Тумор-инфилтриращ CD8 плюс Т-клетъчна антитуморна ефикасност и изчерпване: Молекулярни прозрения, част 1

Резюме

Имунитетът на гостоприемника има съществена роля в клиничното управление на раковите заболявания. Следователно е полезно да се изберат терапии, които могат да насърчат смъртта на туморни клетки и едновременно с това да повишат имунитета на гостоприемника. Динамичната туморна микросреда (TME) определя дали едно антинеопластично лекарство ще предизвика благоприятни или пренебрежителни имунни отговори от тумор-инфилтриращи лимфоцити (TILs). CD8 плюс Т клетките са едни от първичните тумор-инфилтриращи имунни клетки, които доставят антитуморни отговори. Тук разглеждаме влиянието на различни фактори в TME върху CD8 плюс Т клетъчното изтощение и оцеляване и възможните стратегии за възстановяване на CD8 плюс Т клетъчната ефекторна функция чрез имунотерапия.

Връзката между клетъчното изтощение и имунитета е много тясна.

Клетките са основните единици, които изграждат нашите тела, и тяхното жизнено състояние е от решаващо значение за нашето здраве. Въпреки това, нашите клетки се изтощават с времето. Това изчерпване може да се дължи на различни фактори като замърсяване на околната среда, небалансирана диета и стрес.

Когато клетките са изчерпани, те стават слаби и изтощени, което води до отслабване на имунитета ни. Тялото ни се нуждае от клетки, за да произвежда имунни клетки, за да се бори с вирусите и бактериите, които нахлуват в тялото ни. Ако клетките ни не функционират оптимално, имунната ни система става все по-слаба и податлива на инфекции. Това ще ни направи по-податливи на различни заболявания, които ще се отразят на живота и работата ни.

Има обаче стъпки, които можем да предприемем, за да забавим изчерпването на нашите клетки. Например поддържайте добри хранителни навици и приемайте достатъчно хранителни вещества и вода; спортувайте повече, за да поддържате физическа форма; намалете стреса, за да поддържате здраво психическо състояние.

Освен това можем да изберем да използваме някои естествени добавки, за да помогнем на нашите клетки да останат живи. Например рибено масло, витамин D и витамин E и др.

С една дума, ако можем да предприемем някои ефективни мерки за поддържане на жизнеността на клетките, тогава нашият имунитет ще бъде по-силен и по-способен да устои на нахлуването на различни вируси и бактерии, за да поддържа нашето здраве и щастие. Вижда се, че трябва да подобрим имунитета си. Цистанче може значително да подобри имунитета ни. Полизахаридите в месото могат да регулират имунния отговор на човешката имунна система, да подобрят способността за стрес на имунните клетки и да повишат имунитета на имунните клетки. Бактерициден ефект.

Click cistanche tubulosa ползи

Тийзър:

Раковите терапии влияят върху пластичността на туморната микросреда (TME) и променят антитуморните реакции, медиирани от CD8 плюс Т клетки. Следователно, разбирането на пластичността на TME и неговото въздействие върху имунната система е от решаващо значение за проектирането на успешна терапия на рак.

Ключови думи

тумор-инфилтриращи лимфоцити; CD8 плюс Т клетка; туморна микросреда; имунотерапия; химиотерапевтични средства.

Въведение

Правилното разбиране на имунитета на гостоприемника и неговата роля при рака е от решаващо значение за успешната терапия на рака. Като се има предвид огромното значение на имунната система при лечението на рак, няколко имуномодулиращи лекарства и имунотерапевтични агенти са използвани за лечение на различни злокачествени заболявания. Типични примери за имуномодулиращи агенти са цитокини, включително интерферони (IFNs), интерлевкин-2 (IL-2), IL-11, фактор, стимулиращ колониите на гранулоцити-макрофаги (GM-CSF) и еритропоетин [1]. Класическият пример за имуномодулиращи лекарства в клиничната употреба е талидомид, леналидомид и помалидомид [2].

Тези три лекарства индуцират клетъчното освобождаване на IL-2 [2]. Подобно на имуномодулиращите лекарства, Американската администрация по храните и лекарствата (FDA) одобри инхибитори на имунната контролна точка, които могат да се насочат към Т-клетъчни ко-инхибиторни молекули, включително цитотоксичен Т-лимфоцит-асоцииран антиген 4 (CTLA-4), програмиран протеин на клетъчна смърт (PD-1) и лиганд на програмирана смърт 1 (PD-L1).

Тези имунотерапевтици имат доказана ефикасност при усилване на медиираните от Т клетки антитуморни ефекти при различни злокачествени заболявания, включително меланом, недребноклетъчен рак на белия дроб (NSCLC) и други видове рак [3]. CTLA-4 и PD-1 регулират както периферните, така и инфилтриращите тумори Т клетки. В периферната имунна система CTLA-4 регулира пролиферацията на Т клетки в лимфните възли по време на ранния имунен отговор. Въпреки това, PD-1 работи по време на по-късната фаза на имунния отговор и инхибира функцията на Т клетките [4]. CTLA-4 се експресира главно върху регулаторни Т клетки (Tregs); в рамките на туморите, обаче, PD-1 се експресира предимно върху изтощени Т клетки [3]. Няколко тумора експресират PD-L1 и взаимодействат с Т клетки, експресиращи PD-1; това взаимодействие насърчава компрометирана ефекторна функция на Т клетки [5].

Туморните клетки благоприятстват създаването на протуморогенна локална среда, известна също като TME. TME включва лимфни и кръвоносни съдове, екстрацелуларен матрикс (ECM), стромални клетки (напр. фибробласти), лимфоцити, неутрофили, естествени клетки убийци (NK), NK-T клетки, тумор-асоциирани макрофаги (TAM), РНК, секретирани протеини и малки органели [6]. Въз основа на наличието на имунни клетки, ТМЕ се класифицират като възпалени, имунологично невежи или имунни пустини [7]. Въз основа на наличието и отсъствието на Т-клетъчни инфилтрати, възпалената ТМЕ може да бъде разделена на Т-клетъчно възпалена и не-Т-клетъчна възпалена ТМЕ. Възпалената от Т клетки ТМЕ съдържа Т клетки и техните подгрупи и хемокини [8].

Той също така съдържа макрофаги, В клетки и плазмени клетки, докато не-Т-клетъчно възпаленият TME се състои главно от макрофаги [9]. За разлика от това, имунологично невежият TME няма маркери за активиране на Т клетките. Имунологичното невежество показва състояние, при което компонентите на адаптивната имунна система не са в състояние да разпознаят или да отговорят на патогени или туморни антигени [10]. Имунно-пустинният TME е имунно-пренебрегнатият регион в тумора, който няма функционални ефекторни Т клетки [11].

Препрограмирането на жителите на TME пряко или косвено засяга имунните и стромалните клетки, което впоследствие регулира растежа и оцеляването на раковите клетки [12]. TME може да се счита за бойна зона, в която имунните и неимунните клетки на гостоприемника взаимодействат с туморните клетки и се освобождават няколко разтворими медиатори, включително IL. Пластичността на туморните клетки индуцира поляризация на ТМЕ в имуносупресивна или възпалителна посока. Имуносупресивният пейзаж на TME отслабва антитуморния имунитет на гостоприемника, което води до прогресия на тумора и растеж на ракови клетки [13]. Значението на TME е илюстрирано при невробластома, който засяга предимно деца.

