmerne exprimované na CD8 plus T bunkách infiltrujúcich nádor a spolu s PD-1 alebo CTLA{{ 22}}, nepriaznivo ovplyvňujú funkcie T buniek [80]. Pri ľudskej rakovine pľúc je Nrp-1 prítomný na CD8 plus PD-1 plus bunkách (tj Nrp1 plus PD-1 plus CD8 plus T bunky) a interaguje so semaforínom 3A na nádorových bunkách. Interakcia Nrp-1 so semaforínom 3A viedla k oslabeniu migrácie CD8 plus T buniek a cytotoxicity. V modeli melanómu B16F10 sú CD8 plus T bunky, ktoré exprimujú Nrp1 a PD-1 (tj Nrp1 plus PD-1 plus CD8 plus ) prítomné v nádore a vykazujú vyčerpaný stav, čo dokazuje zvýšená expresia LAG-3, Tim{43}} a CTLA-4 [80].

Infiltrácia CD8 plus T buniek do nádorov je tiež regulovaná signalizáciou WNT/-katenínu. U ľudských metastatických melanómov je zvýšená regulácia vnútornej WNT/-katenínovej signalizácie spojená s absenciou génového podpisu T buniek [81]. Podobne v modeli autochtónneho myšacieho melanómu zvýšená signalizácia WNT/-katenínu vo vnútri nádoru vyvolala depléciu T-buniek a rezistenciu voči liečbe anti-PD-1 alebo anti-CTLA-4 [81].

Blokáda PD-1 preukázala na klinike obmedzenú účinnosť pri niektorých typoch rakoviny. Preto úplné pochopenie molekulárnych mechanizmov sprostredkovaných inhibítormi kontrolných bodov umožní vyvinúť nové stratégie na obnovenie funkcií CD8 plus T buniek. Na zvýšenie účinnosti inhibítorov kontrolných bodov sa teda použili iné farmakologické činidlá. Napríklad samotná blokáda PD-1 u myší s rakovinou hrubého čreva CT26, adenokarcinómom prsníka TSA a rakovinou hrubého čreva MCA38 nepreukázala významné terapeutické výhody. Avšak kombinovaná liečba PD-1 a intratumorálna injekcia vysoko interferometrického agonistu Toll-like receptor 9 (TLR9), SD101, ukázala merateľné protinádorové odpovede intratumorálnych CD8 plus T buniek [82]. V myšom modeli rakoviny pankreasu TGF- v TME bránil účinnosti kombinovanej liečby gemcitabínom a anti-PD-1. Táto kombinovaná liečba však zvýšila intratumorálne cytotoxické CD8 plus T bunky a znížila nádorovú záťaž, keď bol TGF- blokovaný [83]. US Food and Drug Administration (FDA) schválila inhibičné protilátky proti CTLA-4 (tj Ipilimumab), PD1 (tj nivolumab, pembrolizumab a cemiplimab) a PD-L1 (tj atezolizumab, nivolumab a durvalumab). Tabuľka 2 poskytuje príklady klinických skúšok solídnych nádorov zameraných na koinhibičné alebo kostimulačné proteíny T buniek.

Vyčerpanie T buniek je dysfunkcia alebo fyzická eliminácia T buniek v reakcii na špecifický antigén (antigény) počas chronických ochorení, vrátane vírusovej infekcie a rakoviny [84]. Vyčerpané T bunky strácajú svoju proliferačnú kapacitu a efektorové funkcie a ich pamäť je ohrozená [85]. Vyčerpané T bunky sa vyznačujú zvýšenou expresiou koinhibičných receptorov vrátane PD-1, CTLA-4, génu aktivácie lymfocytov-3 (LAG3; CD223), imunoglobulínu T buniek a mucínovej domény{ {8}} (TIM-3), CD39, CD96, CD160, imunoreceptor T buniek s doménami Ig a ITIM (TIGIT), 2B4 (CD244) a atenuátor B a T lymfocytov (BTLA) [85].

