به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در یک مطالعه که به تازگی در نشریه Nature Immunology منتشر شده، محققان تأثیر مستقیم یون‌های سدیم (Na+) را بر روی سلول‌های T سیتوتوکسیک با خوشه تمایزی 8 (+CD8) و همچنین تاثیر سمیت ایمنی سلولی ضد تومور بررسی کردند.

پیش زمینه

وضعیت متابولیک بدن، سلول‌های T سیتوتوکسیک یا لنفوسیت‌ها ایمنی ضد توموری را کنترل می‌کند. این سلول‌ها به ریزمحیط تومور (TME) حساس هستند. TME می‌تواند پاسخ‌های ایمنی ضد سرطانی را با کاهش تهاجم سلول‌های T، کاهش نگهداری سلول‌های T و کاهش فعالیت‌های موثر مهار کند. مطالعات نشان می‌دهد که یون‌های خارج سلولی مانند پتاسیم (K+) ممکن است بر عملکرد سلول‌های T تأثیر بگذارد. یون‌های K+ در TME نکروزه فراوان هستند و عملکردهای اثرگذار مبتنی بر گیرنده سلول T (TCR) را مهار می‌کنند و در عین حال ساقه و چند توانی را افزایش می‌دهند. غلظت یون سدیم افزایش یافته، تمایز T helper 17 (Th17) را تحریک می‌کند و بیان سیتوکین خود تنظیمی را افزایش می‌دهد. با این حال، اثرات غلظت یون سدیم بر ایمنی ضد توموری با واسطه سلول‌های T سیتوتوکسیک مشخص نیست.

در مورد مطالعه

محققان تأثیر غلظت یون سدیم را بر فعالیت سلول‌های T سیتوتوکسیک و پاسخ‌های ایمنی ضد توموری بررسی کردند. محققان طیف سنجی نشر نوری پلاسمایی جفت القایی (ICP-OES) غلظت K+ و Na+ را در سرطان سینه و بافت‌های مجاور ارزیابی کردند و نقش رونوشت قرار گرفتن در معرض کلرید سدیم را بر روی سلول‌های T سیتوتوکسیک بررسی کردند. آن‌ها دریافتند که تیمار با نمک طعام بالا به طور چشمگیری باعث افزایش ژن‌های متفاوت بیان شده (DEGs) شده که امضای کلرید سدیم نامیده می‌شود. آن‌ها سپس غنی سازی این امضا را در بافت‌های تومور در مقابل بافت‌های سالم بررسی کردند. آن‌ها همچنین غنی سازی امضای NaCl رونوشت را در سلول‌های T سیتوتوکسیک بررسی کردند. محققان تأثیر NaCl را بر روی رونوشت سلول‌های T سیتوتوکسیک CD45RA-ve انسانی که با آنتی‌بادی‌های مونوکلونال CD3 و CD28 (mAbs) در شرایط آزمایشگاهی گسترش یافته بودند، بررسی کردند. آن‌ها تغییرات رونوشت را با استفاده از توالی یابی اسید ریبونوکلئیک تک سلولی (scRNA-seq) تجزیه و تحلیل کردند. آن‌ها سپس ژن هدف پستانداران القای سیگنال دهی راپامایسین (mTOR) را با اتصال عرضی TCR سلول‌های T سیتوتوکسیک CD45RA-ve از طریق فسفوریلاسیون زیرواحد ریبوزومی S6 تحت شرایط NaCl بالا و پایین بررسی کردند. محققان مسیرهای مولکولی را مورد بررسی قرار دادند که از طریق آن، افزایش غلظت کلرید سدیم خارج سلولی می‌تواند درگیری گیرنده سلول T در لنفوسیت‌های T سیتوتوکسیک را به فعال شدن بیشتر سلول‌های T تبدیل کند. آن‌ها انتظار داشتند که غلظت کلرید سدیم خارج سلولی بالاتر برای افزایش نیروهای الکتروموتور برای ورود Ca2+ به دنبال فعال‌سازی کانال کلسیم (ORAI) ناشی از TCR باشد. آن‌ها هیپرپلاریزاسیون نسبی پتانسیل غشا (یا Vm) ناشی از NaCl را بررسی کردند. محققان لنفوسیت‌های T حافظه سیتوتوکسیک آنتی ژنی را با ایجاد هسته یک آنتی ژن مرتبط با ملانوم شناسایی شده توسط TCR اختصاصی سلول‌های T (MART-1) ایجاد کردند. آن‌ها لنفوسیت‌های T را طراحی کردند که گیرنده‌های آنتی ژن کایمریک نسل دوم (CAR) را با دامنه‌های تحریکی مشتق شده از 4-1BB بیان می‌کنند که سلول‌های سرطانی پانکراس Panc02-mROR1 را شناسایی می‌کند. آن‌ها همچنین اثر NaCl را بر روی لنفوسیت‌های CAR T دارای دامنه تحریک‌کننده مشتق از CD28 بررسی کردند. آن‌ها با استفاده از مدل موش سرطان پانکراس و رده سلولی سرطان پانکراس PancOva، آزمایش کردند که آیا NaCl باعث افزایش سمیت سلولی سلول T در طول درمان با سلول T در داخل بدن می‌شود یا خیر. تجزیه و تحلیل مؤلفه اصلی (PCA) و تقریب و طرح ریزی منیفولد یکنواخت (UMAP) نتایجی را به همراه داشت.