Въпреки че онкогенът MYCN е мутирал при много пациенти, насочената към MYCN терапия не успява да повлияе на невробластома. Въпреки това, мутацията на MYCN не е единствено отговорна за злокачествените заболявания на невробластома; ТМЕ също допринася значително за туморогенезата на невробластома и следователно трябва да се обмислят стратегии за насочване както към туморните клетки, така и към ТМЕ [14,15]. Подобно на MYCN, c-MYC е друг протоонкоген с важна роля в регулирането на имунния отговор в TME [16]. c-MYC възпрепятства имунотерапията на рака и следователно Myc инхибиторът, MYCi361, и неговият подобрен аналог, MYCi975, могат да сенсибилизират туморите към анти-PD1 имунотерапия [17]. За разлика от c-MYC, загубата на фосфатаза и тензин хомолог (PTEN) в тумора е свързана с имуносупресивен TME [18]. Подобно на загубата на PTEN, загубата на чернодробна киназа B1 (LKB1), серин/треонин киназа, също се съобщава, че регулира TME и причинява дисрегулация на секрецията на цитокини и хемокини, включително CCL2, и повишено набиране на протуморогенни макрофаги [19]. ].

Имунотерапевтичният подход за предизвикване на смърт на туморни клетки чрез инфилтриращи тумор Т клетки, насочени към специфични антигени, експресирани върху туморни клетки, е нововъзникваща област за лечение на различни злокачествени заболявания. Последните проучвания показват, че изтощението и функционалните увреждания на Т клетките при ТМЕ са определящи характеристики на много видове рак. Следователно, пълното разбиране на присъщите свойства на Т клетките, като тяхното оцеляване и ефекторни функции, ще бъде фундаментално за възстановяване на антитуморен имунен отговор [20]. Наличието на имунни клетки, особено Т-клетки в TME, определя дали туморът е горещ (Т-клетъчен възпален) или студен (Т-клетъчен невъзпален) [8].

Горещите тумори експресират хемокини, Т клетъчни маркери и IFN I сигнатури, които регулират цялостния туморен имунитет [8]. Значението на TIL в туморния имунитет е илюстрирано от метастатичен меланом, при който Т-клетъчната инфилтрация се счита за прогностичен биомаркер в отговор на терапията. Въпреки това, анализът на интертуморните CD8 плюс Т клетки показва хетерогенност за синхронни и метахронни метастази. При синхронни тумори плътността на CD8 плюс Т клетки е сравнима; въпреки това, при метахронни тумори плътността на CD8 плюс Т клетки е променлива [21]. Тези наблюдения предполагат, че хетерогенността в CD8 плюс Т клетъчната инфилтрация в туморите управлява диференциалния имунитет.

Туморният имунитет е многоетапен процес. По време на началния етап туморните клетки с онкогенна мутация(и) експресират специфични антигени, които разграничават раковите клетки от здравите клетки и помагат на имунните клетки (т.е. антиген-представящи клетки; APC) да разпознаят специфичните туморни антигени. APCs представят туморни антигени на Т клетките в лимфните възли и това взаимодействие между APCs и Т клетките води до първично и активиране на Т клетки. Активираните Т клетки мигрират и инфилтрират в тумора чрез кръвообращението. Т-клетките, инфилтриращи тумора, разпознават специфични антигени върху раковите клетки и в крайна сметка ги унищожават. Умиращите туморни клетки допълнително освобождават антиген(и), което осигурява цикъла на туморния имунитет [22].

Няколко фактора, включително цитокини, кинази и клетъчни метаболити, регулират оцеляването и ефекторната функция на инфилтриращите тумор Т клетки. В този преглед ние обсъждаме различни фактори, произтичащи от TME, които влияят на туморно-инфилтриращата дисфункция на CD8 плюс Т клетките и разглеждаме различни стратегии, които могат да помогнат за възстановяване на тяхната функция и оцеляване, за да подобрят допълнително ефикасността на имунотерапията.

Инфилтрация на CD8 плюс Т клетки в солидни тумори

Връзката между периферната имунна система и ТМЕ е от решаващо значение за антитуморните отговори на ефекторните CD8 плюс Т клетки. Следователно, правилното разбиране на периферните и инфилтриращите тумори Т клетки е от решаващо значение от терапевтична гледна точка. Подготовката, експанзията и миграцията на Т клетки, специфични за туморни антигени, се случват в локалния периферен лимфоиден орган, особено в дрениращите тумор лимфни възли (dLN). dLN-резидентните Т клетки се активират от разтворими антигени на тумора, туморни фрагменти и апоптотични туморни клетки.

Дендритните клетки (DC) също могат да пренасят туморни антигенни пептиди от тумора до dLN [23]. По време на късните стадии на рак, CD8 плюс Т клетките в лимфоидните органи на носещи тумори мишки и пациенти губят своята ефекторна функция, което в крайна сметка намалява антитуморния отговор [24]. TIL са един от неразделните и основни компоненти на TME. Туморно-инфилтриращите мононуклеарни имунни клетки представляват значителна част от TILs и служат като предсказващ индикатор за ефикасността на лекарството при няколко вида рак. TIL имат съществена роля в създаването на про- или антитуморогенен TME, засягащ прогресията на тумора и терапевтичната резистентност [25]. Т-лимфоцитите са важни компоненти на TILs, от които CD4 плюс, CD8 плюс и Tregs често се наблюдават при различни видове рак. CD8 плюс Т клетките имат решаваща роля в антитуморните имунни отговори на гостоприемника във връзка с CD4 плюс Т клетките. CD8 плюс Т клетките освобождават гранзим B, перфорин и IFN- и действат като цитотоксични клетки, които в крайна сметка убиват раковите клетки. Анализи на масиви от данни Cancer Genome Atlas (TCGA), използващи Oncomine Platform (Thermo Fisher, Ann Arbor, MI, USA) за експресия на CD8 ген при злокачествени заболявания като мозъчни, гърдни, колоректални (CRC) и тумори на яйчниците, показват, че експресията на CD8 ген се регулира надолу в мозъка, CRC и рак на яйчниците, но не се променя при рак на гърдата (Фигура 1a-d).

Въпреки това, анализите при меланом и рак на белия дроб, използващи набори от данни TCGA, не предполагат голяма разлика в броя на копията на CD8A между нормалните и злокачествените тъкани (Фигура 1e, f). Наборите от данни на TCGA показват хетерогенност на експресията на CD8 ген при различни злокачествени заболявания. Тумор-резидентните CD8 плюс Т-клетки (TILs) са главно Т-клетки на паметта и следователно се наричат ​​Т-клетки на тъканната памет (TRM). TRM клетките се характеризират с висока експресия на повърхностни маркери CD103 и/или CD49a интегрини и маркер за активиране на Т клетки, CD69 [26]. Механизмите на антиген-специфична CD8 плюс Т-клетъчна активация, експанзия и миграция в тумора са представени на Фигура 2.
Освен TRM Т клетки, има няколко други фенотипа на CD8 плюс Т клетки в TME. Трябва да се отбележи, че подобният на ствол CD8 плюс Т клетъчен фенотип се счита за важен за антитуморните отговори [6]. Стволовидни CD8 плюс Т клетки се диференцират в ефекторни цитотоксични CD8 плюс Т клетки и се локализират в туморната ниша, където APC популациите са изобилни [6]. Въпреки това, има някои злокачествени заболявания, при които APC в туморите са минимални и съответстват на намалена CD8 плюс Т клетъчна инфилтрация, което води до имунно избягване от тумори. При липса на адекватни APC, активирането на CD8 плюс Т клетките е значително компрометирано.