Terapeutické použitie inhibítorov imunitných kontrolných bodov PD-1 a iných molekúl môže byť schopné oživiť vyčerpané T bunky a poskytnúť klinický prínos pacientom s rôznymi malignitami (tabuľka 3) [86–107]. Bohužiaľ, výsledky blokády kontrolných bodov založenej na PD1- nie sú účinné u všetkých pacientov a vyčerpanie T-buniek nie je vždy zvrátiť u pacientov s pokročilými malignitami [108]. Nedávno boli hlásené tumor-reaktívne TIL, ktoré majú charakteristické znaky vyčerpaných a pamäťových buniek spolu s expresiou PD-1 a T bunkového faktora 1 (Tcf1). PD1 plus TCf1 plus TIL sú spojené s proliferáciou indukovanou imunoterapiou [109]. U niektorých pacientov s rakovinou je expresia PD-1 vyššia na aktivovaných a funkčných CD8 plus T bunkách. Preto imunoterapia založená na anti-PD1 protilátkach nie je u týchto pacientov účinná na oživenie vyčerpaných T buniek [110].

Súbežne štúdia na modeloch syngénnych myších nádorov ukázala, že imunoterapia založená na blokáde PD1 nedokázala obnoviť dysfunkčné PD-1 plus CD38 plus CD8 plus T bunky [111]. Zlyhanie imunoterapie založenej na blokáde kontrolných bodov na opätovné oživenie vyčerpaných T buniek by mohlo byť spojené s vnútornými a vonkajšími mechanizmami rezistencie. Mechanizmus vyčerpania T buniek je u rôznych druhov rakoviny odlišný. Napríklad štúdia bunkových línií melanómu (B16F10), prsníka (E0771) a karcinómu pľúc (LLC) naznačila, že každý nádor má charakteristický a zreteľný príznak vyčerpania TIL [88].

Ako pokrok v oblasti vyčerpania a opätovného oživenia T buniek bol opísaný fyziologicky relevantný vysokovýkonný test na identifikáciu modulátorov vyčerpania T buniek, ktorý možno použiť na skríning malých molekúl, ktoré môžu zvrátiť vyčerpanie T buniek vo víruse lymfocytovej choriomeningitídy model (LCMV) [112]. Predpokladá sa, že racionalizovaný prístup využívajúci kombináciu malých molekúl a inhibítorov kontrolných bodov by sa mohol použiť na oživenie vyčerpaných CD8 plus T buniek v imunoterapii rakoviny.

Zacielenie na kostimulačnú os T buniek pri liečbe rakoviny

Okrem klinických štúdií s anti-PD-1 a anti-CTLA-4 látkami prebiehajú ďalšie štúdie zamerané na kostimulačné proteíny T buniek (tabuľka 2). Príklady kostimulačných molekúl T-buniek, ktoré môžu byť zamerané na obnovenie funkcií T-buniek, sú 4-1BB, OX40, CD40, CD27, CD70, indukovateľný kostimulátor T-buniek (ICOS) a indukovaný glukokortikoidmi tumor necrosis factor receptor-related protein (GITR) [113–115]. Aktivácia 4-1BB, člena rodiny TNFR, zvyšuje cytotoxicitu CD8 plus T buniek prostredníctvom indukcie IFN- [116]. Prebiehajú klinické štúdie s agonistickými monoklonálnymi protilátkami (mAbs) utomilumabom (PF-05082566) a sarilumabom (BMS-663513), ktoré aktivujú 4-1BB pre viaceré druhy rakoviny [117]. Hoci klinické štúdie ukázali silné protinádorové reakcie, pozorovala sa aj značná toxicita v dôsledku interakcií FcR s nešpecifickými cieľmi.