نتایج مطالعه

این مطالعه افزایش سطوح NaCl را در بافت‌های سرطان سینه کشف کرد که منجر به تغییرات رونویسی در سلول‌های ایمنی شد. تومور‌ها در اکثر موجودات، بنا بر اطلس ژنوم سرطان (TCGA)، در مقایسه با بافت‌های سالم دارای ردپای تغییرات سدیمی هستند. یافته‌ها این بررسی نشان داد که سدیم یک جزء مرتبط از ریزمحیط تومور است. NaCl باعث افزایش فعال شدن و فعالیت سلول‌های T سیتوتوکسیک شد که باعث بهبود تناسب متابولیک شد. بنابراین، NaCl مرگ سلول‌های تومور را در شرایط آزمایشگاهی و درون بدنی( in vivo) افزایش می‌دهد. افزایش سطح ژن‌هایی مانند mTOR، فاکتور نکروز تومور (TNF)، اینترلوکین-2 (IL-2)، مرگ برنامه‌ریزی شده سلولی 1 (PD-1)، پروتئین کیناز فعال شده با میتوژن (MAPK)، فاکتور تنظیم‌کننده اینترفرون 4 (IRF4)، و فاکتور 1 زیرواحد آلفای ناشی از هیپوکسی (HIF1A) این یافته‌ها را تایید کرد. تغییرات ناشی از NaCl در لنفوسیت‌های T سیتوتوکسیک با افزایش فعالیت‌های Na+/K+-آدنوزین تری فسفاتاز (ATPase) ناشی از سدیم و هیپرپلاریزاسیون غشایی همراه است، که نیروهای الکتروموتور را برای سیگنال‌دهی TCR پایین‌دستی ناشی از TCR و هجوم Ca2+ تقویت می‌کند. انتقال پذیرفته شده لنفوسیت‌های T سیتوتوکسیک (CTLs) فعال شده تحت شرایط NaCl بالا به طور موثر رشد تومور را در مدل سرطان پانکراس موش کاهش داد. NaCl فعالیت ضد سرطانی را در مجموعه لنفوسیت‌های T داخلی، لنفوسیت‌های CAR T و تراریخته افزایش داد. تحت شرایط NaCl بالا، سلول‌های T حافظه سیتوتوکسیک،  بیان ژن فاکتور هسته‌ای سلول‌های T فعال 5 (NFAT5) را افزایش دادند که منجر به بقای طولانی‌مدت در بیماران سرطان پانکراس شد.( فاکتور هسته‌ای سلول‌های T فعال شده 5، که به نام NFAT5 و گاهی TonEBP نیز شناخته می‌شود، یک ژن انسانی است که یک فاکتور رونویسی را رمزگذاری می‌کند که بیان ژن‌های دخیل در استرس اسمزی را تنظیم می‌کند.محصول این ژن عضوی از فاکتورهای هسته‌ای سلول‌های T فعال (NFAT) از فاکتورهای رونویسی است. پروتئین‌های متعلق به این خانواده نقش اصلی در رونویسی ژن القایی در طول پاسخ ایمنی دارند.) به طور مشابه، افزایش بیان ژن زیرواحد آلفا 1 (ATP1A1) انتقال دهنده ATPase Na+/K+ با بقای سرطان پانکراس در بیماران مبتلا به تنظیم Na+/K+-ATPase همراه بود. در نتیجه محققان استدلال می‌کنند که NaCl به طور مثبت پاسخ‌های ایمنی ضد توموری حاد را تنظیم می‌کند که ممکن است برای آموزش لنفوسیت‌های T درمانی مانند انواع CAR T، نیاز به تنظیم داشته باشد.

نتیجه گیری

این مطالعه نشان داد که NaCl در ریزمحیط تومور، تناسب متابولیک سلول‌های T و سمیت سلولی را بهبود می بخشد. مکانیسم بیش فعال سازی سلول‌های T ناشی از NaCl شامل جابجایی داخلی Na+، افزایش فعالیت Na+/K+-ATPase، هیپرپلاریزاسیون غشاء و نیروهای الکتروموتور بالاتر برای ورود Ca2+ تولید شده توسط TCR است. استراتژی‌های درمانی مبتنی بر این مکانیسم ممکن است به بیماران سرطانی کمک کند. کارآزمایی‌های بالینی بیشتر باید اثرات کوتاه‌مدت و بلندمدت NaCl را بر ایمنی ضد تومور ارزیابی کنند.

پایان مطلب./