Интересно е, че тумор-инфилтриращите CD8 плюс Т клетки могат също да служат като активиране на страничен наблюдател, където Т клетките, активирани за специфичен антиген, могат също да отговорят срещу несвързания антиген(и) [27]. Например, при CRC и рак на белия дроб, тумор-инфилтриращите CD8 плюс Т клетки показват реактивност с туморни антигени, както и несвързани антигени, като вирус на Epstein-Barr (EBV), човешки цитомегаловирус (HCMV) или грипен вирус [28]. Наличието на странични наблюдатели CD8 плюс Т клетки в тумора може да попречи на имунното му бягство. Последният е протуморен феномен, който води до растеж и оцеляване на туморни клетки и неуспех да се отговори на антитуморните реакции, предизвикани от CD8 плюс Т клетки. Намалената инфилтрация на CD8 плюс Т клетки също се регулира от имуносупресивни механизми, медиирани чрез индоламин-2, 3-диоксигеназа (IDO), PD-L1/B7-H1 и FoxP3 плюс Tregs [29]. Раковата лъчетерапия също засяга туморната инфилтрация на CD8 плюс Т клетки.

Лъчетерапията причинява увреждане на кръвоносните съдове в TME, което позволява инфилтрация на TAM, миелоидни супресорни клетки (MDSCs) и Tregs, които в крайна сметка намаляват инфилтрацията на CD8 плюс Т клетки в тумора, предизвиквайки имуносупресия [30]. Тумор-инфилтриращите CD8 плюс Т клетки са прогностично и предиктивно важни при злокачествени заболявания на гърдата [31]. Прогностичната стойност на TILs е особено важна при тройно негативни ракови заболявания на гърдата (TNBCs) и рак на гърдата с рецептор 2 на човешкия епидермален растежен фактор (HER2 plus) [32]. TNBC са рак на гърдата с преобладаване на лимфоцити, които показват клъстери от лимфоцитни инфилтрати [33]. Интересно е, че Т-клетъчната инфилтрация в TNBC тумори е свързана с общата преживяемост [34]. Въпреки това, при HER2 плюс рак на гърдата, лимфоцитната инфилтрация не е пряко свързана с преживяемостта [35]. Подобно на TNBCs, повишените TILs и намалените Tregs корелират с подобрената преживяемост при пациенти с рак на яйчниците [36]. За разлика от TNBC, панкреатичният дуктален аденокарцином (PDAC) няма дефинирана туморна инфилтрация на CD8 плюс Т клетки; обаче, PDAC TME е наводнен с възпалителни клетки. При PDAC наличието на възпалителни инфилтрати в TME ускорява туморния растеж и метастазите и потиска ефекторната функция на цитотоксичните CD8 плюс Т клетки [37]. \

Тези примери колективно предполагат, че тумор-инфилтриращите CD8 плюс Т клетки имат съществена роля в регресията на тумора и общата преживяемост. Въпреки това, хетерогенната инфилтрация на CD8 плюс Т клетки в тумори остава неясна при различни тумори. Това разпределение може да се регулира от няколко фактора, включително цитокинова среда в TME, статус на протеин кинази и промяна на метаболитния статус.

Цитокини и тяхната роля в CD8 плюс Т клетъчна инфилтрация в тумора

Цитокините са група малки секреторни протеини, произведени от различни видове клетки, включително имунни и туморни клетки. Цитокините са решаващи регулатори на пластичността на TME и имат значителна роля в CD8 плюс Т клетъчната инфилтрация и ефекторната функция (Таблица 1). IL-2 регулира активирането и пролиферацията на CD8 плюс Т клетки и индуцира медиирани от CD8 плюс Т клетки антитуморни отговори [38].

Той също така синергизира с IL-12 и IFN- в увеличаването на цитотоксичната функция на тумор-инфилтриращите CD8 плюс Т клетки [39]. За разлика от тези цитокини, няколко други цитокини, включително IL-10 и IL-35, потискат антитуморната функция на тумор-инфилтриращите CD8 плюс Т клетки [40]. IL-10 е имуносупресивен цитокин, който засяга реактивирането на CD8 плюс Т-клетъчен тумор главно чрез темпериране на производството на IFN [41]. IL-10 и IL-35 се освобождават от Tregs и повишават експресията на ко-инхибиторни протеини, като PD-1, PD-L1 и CTLA-4 върху CD8, инфилтриращ тумор плюс Т клетки. Т-клетъчните ко-инхибиторни молекули насърчават дисфункция в Т-клетъчното активиране, експанзия, ефекторна функция и оцеляване. Комбинираната мрежа от IL-10 и IL-35 ко-инхибиторни протеини потиска ефекторната функция и предизвиква изтощение в тумор-инфилтриращи CD8 плюс Т клетки [40]. В допълнение към освобождаването на IL-10 и IL-35, Tregs също взаимодействат с CD11c плюс DCs и намаляват активирането и експанзията на CD8 плюс Т клетки в тумора. Скорошни проучвания показват, че изчерпването на Tregs в PDAC увеличава инфилтрацията на IFN- -продуциращи цитотоксични CD8 плюс Т клетки в тумора [42]. Друг основен цитокин, трансформиращ растежен фактор-бета (TGF-), също се съобщава, че има роля в растежа/оцеляването на тумора и имунитета на гостоприемника. TGF- предизвиква имуносупресия в гостоприемника и помага на тумора да избяга от имунната система [43]. По този начин се съобщава, че TGF-атенюацията насърчава CD8 плюс Т-клетъчно-медиирани антитуморни отговори [43].

По подобен начин, проучване в миши модел на PDAC показа, че адоптивният трансфер на TGF-нечувствителни CD8 плюс Т клетки индуцира туморна регресия [44]. IL-4 и IL-12 по подобен начин влияят неблагоприятно върху ефекторната функция на CD8 плюс Т клетки, като влияят върху експанзията на CD8 плюс Tregs с Foxp3−IL-10 плюс фенотип [45]. Съобщава се, че факторът на туморна некроза алфа (TNF-), освободен от ракови и стромални клетки, индуцира апоптоза в тумор-инфилтриращи CD8 плюс Т клетки [46].

Наред с имуносупресивните цитокини, в TME присъстват противовъзпалителни цитокини, които помагат за възстановяване на цитотоксичната CD8 плюс функцията на Т клетките. Плейотропният цитокин, IL-15, се секретира от различни видове имунни и неимунни клетки и е свързан с възпаление и защитен имунитет [47]. IL-15 индуцира NK, NK-T и цитотоксични CD8 плюс Т клетки и се счита за потенциален кандидат за имунотерапия на рак [48]. Ролята на IL-15 в насърчаването на антитуморни отговори е доказана при рак на яйчниците. Овариален туморен антиген, зареден върху цитокин-зрели човешки DCs, заедно с комбинация от IL-15 и p38 инхибитор, индуцира CD4 плюс Th17-медиирани отговори и CD8 плюс Т клетъчна цитотоксичност [49].