Na zníženie/prekonanie neprijateľnej toxicity 4-1BB agonistických mAb sa použila 4-1BB-agonistická protilátka zacielená na nádor bez Fc, ktorá poskytla lepšiu terapeutickú účinnosť [118]. OX40 je ďalšia kostimulačná molekula T buniek na povrchu aktivovaných T buniek. Interakcia medzi OX40 a jeho ligandom OX40L podporuje expanziu T buniek a supresiu Treg na zvýšenie protinádorových reakcií [119]. Vzhľadom na ústrednú úlohu OX40 pri regulácii efektorovej funkcie CD8 plus T buniek je agonistická mAb anti-OX40 v klinických skúškach na rakovinu. Bolo tiež preukázané, že 4-1agonistické mAb BB a OX40 obnovujú dysfunkciu T-buniek indukovanú inhibítorom MEK [120]. Ďalšia kostimulačná os T buniek, CD40LCD40, bola tiež hlásená pri podpore smrti rakovinových buniek indukovanej inhibítorom MEK na zvieracích modeloch. V zvieracom modeli rakoviny pankreasu riadeného mutantnými KRas vykazovala kombinácia inhibítora MEK a agonistickej anti-CD40 mAb silné protinádorové reakcie [121]. Os CD27-CD70 je tiež dôležitá pri aktivácii T buniek a zvýšená expresia CD70 a CD27 sa uvádza pri hematologických aj solídnych rakovinách [113,122].

Pri papilárnom karcinóme štítnej žľazy bola expresia CD70 detegovaná na nádorových bunkách, zatiaľ čo expresia CD70 receptora, CD27, bola hlavne na intratumorálnych lymfocytoch [123]. GITR je ďalšia kostimulačná molekula, ktorá sa podieľa na aktivácii T buniek. Kombinovaná inhibícia PD-1 a GITR synergicky zvýšila infiltráciu T-buniek do nádoru a trvalé protinádorové odpovede CD8 plus T-buniek [124]. ICOS je ďalšia kostimulačná molekula prítomná v aktivovaných T bunkách a bola tiež zameraná na rakovinu [125]. Je zaujímavé, že kombinované použitie aptaméru ICOS a inhibície CTLA{11}} preukázalo silné protinádorové reakcie cytotoxických T buniek [126]. Vzhľadom na dôležitosť kostimulačných molekúl T buniek v imunoterapii rakoviny sa súčasný výskum v oblasti imunológie zameral na nájdenie nových terapeutík na spustenie kostimulačných dráh T buniek.

Prebieha niekoľko predklinických štúdií a klinických štúdií na testovanie terapeutickej účinnosti koinhibičných alebo kostimulačných imunitných receptorov. FDA však doteraz schválila na klinické použitie pri niektorých pokročilých malignitách iba imunoterapiu rakoviny založenú na protilátkach anti-PD1/PD-L1 a anti-CTLA-4. Väčšina imunoterapeutických činidiel, ktoré sa zameriavajú na kostimulačné molekuly, ešte nie je klinicky schválená. Môže existovať niekoľko dôvodov pre oneskorené použitie agonistických protilátok na klinikách, vrátane tradičného formátu bivalentných protilátok a kostimulačných molekúl na Tregs [127].

V tradičnom formáte bivalentnej protilátky sú hlavným problémom diferenciálne Fc gama receptory (Fc R). Fc R reguluje protilátkou indukovanú aktiváciu efektorových T buniek a protinádorovú odpoveď [127]. Napríklad dosiahnutie protinádorovej aktivity 4-1BB agonistickej protilátky vyžaduje depléciu Treg závislú od Fc R a 4-1agonizmus BB nezávislý od Fc R [128]. Jedným z primárnych dôvodov zlyhania agonistických protilátok proti kostimulačným molekulám je, že Tregs exprimujú niekoľko kostimulačných molekúl [128]. Je možné, že kostimulačné agonistické protilátky sa môžu ukázať ako účinná terapeutická možnosť pri rakovine; na ich klinickú aplikáciu však bude potrebné podrobné pochopenie mechanizmu.

CAR-T bunková terapia pri rakovine

Adoptívny prenos upravených T buniek ukázal klinické výhody pre niektorých pacientov s rakovinou. Pri hematologickom karcinóme bol adoptívny transfer cytotoxických lymfocytov zameraných na nádorové bunky úspešný [129]. TCR môžu byť manipulované, aby sa zlepšilo ich prežitie a efektorová funkcia. Preto boli vyvinuté CAR-T bunky nesúce špecificitu proti nádorovým antigénom a ukázali sľubné výsledky pri hematologických rakovinách. Avšak bunky CAR-T na liečbu solídnych rakovín sú stále v počiatočných štádiách, zatiaľ bez úspechu. Primárnym dôvodom ich zlyhania proti solídnym nádorom je to, že imunosupresívne prostredie v TME podporuje rast nádoru podporou dysfunkcie CD8 plus T buniek. CAR-T bunky v TME sú nútené stať sa nefunkčnými a exprimovať T bunkové koinhibičné povrchové molekuly [130,131]. Preto sa uskutočňujú aj pokusy o zlepšenie adoptívneho prenosu TIL, ktoré sa zameriavajú na neoantigény pri rôznych malignitách [132].