Th17 помощните клетки са подгрупа от CD4 плюс Т клетки, които освобождават провъзпалителен цитокин, IL-17, който също повишава антитуморния имунитет. В модел на рак на яйчниците, IL-17 в ТМЕ индуцира антитуморен имунен отговор [49]. IL-18, известен също като IFN- -индуциращ фактор (IGIF), е антитуморен цитокин и насърчава активирането на Т клетки [50]. В сингенни и хуманизирани туморни модели, блокадата на ектоензима CD39 индуцира освобождаването на активен IL-18 и подтиква експанзията на инфилтриращи тумора CD8 плюс ефекторни Т клетки [51]. Следователно, има нарастващ интерес към идентифициране на цитокини в ТМЕ, за да се разберат техните функции при регулиране на тумор-инфилтриращи CD8 плюс Т клетки и това може да се използва за промяна на динамиката на ТМЕ, за да се възстанови антитуморната ефикасност на CD8 плюс Т клетки.

Цитокините с малко молекулно тегло, известни също като хемокини, имат регулаторна роля в миграцията на Т-клетките. Миграцията на ефекторните Т клетки е решаваща стъпка, необходима за антитуморен отговор. Хемокините регулират инфилтрацията на Т клетки в ТМЕ. Връзката между Т клетъчна инфилтрация и хемокинов рецептор CXCR3 и лиганди CXCL9, CXCL10 и CXCL11 при набиране на CD8 плюс Т клетки, Th1 клетки и NK клетки е докладвана при тумори [52]. Хемокините, експресирани в меланоми, включват CCL2, CCL3, CCL4, CCL5, CCL19, CCL21, CXCL9, CXCL10, CXCL11 и CXCL13 и са свързани с инфилтрация на лимфоцити [53]. Интересно е, че експресията на CD8 транскрипт е тясно свързана с по-високата експресия на CCL2, CCL4, CCL5, CCL19, CCL21, CXCL9, CXCL10, CXCL11, CXCL13 и XCL2 в лимфоцити, инфилтриращи меланомни тумори [53].

Като се има предвид решаващата роля на цитокините/хемокините в регулирането на антитуморните отговори на CD8 плюс Т клетките, базираната на цитокини терапия се използва при различни видове рак. Една от първите базирани на цитокини терапии при рак беше терапията, базирана на IL-2-. Системното лечение с IL-2 е използвано за индуциране на противораков имунен отговор при метастатичен меланом и рак на бъбреците; въпреки това системното лечение с IL-2 (т.е. алдеслевкин) е свързано с токсичност [54]. Въпреки това, нискодозовата IL-2-производна PEGylated IL-2 (т.е. NKTR-214) показа обещаваща антитуморна ефикасност с приемлива токсичност [54]. Тези нововъзникващи резултати предполагат обещаващо терапевтично бъдеще за базирана на цитокини терапия на рак за подобряване на медиираните от Т клетки антитуморни ефекти.

Имунотерапевтици за потенциране на тумор-инфилтриращи CD8 плюс Т клетки

Значителни изследвания са фокусирани върху намирането на имунотерапевтични подходи за увеличаване и възстановяване на функциите на тумор-инфилтриращите CD8 плюс Т клетки за лечение на рак. Дисфункцията на CD8 плюс Т клетки е относително често срещана при солидни тумори и следователно са предложени няколко подхода за увеличаване на инфилтрацията на CD8 плюс Т клетки и възстановяване на техните функции. Някои от тестваните методи включват терапевтично използване на антитела инхибитори на контролни точки (CPI), Т-клетъчни ко-стимулиращи молекули, агонистични антитела, химерни антигенни рецептори (CAR)-Т клетки, TCR-трансдуцирани Т клетки и TIL-базирана терапия на рак ( Фигура 3).

Насочване към Т-клетъчната ко-инхибиторна ос за терапия на рак

Съобщава се, че експресията на Т-клетъчни ко-инхибиторни молекули (PD1, PD-L1 и CTLA-4) намалява активирането, функциите и оцеляването на Т-клетките. Важно е, че блокадата на тези коинхибиторни молекули препрограмира Т клетъчните функции при няколко вида рак [55]. Въпреки това, такава блокада е показала ограничена полза срещу някои видове хематологичен и солиден рак.

Т-клетъчните ко-инхибиторни молекули, CTLA-4 и PD1, са решаващи регулатори на централната и периферната толерантност. Т клетъчните прогенитори произхождат от костния мозък и претърпяват развитие в тимуса, където незрелите Т клетки пролиферират и генерират набор от TCRs поради рекомбинацията на TCR генни сегменти [56]. Т-клетките, които могат да се свързват със собствените антигени, се изтриват, за да се предотврати автореактивността чрез процес, наречен "централна толерантност". Въпреки че това е полезно за предотвратяване на автоимунна реактивност, то не е подходящо за противораков отговор [57]. CTLA-4 участва значително в централната толерантност и по време на развитието на Т клетките, CTLA-4 регулира ефекторните и регулаторните Т клетки [58]. Един от механизмите, чрез които CTLA-4 регулира Т-клетъчната толерантност, е чрез повишаване на прага на активиране на Т-клетките. Минималният имунен отговор в резултат на повишения праг на активиране на Т-клетките срещу собствения пептид(и) е благоприятен за имунитета на гостоприемника [58]. Функцията на CTLA-4 обаче е от решаващо значение за хомеостазата на Т клетките и следователно оптималната експресия на CTLA-4 е важна за задоволителни терапевтични резултати. Генетичната загуба на CTLA-4 предизвиква неконтролирана Т-клетъчна пролиферация, което води до здравословни усложнения и дори смърт [59].

Друга Т-клетъчна коинхибиторна ос, PD1/PD-L1, също е свързана с регулирането на централната толерантност. Тази ос регулира прехода на тимоцитите от тимусната двойно отрицателна (DN) към двойно-положителната фаза (CD4 плюс CD8 плюс) на Т клетките. Този преход се подпомага от загубата на PD-1, което предполага, че PD-1 участва в регулацията на Т-клетъчния репертоар [60]. Наивните Т-клетки, освободени от тимуса към периферните органи, далака и лимфоидните органи, взаимодействат с APC, представяйки чужд антигенен пептид(и) или туморен(и) антиген(и). Понякога наивните Т клетки реагират срещу собствените пептиди, тъй като някои TCR разпознават собствения протеин [61]. За да се предотврати такава Т-клетъчна автореактивност, няколко ко-инхибиторни молекули инхибират Т-клетъчното активиране, известно като периферна толерантност [62]. Тези ко-инхибиторни молекули, включително CTLA-4 и PD-1, регулират Т-клетъчното активиране на различни етапи. CTLA-4 и PD-1 диференцирано регулират съответно CD4 плюс и CD8 плюс Т клетъчни фенотипове [59]. CTLA-4 регулира Т-клетъчното активиране в ранните етапи в лимфоидните тъкани, докато PD-1 регулира Т-клетъчното активиране в късните етапи на активиране в периферната тъкан [63].

Съобщава се, че един от механизмите на периферна имунна толерантност е чрез взаимодействието между PD-L1 върху APC и PD-1 върху Т клетки, които отслабват Т клетъчния имунен отговор срещу собствен антиген(и) [64]. Други механизми на периферна толерантност включват изчерпване на Т клетките и увеличаване на популацията на Treg клетки [65]. Лечението с анти-CTLA-4 антитяло в туморен модел показва активиране на ефекторната Т клетъчна функция, насърчава изчерпването на Treg и засилва антитуморния имунен отговор и регресията на тумора [66,67]. Въпреки че CTLA-4 изчерпва Treg в TME, анти-CTLA-4 не се свързва с изчерпването на Treg в периферната система. Периферното изчерпване на Tregs също е свързано с наличието на Fc рецептор в клетките гостоприемници. Следователно, ефикасността на имунотерапията, базирана на анти-CTLA-4 антитела при възпалени тумори е потенциално зависима от свързването на Fc гама рецептор (Fc R) [68]. Като се има предвид различната регулаторна роля на PD-1 и CTLA-4 в имунната толерантност, се предполага, че тяхната комбинирана блокада осигурява значителен антитуморен отговор чрез увеличаване на съотношението ефектор: супресорни имунни клетки [69].

Блокирането на коинхибиторната ос на PD-1/PD-L1 Т клетките е насочено към засилване на инфилтрацията на CD8 плюс Т клетки в тумори и възстановяване на антитуморните имунни отговори [70]. PD-1 различно повлиява ефекторната функция на CD8 плюс Т клетки при различни видове рак [71–74]. Например, при определени подтипове рак на гърдата, независимо от експресията на PD-1 върху CD8 плюс Т клетки, ефекторната функция е непроменена [74]. За разлика от това, при меланома, наличието на PD-1 върху CD8 плюс Т клетки намалява ефекторната функция на Т клетките [75,76]. По подобен начин, блокадата на друга Т-клетъчна ко-инхибиторна молекула, CTLA-4, ефективно насърчава регресията на тумора чрез възстановяване на цитотоксичната функция на тумор-инфилтриращите CD8 плюс Т клетки при множество ракови заболявания [77,78]. При животински модели на рак на дебелото черво CT26 и ID8-VEGF рак на яйчниците, PD-1 демонстрира регулаторна роля във функцията на Foxp3 плюс Treg и CD8 плюс Т клетки, докато повишената експресия на CTLA-4 се свързва с дисфункция на CD8 плюс Т ефекторни клетки. CD8 плюс Т клетъчните дисфункции, особено тяхната пролиферация и свойството да освобождават цитокини, са силно възпрепятствани при PD-1 плюс CTLA-4 плюс CD8 плюс Т клетки в сравнение с PD-1 плюс CD8 плюс или CTLA4 плюс CD8 плюс Т клетки.

Тези резултати предполагат, че комбинираната свръхекспресия на PD-1 и CTLA-4 върху CD8 плюс Т клетки оказва неблагоприятно въздействие върху CD8 плюс Т клетъчно-медиираните антитуморни имунни отговори по време на терапията на рак [78]. Членовете на вродената имунна система, DC и NK клетки, и членовете на адаптивната имунна система, Т хелперни клетки (CD4 плюс Т клетъчна подгрупа), улесняват праймирането на CD8 плюс Т клетки за туморен антиген. PD-1 и CTLA-4 ограничават праймирането на CD8 плюс Т клетки и по този начин увеличават изчерпването на инфилтриращите тумора CD8 плюс Т клетки [79]. В допълнение, PD-1 и CTLA-4 могат да взаимодействат с други протеини, за да направят CD8 плюс Т клетките дисфункционални. Васкуларен ендотелен растежен фактор (VEGF) и семафоринов рецептор, невропилин-1 (Nrp-1), са свръхекспресирани върху инфилтриращи тумора CD8 плюс Т клетки и заедно с PD-1 или CTLA{{ 22}}, повлияват неблагоприятно функциите на Т клетките [80]. При човешки белодробен рак Nrp-1 присъства в CD8 плюс PD-1 плюс клетки (т.е. Nrp1 плюс PD-1 плюс CD8 плюс Т клетки) и взаимодейства със семафорин 3A върху туморни клетки. Взаимодействието на Nrp-1 със семафорин 3А води до отслабване на миграцията на CD8 плюс Т клетките и цитотоксичността. В модела на меланома B16F10 CD8 плюс Т клетки, експресиращи Nrp1 и PD-1 (т.е. Nrp1 плюс PD-1 плюс CD8 плюс) присъстват в тумора и показват изтощено състояние, както се вижда от повишени израз на LAG-3, Tim-3 и CTLA-4 [80].

Инфилтрацията на CD8 плюс Т клетки в тумори също се регулира от WNT/-катенин сигнализиране. При човешки метастатични меланоми, регулирането на присъщата WNT/-катенин сигнализация е свързано с отсъствието на Т клетъчен генен подпис [81]. По подобен начин, в модела на автохтонен миши меланом, повишеното присъщо на тумор WNT/-катенин сигнализиране индуцира изчерпване на Т клетките и резистентност към анти-PD-1 или анти-CTLA-4 терапия [81].

Блокадата на PD-1 е показала ограничена ефикасност в клиниката при някои видове рак. Следователно, пълното разбиране на молекулярните механизми, медиирани от инхибитори на контролни точки, ще позволи разработването на нови стратегии за възстановяване на функциите на CD8 плюс Т клетките. По този начин, други фармакологични средства са използвани за повишаване на ефикасността на инхибиторите на контролните точки. Например, самостоятелна блокада на PD-1 при миши модели на рак на дебелото черво CT26, аденокарцином на млечната жлеза TSA и рак на дебелото черво MCA38 не показва значителни терапевтични ползи. Въпреки това, комбинираното лечение на PD-1 и интратуморно инжектиране на силно интерферометричния агонист на рецептор 9 (TLR9), SD101, показва измерими антитуморни отговори от интратуморни CD8 плюс Т клетки [82]. В модел на мишка с рак на панкреаса, TGF- в TME възпрепятства ефикасността на комбинираното лечение с гемцитабин и анти-PD-1. Въпреки това, това комбинирано лечение повишава интратуморните цитотоксични CD8 плюс Т клетки и намалява туморното натоварване, когато TGF- е блокиран [83]. Американската администрация по храните и лекарствата (FDA) одобри инхибиторни антитела срещу CTLA-4 (т.е. ипилимумаб), PD1 (т.е. ниволумаб, пембролизумаб и цемиплимаб) и PD-L1 (т.е. атезолизумаб, ниволумаб и дурвалумаб). Таблица 2 предоставя примери за клинични изпитвания за солидни тумори, насочени към Т-клетъчни ко-инхибиторни или костимулиращи протеини.

Изтощението на Т клетките е дисфункция или физическо елиминиране на Т клетки в отговор на специфичен антиген(и) по време на хронични заболявания, включително вирусна инфекция и рак [84]. Т-клетките, подложени на изтощение, губят способността си за пролиферация и ефекторни функции и извикването на паметта им е компрометирано [85]. Изтощените Т клетки се характеризират с повишена експресия на ко-инхибиторни рецептори, включително PD-1, CTLA-4, ген за активиране на лимфоцити-3 (LAG3; CD223), Т-клетъчен имуноглобулин и муцинов домен{ {8}} (TIM-3), CD39, CD96, CD160, Т-клетъчен имунорецептор с Ig и ITIM домени (TIGIT), 2B4 (CD244) и В и Т лимфоцитен атенюатор (BTLA) [85].