Predpokladá sa, že ďalšie dôvody zlyhania terapie CAR-T bunkami pri solídnych nádoroch zahŕňajú desmoplastické zložky (tj vláknité alebo spojivové tkanivo), ktoré bránia CAR-T bunkám vstúpiť do nádorov. Uvádza sa, že mierna hypotermia ruší desmoplastickú integritu v nádoroch. Zahrnutie miernej hypertermie a terapie CAR-T bunkami viedlo k zvýšenej infiltrácii T-buniek do ľudských melanómových nádorov [133]. Podobne ako pri miernej hypotermii sa na zlepšenie infiltrácie CAR-T bunkami do rôznych nádorov použili aj cytokíny a chemoterapeutické činidlá.

Napríklad kombinovaná liečba IL{0}} chemoterapeutickým činidlom doxorubicínom zvýšila infiltráciu CD8 plus T buniek do nádorov, čo viedlo k silným protirakovinovým účinkom [134]. Ďalším prístupom na zlepšenie účinnosti terapie CAR-T bunkami pri rakovine by mohlo byť kombinované použitie buniek CAR-T spolu s blokádou koinhibičných molekúl T buniek. Prebieha niekoľko klinických štúdií na aplikáciu CAR-T buniek samotných alebo v kombinácii s CPI pri solídnych nádoroch. Tabuľka 4 poskytuje príklady klinických skúšok CAR-T buniek proti solídnym nádorom. V niekoľkých súčasných klinických štúdiách CAR-T boli hlásené nežiaduce účinky z dôvodu adoptívneho prenosu. Preto budú nevyhnutné nové prístupy k použitiu imunoterapie na báze CAR-T buniek so zníženými nepriaznivými účinkami.

Liečba rakoviny pomocou TCR-transdukovaných T buniek

CAR-T cell therapy targets surface molecules of immune cells and cannot target intracellular peptide(s) presented by major histocompatibility complexes (MHCs). Therefore, to target intracellular peptides presented by MHCs, TCR-transduced T cells have been developed [135]. These cells are generated from patient T cells and are designed to encode the TCRαβ protein, which targets tumor or virus-infected cells [136]. The large-scale production of TCR-transduced cells is achieved using semiautomated devices and modular systems [136]. TCR-transduced T cells showed prolonged survival (i.e., >18 mesiacov) a aktivácia aj po druhom stretnutí s antigénom (antigénmi) [137].

Several tumor antigens have been used to generate TCR-transduced T cells, including trophoblast glycoprotein (TPBG) in renal cancer [138], placenta-specific 1 (PLAC1) in breast cancer [139], nucleophosmin 1 (NPM1) in acute myeloid leukemia (AML) [140], NY-ESO-1 in synovial cell sarcoma, in patients with melanoma and common epithelial tumors [141], and MAGE-A4 in esophageal cancer [142], and effectively demonstrated antitumor responses in preclinical studies. Diffuse intrinsic pontine glioma is a lethal cancer prevalent in children. In >V 70 percentách prípadov difúzneho vnútorného pontínového gliómu bola hlásená substitúcia aminokyseliny z lyzínu (K) na metionín (M) v polohe 27 histónu 3 variantu 3 (H3.3). Je zaujímavé, že T-bunky transdukované TCR proti syntetickým peptidom s mutáciou H3.3K27M boli navrhnuté na liečbu HLAA2 plus H3.3K27M plus gliómových buniek [143]. Prebiehajú klinické štúdie na overenie terapeutickej účinnosti terapie rakoviny TCR transdukovanej T-bunkami u pacientov s rôznymi malignitami, vrátane metastatického sarkómu synoviálnych buniek, melanómu a rakoviny pažeráka [141,142]. Celkovo je terapia T-bunkami transdukovanými TCR účinným terapeutickým nástrojom s potenciálom zlepšiť protinádorové reakcie sprostredkované T-bunkami.