Терапевтичната употреба на инхибитори на имунната контролна точка на PD-1 и други молекули може да е в състояние да възроди изтощените Т клетки и да осигури клинична полза за пациенти с различни злокачествени заболявания (Таблица 3) [86–107]. За съжаление, резултатите от PD1-блокирането на контролни точки не са ефективни за всички пациенти и изчерпването на Т клетките не винаги се обръща при пациенти с напреднали злокачествени заболявания [108]. Наскоро се съобщава за тумор-реактивни TILs, които имат отличителни белези на изтощени клетки и клетки на паметта заедно с експресията на PD-1 и Т клетъчен фактор 1 (Tcf1). PD1 плюс TCf1 плюс TILs са свързани с индуцирана от имунотерапията пролиферация [109]. При някои пациенти с рак експресията на PD-1 е по-висока при активирани и функционални CD8 плюс Т клетки. Следователно имунотерапията, базирана на анти-PD1 антитела, не е ефективна при тези пациенти за възстановяване на изтощените Т клетки [110].

Едновременно с това, проучване в сингенни миши туморни модели показа, че имунотерапията, базирана на PD1 блокада, не може да възстанови дисфункционалните PD-1 плюс CD38 плюс CD8 плюс Т клетки [111]. Неуспехът на имунотерапията, базирана на блокада на контролни точки, за възстановяване на изтощените Т клетки може да бъде свързан с вътрешните и външните механизми на резистентност. Механизмът на изчерпване на Т клетките е различен при различните видове рак. Например, проучване в клетъчни линии на меланом (B16F10), гърда (E0771) и белодробен карцином (LLC) предполага, че всеки тумор има характерен и различен подпис на изтощение на TIL [88].

Като напредък в областта на изтощението и възстановяването на Т-клетките, се съобщава за физиологично релевантен високопроизводителен анализ за идентифициране на модулаторите на изтощението на Т-клетките, който може да се използва за скрининг на малки молекули, които могат да обърнат изтощението на Т-клетките във вируса на лимфоцитния хориоменингит модел (LCMV) [112]. Смята се, че рационализиран подход, използващ комбинация от малки молекули и инхибитори на контролни точки, може да се използва за възстановяване на изтощените CD8 плюс Т клетки в имунотерапията на рака.

Насочване към костимулаторната ос на Т клетките при терапия на рак

В допълнение към клиничните изпитвания с анти-PD{1}} и анти-CTLA-4 агенти, други проучвания, насочени към Т-клетъчни костимулиращи протеини, продължават (Таблица 2). Примери за Т-клетъчни костимулиращи молекули, които могат да бъдат насочени към възстановяване на Т-клетъчните функции, са 4-1BB, OX40, CD40, CD27, CD70, индуцируем Т-клетъчен костимулатор (ICOS) и глюкокортикоид-индуциран тумор некрозис фактор рецептор-свързан протеин (GITR) [113–115]. Активирането на 4-1BB, член на семейството на TNFR, повишава цитотоксичността на CD8 плюс Т клетките чрез индукция на IFN- [116]. Продължават клинични изпитвания с агонистичните моноклонални антитела (mAbs) утомилумаб (PF-05082566) и сарилумаб (BMS-663513), които активират 4-1BB за множество видове рак [117]. Въпреки че клиничните изпитвания са показали стабилни противотуморни отговори, също е наблюдавана значителна токсичност поради взаимодействия на Fc R с неспецифични мишени.

За да се намали/превъзмогне неприемливата токсичност на 4-1BB агонистични mAbs, беше използвано несъдържащо Fc туморно насочено 4-1BB-агонистично антитяло, което осигури по-добра терапевтична ефикасност [118]. OX40 е друга Т-клетъчна костимулираща молекула на повърхността на активираните Т-клетки. Взаимодействието между OX40 и неговия лиганд, OX40L, насърчава експанзията на Т клетките и потискането на Treg за увеличаване на антитуморните отговори [119]. Като се има предвид централната роля на OX40 в регулирането на ефекторната функция на CD8 плюс Т клетки, анти-OX40 агонистично mAb е в процес на клинични изпитвания за рак. 4-1Доказано е също, че BB и OX40 агонистични mAbs възстановяват Т-клетъчна дисфункция, индуцирана от МЕК [120]. Друга Т-клетъчна ко-стимулираща ос, CD40LCD40, също се съобщава в подкрепа на индуцирана от МЕК инхибитор смърт на ракови клетки при животински модели. В животинския модел на рак на панкреаса, управляван от мутант KRas, комбинация от инхибитор на МЕК и агонистично анти-CD40 mAb показа силни антитуморни отговори [121]. Оста CD27-CD70 също е важна за активирането на Т клетките и повишена експресия на CD70 и CD27 се съобщава както при хематологични, така и при солидни ракови заболявания [113,122].

При папиларен рак на щитовидната жлеза експресията на CD70 се открива върху туморни клетки, докато експресията на рецептора CD70, CD27, е главно върху интратуморни лимфоцити [123]. GITR е друга костимулираща молекула, която участва в активирането на Т клетките. Комбинираното инхибиране на PD-1 и GITR синергично повишава Т клетъчната туморна инфилтрация и трайни антитуморни отговори от CD8 плюс Т клетки [124]. ICOS е допълнителна костимулираща молекула, присъстваща в активираните Т клетки и също е насочена към рак [125]. Интересно е, че комбинираното използване на ICOS аптамер и инхибиране на CTLA-4 демонстрира силни антитуморни отговори от цитотоксични Т клетки [126]. Като се има предвид значението на Т-клетъчните костимулиращи молекули в имунотерапията на рак, текущите имунологични изследвания са фокусирани върху намирането на нови терапевтични средства за задействане на Т-клетъчни костимулиращи пътища.

В ход са няколко предклинични проучвания и клинични изпитвания за тестване на терапевтичната ефикасност на ко-инхибиторни или костимулиращи имунни рецептори. Въпреки това, FDA досега е одобрила само анти-PD1/PD-L1 и анти-CTLA-4 антитяло-базирана имунотерапия срещу рак за клинична употреба при някои напреднали злокачествени заболявания. Повечето от имунотерапевтичните агенти, които са насочени към костимулиращи молекули, все още не са клинично одобрени. Може да има няколко причини за забавеното използване на агонистични антитела в клиниките, включително традиционния двувалентен формат на антитела и костимулиращи молекули на Tregs [127].

В традиционния формат на двувалентно антитяло, диференциалните Fc гама рецептори (Fc R) са основна грижа. Fc R регулира индуцираното от антитяло активиране на ефекторни Т клетки и антитуморен отговор [127]. Като пример, постигането на антитуморна активност на 4-1BB агонистичното антитяло изисква Fc R-зависимо изчерпване на Treg и Fc R-независим 4-1BB агонизъм [128]. Една от основните причини за неуспеха на агонистичните антитела срещу костимулиращи молекули е, че Tregs експресират няколко костимулиращи молекули [128]. Вероятно костимулиращите агонистични антитела могат да се окажат ефективна терапевтична възможност при рак; обаче, ще е необходимо подробно механично разбиране за тяхното клинично приложение.