Liečba rakoviny pomocou TIL

Imunoterapie rakoviny založené na CAR a TCR-transdukovaných T bunkách sú užitočné na zacielenie na povrchové a intracelulárne antigény; bol však navrhnutý adoptívny transfer TIL, ktorý môže špecificky zacieliť na nádorové antigény [144]. Pri liečbe rakoviny závislej od TIL počiatočný krok zahŕňa identifikáciu mutovaných proteínov v nádore. Mutovaný proteín sa potom vloží do autológnych APC, ako sú DC. Ďalšie kroky zahŕňajú spoločnú kultiváciu autológnych TIL s antigénom nabitými APC a výber antigén-špecifických TIL. Ich expanzia nasleduje po selekcii antigén-špecifických TIL. Expandované T bunky sa používajú na transfúziu u darcovských pacientov [132]. Účinnosť imunoterapie na báze TIL bola ocenená pri rôznych rakovinách vrátane metastatického melanómu a metastatických karcinómov spojených s ľudským papilomavírusom (HPV), rakoviny vaječníkov a prsníka [145–148].

Prebieha niekoľko klinických štúdií na stanovenie protinádorovej účinnosti imunoterapie rakoviny založenej na TIL samostatne alebo v kombinácii s inými protirakovinovými látkami u pacientov s rôznymi malignitami, vrátane metastatického spinocelulárneho karcinómu hlavy a krku (IDNCT03083873), karcinómu krčka maternice (IDNCT03108495), rakoviny krčka maternice , anaplastická rakovina štítnej žľazy, osteosarkóm alebo iné sarkómy kostí a mäkkých tkanív (IDNCT03449108). Celkovo vzaté, terapia rakoviny založená na TIL má potenciál liečiť pokročilé štádium rôznych neliečiteľných solídnych malignít.

Vznikajúce modulátory funkcie CD8 plus T buniek

Úloha proteínkináz v CD8 plus T bunkovej infiltrácii nádorov

Efektorová funkcia CD8 plus T buniek je regulovaná rôznymi faktormi, ako sú antigénne receptory, kostimulačné molekuly, cytokíny a proteínkinázy [149]. Je zaujímavé, že niekoľko upstream MAPK bolo hlásených ako mutovaných alebo upregulovaných pri viacerých rakovinách [77,150,151]. Pokusy inhibovať upstream a downstream MAPK však neboli úspešné kvôli následnej liekovej rezistencii a ich vplyvu na potlačenie imunitného kompartmentu. Primárnym dôvodom zlyhania inhibítorov MAPK je nedostatočné pochopenie účinkov inhibície MAPK na funkciu a prežitie CD8 plus T buniek. Niekoľko príkladov naznačuje, že pochopenie úloh proteínkináz v biológii T buniek pomôže stratégovať zosilnenie protinádorových odpovedí, možno s ďalším činidlom (činidlami). Napríklad antigén spojený s funkciou lymfocytov-1 (LFA-1) sprostredkuje aktiváciu T buniek prostredníctvom signalizácie ERK1/2 po zapojení TCR [152].