CAR-T клетъчна терапия при рак

Приемният трансфер на конструирани Т клетки е показал клинични ползи за някои пациенти с рак. При хематологичен рак адаптивният трансфер на цитотоксични лимфоцити, насочени към туморни клетки, е успешен [129]. TCR могат да бъдат манипулирани, за да се подобри тяхното оцеляване и ефекторна функция. Следователно, CAR-T клетки, носещи специфичност срещу туморни антигени, са разработени и са показали обещаващи резултати при хематологични ракови заболявания. Въпреки това, CAR-T клетките за лечение на солидни ракови заболявания все още са в ранен етап, без успех досега. Основната причина за техния неуспех срещу солидни тумори е, че имуносупресивната среда в TME благоприятства растежа на тумора чрез насърчаване на CD8 плюс Т клетъчна дисфункция. CAR-T клетките в TME са принудени да станат нефункционални и да експресират Т-клетъчни ко-инхибиторни повърхностни молекули [130,131]. Поради това се правят и опити за подобряване на адаптивния трансфер на TIL, които са насочени към неоантигени при различни злокачествени заболявания [132].

Смята се, че другите причини за неуспеха на CAR-T клетъчната терапия при солидни тумори включват дезмопластични компоненти (т.е. фиброзна или съединителна тъкан), които пречат на CAR-T клетките да навлязат в туморите. Съобщава се, че леката хипотермия премахва десмопластичния интегритет в туморите. Включването на лека хипертермия и CAR-T клетъчна терапия доведе до повишена Т-клетъчна инфилтрация в човешки меланомни тумори [133]. Подобно на лека хипотермия, цитокини и химиотерапевтични средства също са използвани за подобряване на CAR-T клетъчната инфилтрация на различни тумори.

Например комбинираното лечение на IL-12 с химиотерапевтичния агент доксорубицин засилва инфилтрацията на CD8 плюс Т клетки в тумори, което води до силни противоракови ефекти [134]. Друг подход за подобряване на ефикасността на терапията с CAR-T клетки при рак може да бъде комбинираното използване на CAR-T клетки заедно с блокадата на ко-инхибиторни молекули на Т клетките. Няколко клинични изпитвания за прилагане на CAR-T клетки самостоятелно или в комбинация с CPI са в ход при солидни тумори. Таблица 4 предоставя примери за клинични изпитвания на CAR-T клетки срещу солидни тумори. В няколко настоящи клинични изпитвания CAR-T са докладвани неблагоприятни ефекти поради прехвърляне на приемно дете. Следователно новите подходи за използване на CAR-T клетъчна имунотерапия с намалени неблагоприятни ефекти ще бъдат от съществено значение.

Лечение на рак с помощта на TCR-трансдуцирани Т клетки

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 месеца) и активиране дори след втората среща с антиген(и) [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 >В 70 процента от случаите на дифузен присъщ понтинен глиом е докладвано заместване на аминокиселина от лизин (К) с метионин (М) на позиция 27 на хистон 3 вариант 3 (H3.3). Интересно е, че TCR-трансдуцирани Т клетки срещу синтетични пептиди с H3.3K27M мутация бяха предложени за лечение на HLAA2 плюс H3.3K27M плюс глиомни клетки [143]. Провеждат се клинични изпитвания за валидиране на терапевтичната ефикасност на TCR-трансдуцирана Т-клетъчна терапия, базирана на рак при пациенти с различни злокачествени заболявания, включително метастазирал синовиално-клетъчен сарком, меланом и рак на хранопровода [141,142]. Взети заедно, TCR-трансдуцираната Т клетъчна терапия е мощен терапевтичен инструмент с потенциал да подобри медиираните от Т клетки антитуморни отговори.

Лечение на рак с помощта на TIL

CAR и TCR-трансдуцирани Т-клетъчно базирани ракови имунотерапии са полезни за насочване към повърхностни и вътреклетъчни антигени; въпреки това е предложен адаптивен трансфер на TILs, който може специфично да се насочи към туморни антигени [144]. При TIL-зависима терапия на рак, началната стъпка включва идентифициране на мутирали протеини в тумора. След това мутиралият протеин се вмъква в автоложни APC, като DCs. По-нататъшните стъпки включват съвместно култивиране на автоложни TIL с APC, заредени с антиген, и подбор на антиген-специфични TIL. Тяхното разширяване следва селекцията на антиген-специфични TIL. Разширените Т клетки се използват за кръвопреливане при пациенти донори [132]. Ефикасността на имунотерапията, базирана на TIL, е оценена при различни видове рак, включително метастатичен меланом и свързани с метастатичен човешки папиломен вирус (HPV) карциноми, рак на яйчниците и гърдата [145–148].

В момента се провеждат няколко клинични изпитвания за установяване на антитуморната ефикасност на имунотерапията срещу рак, базирана на TIL, самостоятелно или в комбинация с други противоракови средства при пациенти с различни злокачествени заболявания, включително метастатичен плоскоклетъчен карцином на главата и шията (IDNCT03083873), цервикален карцином (IDNCT03108495), рак на яйчниците , анапластичен рак на щитовидната жлеза, остеосаркома или други саркоми на костите и меките тъкани (IDNCT03449108). Взети заедно, базираната на TIL терапия на рак има потенциала да лекува напреднал стадий на различни солидни злокачествени заболявания, които не могат да бъдат лекувани.

Нововъзникващи модулатори на CD8 плюс Т клетъчната функция

Роля на протеин кинази в CD8 плюс Т клетъчна инфилтрация на тумори

Ефекторната функция на CD8 плюс Т клетки се регулира от различни фактори, като антигенни рецептори, костимулиращи молекули, цитокини и протеин кинази [149]. Интересно е, че се съобщава, че няколко MAPKs нагоре по веригата са мутирани или регулирани нагоре при множество видове рак [77,150,151]. Въпреки това, опитите за инхибиране на MAPKs нагоре и надолу по веригата не са били успешни поради последващата лекарствена резистентност и тяхното въздействие върху потискането на имунния компартмент. Основната причина за неуспеха на MAPK инхибиторите е липсата на разбиране на ефектите от инхибирането на MAPK върху CD8 плюс Т клетъчната функция и преживяемостта. Няколко примера предполагат, че разбирането на ролите на протеин киназите в биологията на Т клетките ще помогне да се изготви стратегия за увеличаване на антитуморните отговори, може би с допълнителен(и) агент(и). Като пример, асоциираният с функцията на лимфоцитите антиген-1 (LFA-1) медиира Т клетъчното активиране чрез ERK1/2 сигнализиране при ангажиране на TCR [152].

Освен това, лигирането на междуклетъчна адхезионна молекула-1 (ICAM-1) с LFA-1 повишава сигнализирането на ERK1/2, за да подобри CD8 плюс Т клетъчното активиране [152]. Jun N-терминална киназа (JNK), MAPK, има парадоксална роля в регулирането на CD4 плюс и CD8 плюс Т клетки [153]. Проучване in vivo, използващо B16, меланомна клетъчна линия, и EL-4, лимфомна клетъчна линия, показа, че JNK1-нокаут мишки са податливи на туморен растеж, по-специално поради дисфункция на CD8 плюс Т клетки [ 153]. Мутациите в протоонкогена BRAF, серин/треонин киназа, имат съществена роля в онкогенезата. Проучване показа, че меланомните клетки, третирани краткосрочно (3–7 дни) с BRAF инхибитор, се разпознават ефективно от автоложни CD8 плюс Т клетки (TIL). Въпреки това, меланомните клетки, третирани дългосрочно (14–21 дни) с BRAF инхибитор, са слабо разпознати от автоложни CD8 плюс Т клетки (TIL). Тези резултати предполагат, че инхибирането на BRAF диференциално модулира експресията на туморен антиген и медиира туморната резистентност, може би чрез намаляване на функционалните CD8 плюс Т клетки [154]. Друго проучване, използващо инхибитори на BRAF и MEK (съответно дабрафениб и траметиниб), показва различно въздействие върху CD8 плюс Т клетките [77]. Лечението с дабрафениб в активирани от хора Т клетки (in vitro), индуцира ERK фосфорилиране (т.е. активиране) и не потиска CD8 плюс Т клетъчната функция.