Okrem toho, ligácia intercelulárnej adhéznej molekuly-1 (ICAM{1}}) s LFA-1 zvyšuje signalizáciu ERK1/2 na zvýšenie aktivácie CD8 plus T buniek [152]. Jun N-terminálna kináza (JNK), MAPK, má paradoxnú úlohu v regulácii CD4 plus a CD8 plus T buniek [153]. Štúdia in vivo s použitím B16, melanómovej bunkovej línie, a EL-4, lymfómovej bunkovej línie, ukázala, že myši s knockoutovaným JNK{13}} boli náchylné na rast nádoru, konkrétne kvôli dysfunkcii CD8 plus T buniek [ 153]. Mutácie v protoonkogéne BRAF, serín/treonínkináze, majú zásadnú úlohu v onkogenéze. Štúdia ukázala, že melanómové bunky liečené krátkodobo (3–7 dní) inhibítorom BRAF boli účinne rozpoznávané autológnymi CD8 plus T bunkami (TIL). Avšak bunky melanómu liečené dlhodobo (14–21 dní) inhibítorom BRAF boli slabo rozpoznané autológnymi CD8 plus T bunkami (TIL). Tieto výsledky naznačujú, že inhibícia BRAF odlišne moduluje expresiu nádorového antigénu a sprostredkúva nádorovú rezistenciu, možno znížením funkčných CD8 plus T buniek [154]. Iná štúdia s použitím inhibítorov BRAF a MEK (dabrafenib a trametinib) preukázala rozdielny vplyv na CD8 plus T bunky [77]. Liečba dabrafenibom v ľudsky aktivovaných T bunkách (in vitro) vyvolala fosforyláciu ERK (tj aktiváciu) a nepotlačila funkciu CD8 plus T buniek.

Liečba trametinibom však znížila fosforyláciu ERK, proliferáciu T-buniek a expresiu cytokínov [77]. Kombinácia trametinibu s inhibítormi kontrolného bodu pre PD-1 alebo CTLA-4 však zvýšila infiltráciu CD8 plus T buniek a podporila silnú protinádorovú odpoveď v modeli nádoru CT26 [77]. Uvádza sa tiež, že aktivácia T buniek indukuje signalizáciu sprostredkovanú proteín tyrozínkinázou TCR-ZAP-70, ktorá reguluje motilitu, adhéziu a produkciu cytokínov T buniek. Rasal1, proteín aktivujúci GTPázu, sa viaže na proteín viažuci TCR-ZAP{13}} a inhibuje dráhu Ras-ERK, aktiváciu T-buniek a protinádorové reakcie [155]. Rasal1 je exprimovaný na aktivovaných T bunkách a jeho knockdown indukuje infiltráciu CD8 plus T buniek v nádoroch B16 melanómu a EL-4 lymfómu [155]. Po aktivácii sprostredkovanej TCR vykazovali tumor-infiltrujúce CD8 plus T bunky zníženú expresiu ERK a proteín tyrozínkinázy, ITK. V slezinných CD8 plus T bunkách však neboli žiadne takéto zmeny v expresii ERK a ITK kináz, čo naznačuje, že ERK a ITK kinázy sú rozdielne regulované v periférnych a tumor infiltrujúcich CD8 plus T bunkách [156]. Sorafenib, multikinázový inhibítor a liečba prvej línie hepatocelulárneho karcinómu (HCC), môže poskytnúť pacientom s HCC obmedzený prínos. Úspech liečby sorafenibom bol spojený so stavom aktivácie ERK v HCC [157].

Analýzy vzoriek ľudského a myšieho HCC ošetrených sorafenibom preukázali dva heterogénne fenotypy aktívnej ERK a PD-1 v rámci toho istého nádoru. Prvým fenotypom bol pERKlowPD-1 plus, kde nádorová infiltrácia CD8 plus T buniek bola veľmi vysoká a tieto CD8 plus T bunky mali vyššiu expresiu PD-1. Druhý fenotyp, pERKhighPD-1-, mal nízku expresiu PD1. Je zaujímavé, že fenotyp pERKlowPD-1 plus vykazoval znížené celkové prežitie a prežitie bez ochorenia v porovnaní s fenotypom pERKhighPD-1-. Dôležité je, že fenotyp pERKhighPD-1− mal CD8 plus T bunky s nízkou expresiou PD-1, čo naznačuje, že stav PD-1 na CD8 plus T bunkách infiltrujúcich nádor je rozhodujúcim faktorom na protinádorové odpovede [158]. MAP2K (alebo MEK) je predradený regulátor MAPK. Cielená inhibícia MEK indukovala supresiu nádoru a zvýšenú životnosť a infiltráciu CD8 plus T buniek; avšak inhibícia MEK oslabila aktiváciu T buniek v lymfatických uzlinách [151]. V modeli nádoru CT26 u myší BALB/c kombinovaná liečba anti-PD-L1 s inhibítorom MEK preukázala robustnú a trvalú protinádorovú účinnosť, vrátane úplnej remisie nádorov u niektorých myší [151]. Ďalší člen rodiny MAP3K, Mixed Lineage Kinase-3 (MLK3), má paradoxnú úlohu v regulácii smrti rakovinových buniek [159] a inhibuje aktiváciu T buniek a cytotoxicitu [160].

Použitím myšacej bunkovej línie rakoviny prsníka, modelu xenoštepu 4T1 u myší Balb/c, sa ukázalo, že inhibícia MLK3 indukuje nádorovú infiltráciu cytotoxických CD8 plus T buniek [160]. Inhibícia MLK3 tiež zvyšuje expresiu CD70 na CD8 plus T bunkách, čo je spojené so zvýšenou apoptózou týchto buniek [161]. Je zaujímavé, že v modeli TNBC in vivo kombinovaná liečba farmakologickým inhibítorom MLK3 a antagonistom CD70 podporovala prežitie CD8 plus T buniek, infiltráciu nádoru a protinádorovú účinnosť [161]. MAP4K4 je tiež upstream regulátor MAPK. Zvýšená expresia MAP4K4 inhibovala LFA-1 počas aktivácie T buniek, zatiaľ čo ablácia MAP4K4 zvýšila expresiu LFA-1 na CD8 plus T bunkách. Zvýšená expresia LFA-1 na T bunkách bola spojená so zvýšenou interakciou T buniek s APC, čo zvýšilo efektorovú funkciu CD8 plus T buniek [162].

Člen rodiny receptorov receptorovej tyrozínkinázy (RTK), receptor epidermálneho rastového faktora (EGFR), je nadmerne exprimovaný v epiteliálnych rakovinových bunkách. Štúdia vykonaná s cieľom pochopiť, ako inhibítory EGFR tyrozínkinázy (TKI) ovplyvňujú významný MHC-I v bunkách NSCLC, ukázala, že inhibícia EGFR pri NSCLC zvýšila expresiu génu a povrchového proteínu MHC-I. T bunky rozpoznávajú nádorové antigény prezentované molekulou MHC-I na APC a poskytujú protinádorovú odpoveď. Inhibítor ERK-MEK, trametinib, dokázal zvýšiť MHC-I, zatiaľ čo inhibítor fosfatidylinozitol 3-kinázy buparlisib nebol schopný vyvolať expresiu MHC-I pri NSCLC. Tieto výsledky naznačujú, že inhibícia MEKERK indukuje expresiu MHC-I aktivovanú EGFR [163].

Janusova kináza/prevodníky signálu a aktivátory transkripcie (JAK/STAT) signálna dráha reguluje rad cytokínov a rastových faktorov. Inhibítory JAK2 v TNBC však nepreukázali žiadnu účinnosť, možno preto, že bunky TNBC získali rezistenciu na liečivo sprostredkovanú receptorom rastového faktora odvodeného od krvných doštičiek beta (PDGFR). Aby sa prekonalo zlyhanie inhibítora JAK2 ako samostatného činidla, trojkombinačná terapia s inhibítormi PDGFR, JAK2 a MEK1/2 významne zvýšila CD8 plus T bunky infiltrujúce tumor [164]. Dráha JAK/STAT je oslabená cytokínom indukovateľným SH2-proteínom obsahujúcim proteín (CISH) [165]. Downregulácia v JAK/STAT signalizácii indukovala TCR-sprostredkovanú aktiváciu tumor-infiltrujúcich CD8 plus T buniek [165,166]. Je zaujímavé, že indukcia CISH sa podieľa na vývoji DC sprostredkovanom faktorom stimulujúcim kolónie granulocytov a makrofágov (GM-CSF) a aktivácii cytotoxických T buniek sprostredkovanej DC [165]. Preto je jasné, že proteínkinázy majú kľúčovú úlohu pri infiltrácii, prežití a protinádorových odpovediach CD8 plus T bunkami tumoru. Správne pochopenie proteínkináz by teda mohlo viesť k liečbe rôznych typov rakoviny.

For more information:1950477648nn@gmail.com