Лечението с траметиниб обаче намалява фосфорилирането на ERK, Т-клетъчната пролиферация и експресията на цитокини [77]. Обаче, комбинирането на траметиниб с инхибитори на контролни точки за PD-1 или CTLA-4 повишава CD8 плюс Т клетъчната инфилтрация и стимулира силен антитуморен отговор в CT26 туморен модел [77]. Т-клетъчното активиране също се съобщава, че индуцира TCR-ZAP-70 протеин тирозин киназа, медиирано сигнализиране надолу по веригата, което регулира Т-клетъчната подвижност, адхезия и производство на цитокини. Rasal1, GTPase-активиращ протеин, се свързва с TCR-ZAP-70 свързващия протеин и инхибира Ras-ERK пътя, Т-клетъчното активиране и антитуморните отговори [155]. Rasal1 се експресира върху активирани Т клетки и неговият нокдаун индуцира CD8 плюс Т клетъчна инфилтрация в B16 меланома и EL-4 лимфомни тумори [155]. При TCR-медиирано активиране, тумор-инфилтриращите CD8 плюс Т клетки показват намалена експресия на ERK и протеин тирозин киназата, ITK. Въпреки това, в CD8 плюс Т клетките на далака няма такива промени в експресията на ERK и ITK киназата, което предполага, че ERK и ITK киназите са диференцирано регулирани в периферни и инфилтриращи тумор CD8 плюс Т клетки [156]. Сорафениб, мултикиназен инхибитор и терапия от първа линия за хепатоцелуларен карцином (HCC), може да осигури ограничена полза за пациенти с HCC. Успехът на лечението със сорафениб се свързва със статуса на активиране на ERK при HCC [157].

Анализите на човешки и миши HCC проби, третирани със сорафениб, показват два хетерогенни фенотипа на активен ERK и PD-1 в рамките на един и същ тумор. Първият фенотип беше pERKlowPD-1 плюс, където туморната инфилтрация на CD8 плюс Т клетки беше много висока и тези CD8 плюс Т клетки имаха по-висока експресия на PD-1. Вторият фенотип, pERKhighPD-1−, има ниска експресия на PD1. Интересно е, че фенотипът pERKlowPD-1 плюс показва намалена обща преживяемост и преживяемост без заболяване в сравнение с фенотипа pERKhighPD-1−. Важно е, че фенотипът pERKhighPD-1− имаше CD8 плюс Т клетки с ниска експресия на PD-1, което предполага, че статусът на PD-1 върху инфилтриращи тумор CD8 плюс Т клетки е решаващ фактор за противотуморни отговори [158]. MAP2K (или MEK) е регулатор нагоре по веригата на MAPK. Целевото инхибиране на MEK индуцира туморна супресия и увеличена продължителност на живота и инфилтрация на CD8 плюс Т клетки; въпреки това, инхибирането на MEK отслабва праймирането на Т клетките в лимфните възли [151]. В CT26 туморен модел при BALB/c мишки, комбинираната терапия на анти-PD-L1 с MEK инхибитор показа стабилна и трайна антитуморна ефикасност, включително пълна ремисия на тумори при някои мишки [151]. Друг член на семейството на MAP3K, киназа от смесена линия -3 (MLK3), има парадоксална роля в регулирането на смъртта на раковите клетки [159] и инхибира активирането на Т клетките и цитотоксичността [160].

Използвайки клетъчна линия от миши рак на гърдата, модел на ксенотрансплантация 4T1 в Balb/c мишки, беше показано, че инхибирането на MLK3 индуцира туморна инфилтрация на цитотоксични CD8 плюс Т клетки [160]. Инхибирането на MLK3 също повишава експресията на CD70 върху CD8 плюс Т клетки, свързано с повишена апоптоза на тези клетки [161]. Интересно е, че при in vivo модел на TNBC, комбинираното лечение с MLK3 фармакологичен инхибитор и CD70 антагонист насърчава преживяемостта на CD8 плюс Т клетките, туморната инфилтрация и антитуморната ефикасност [161]. MAP4K4 също е регулатор нагоре по веригата на MAPK. Повишената експресия на MAP4K4 инхибира LFA-1 по време на активирането на Т клетките, докато аблацията на MAP4K4 повишава експресията на LFA-1 върху CD8 плюс Т клетки. Повишената експресия на LFA-1 върху Т-клетките се свързва с повишено взаимодействие на Т-клетките с APCs, което повишава ефекторната функция на CD8 плюс Т-клетките [162].

Членът на семейството на рецептора на рецептора тирозин киназа (RTK), рецепторът на епидермалния растежен фактор (EGFR), е свръхекспресиран в епителните ракови клетки. Проучване, проведено, за да се разбере как инхибиторите на EGFR тирозин киназата (TKIs) влияят значително на MHC-I в NSCLC клетки, показа, че инхибирането на EGFR в NSCLC повишава експресията на гена и повърхностния протеин на MHC-I. Т клетките разпознават туморни антигени, представени от молекулата MHC-I на APCs и доставят антитуморен отговор. Инхибиторът на ERK-MEK, траметиниб, успя да увеличи MHC-I, докато инхибиторът на фосфатидилинозитол 3-киназата buparlisib не беше в състояние да индуцира експресия на MHC-I в NSCLC. Тези резултати предполагат, че инхибирането на MEKERK индуцира EGFR-активирана MHC-I експресия [163].

Сигналният път на Janus киназа/сигнални преобразуватели и активатори на транскрипция (JAK/STAT) регулира набор от цитокини и растежни фактори. Въпреки това, инхибиторите на JAK2 при TNBC не показват никаква ефикасност, може би защото клетките на TNBC са придобили лекарствена резистентност, медиирана от тромбоцитен рецептор на растежен фактор бета (PDGFR). За да се преодолее неуспехът на JAK2 инхибитора като единичен агент, тройната комбинирана терапия с PDGFR, JAK2 и MEK1/2 инхибитори повишава значително тумор-инфилтриращите CD8 плюс Т клетки [164]. JAK/STAT пътят се отслабва от цитокин-индуцируем SH2-съдържащ протеин (CISH) [165]. Понижаването на JAK/STAT сигнализирането индуцира TCR-медиирано активиране на тумор-инфилтриращи CD8 плюс Т клетки [165,166]. Интересно е, че индукцията на CISH е включена в медиирано от гранулоцит-макрофаг колония-стимулиращ фактор (GM-CSF) развитие на DC и DC-медиирано цитотоксично Т-клетъчно активиране [165]. Следователно е ясно, че протеин киназите имат решаваща роля в CD8 плюс Т клетъчна туморна инфилтрация, оцеляване и антитуморни отговори. Следователно, правилното разбиране на протеин киназите може да доведе до управление на различни видове рак.

For more information:1950477648nn@gmail.com