به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، محققان پروتئین درمانی جدیدی را کشف کردند که سلول‌های T خسته را شارژ می‌کند و قدرت آن‌ها را برای ریشه کنی تومورها و بهبود نتایج درمان سرطان آزاد می‌کند. در مطالعه اخیر منتشر شده در نشریه نیچر، محققان از پروتئین فیوژن اینترلوکین-4 (Fc-IL-4) برای هدف قرار دادن سلول‌های CD8+ T و افزایش اثربخشی ضد تومور در ترکیب با درمان‌های ایمنی محور نوع 1 استفاده کردند. آن‌ها دریافتند که سایتوکین Fc-IL-4 عملکرد و فعالیت متابولیکی سلول‌های CD8+ T پایان‌ناپذیر را در تومورها بهبود می‌بخشد و از طریق هم‌افزایی با پاسخ‌های ایمنی نوع 1 منجر به بهبودی پایدار تومور می‌شود.

پیش زمینه

ایمونوتراپی‌های کنونی سرطان مانند انتقال سلول‌های T (ACT) و انسداد ایست بازرسی ایمنی (ICB) بر فعال کردن ایمنی نوع 1 تمرکز دارند. با این حال، مقاومت و عود هنوز به دلیل فرسودگی سلول‌های CD8+ T که با سرطان مبارزه می‌کنند، رخ می‌دهد. این سلول‌های خسته با گذشت زمان کارایی خود را از دست می‌دهند و موفقیت درمان‌ها را محدود می‌کنند. در حالی که ایمنی نوع 1 تمرکز اصلی بوده است، شواهد در حال ظهور نشان می‌دهد که ایمنی نوع 2، به ویژه سلول‌های T helper 2 (TH2) نیز می‌تواند با تغییر محیط تومور به مبارزه با سرطان کمک کند. پتانسیل ترکیب ایمنی نوع 1 و نوع 2 برای اثرات ضد توموری بادوام تر، هنوز مورد بررسی قرار نگرفته است. در مطالعه حاضر، محققان پیشنهاد کردند که اینترلوکین-4 (IL-4)، یک سیتوکین نوع 2 که بقای سلول‌های T و B را طولانی‌تر می‌کند، می‌تواند به طور بالقوه سلول‌های T نفوذگر تومور خسته را جوان کند و اثربخشی ایمونوتراپی سرطان را افزایش دهد. آن‌ها یک پروتئین فیوژن نوترکیب به نام Fc-IL-4 ایجاد کردند که زیست فعالی مشابه IL-4 بومی را حفظ کرد اما نیمه عمر قابل توجهی داشت. آن‌ها سپس تأثیر Fc-IL-4 را بر سلولهای CD8+ T اختصاصی آنتی ژن در تومورها مطالعه کردند.

در مورد مطالعه

در این مطالعه از موش‌های ماده شش تا هشت هفته ای و موش‌های مختلف تراریخته استفاده شد. سلول‌های PMEL T فعال‌شده در شرایط آزمایشگاهی به موش‌های مبتلا به تومورهای ملانوم B16F10، در ترکیب با Fc-IL-4 (تجویز شده به دور تومور) یا سالین بافر با فسفات (PBS) به عنوان شاهد منتقل شدند. لنفوسیت‌های نفوذکننده تومور CD8+ (TILs) برای تغییرات فنوتیپی، با تمرکز بر سلول‌های TTE PD-1+TIM-3+ تجزیه و تحلیل شدند. وابستگی آنتی ژنی گسترش TIL با انتقال همزمان سلول‌های ساده PMEL و OT1 T ارزیابی شد. توالی یابی RNA تک سلولی (scRNA-seq) بر روی CD8+ TILهای آنتی ژن خاص تومور مرتب شده از دو شرایط درمان برای بررسی پروفایل‌های transcriptomic انجام شد. علاوه بر این، محققان اثرات Fc-IL-4 را بر روی سلول‌های T حافظه مرکزی CD8 + T (سلول‌های TTE) بررسی کردند. سلول‌های CD8 + TTE القاء شده از محیط خارج با Fc-IL-4 یا PBS تیمار شدند. بیان Glut-1 و جذب گلوکز اندازه‌گیری شد و میزان اسیدی شدن خارج سلولی (ECAR) پس از تحریک گیرنده سلول T (TCR) با آنتی‌بادی ضد CD3 دیمری ارزیابی شد. تجزیه و تحلیل متابولومیک تغییرات در 41 متابولیت را ارزیابی کرد و تجزیه و تحلیل رونویسی تک سلولی از خوشه بندی بر اساس 1667 ژن مسیر متابولیک کیوتو دایره المعارف ژن‌ها و ژنوم‌ها (KEGG) استفاده کرد. نقش گلیکولیز بیشتر با استفاده از 2-دئوکسی-D-گلوکز (2-DG) مورد بررسی قرار گرفت و مکآن‌های اتصال فاکتور رونویسی از طریق تجزیه و تحلیل موتیف دیفرانسیل مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش‌های کاهش و بیان بیش از حد لاکتات دهیدروژناز A (LDHA) برای ارزیابی تأثیر بر عملکرد متابولیک انجام شد.

نتایج  مطالعه

ترکیب Fc-IL-4 با ACT نوع 1 به طور قابل توجهی نفوذ سلول‌های CD8 + T را به ریزمحیط تومور (TME) افزایش داد، به ویژه زیر مجموعه PD-1 + TIM-3 + TTE را غنی کرد. تعداد سلول‌های این سلول‌های TTE به طور قابل توجهی در سلول‌های CD8 + T انتقال یافته و درون زا افزایش یافت. درمان Fc-IL-4 همچنین تولید گرانزیم B را افزایش داد و چند عملکرد سلول‌های CD8 + TTE را افزایش داد. غنی‌سازی سلول‌های CD8+ TTE وابسته به آنتی ژن بود. علاوه بر این، Fc-IL-4 با افزایش بقای سلول‌های CD8+ به جای تکثیر، تأثیر مستقیمی بر سلول‌های TTE نشان داد. Fc-IL-4 به طور قابل توجهی ایمنی ضد تومور را در هر دو مدل تومور سیژنیک و زنوگرافت تقویت کرد و پتانسیل آن را به عنوان یک کمک کمکی مؤثر و ایمن برای درمان‌های ACT و ICB نشان داد. در مدل‌های سرطان کولون و ملانوم موش، Fc-IL-4 همراه با درمان‌های ACT یا ICB منجر به ریشه‌کنی کامل تومور و درمان‌های بادوام در 60 تا 100 درصد موارد، با حافظه بلندمدت ایمنی شد. در مدل‌های سرطان انسانی، hu.Fc-IL-4 تکثیر و سمیت سلولی سلول‌های CD19-CAR-T (گیرنده آنتی ژن کایمریک T) را افزایش داد و در 75 تا 80 درصد موش‌ها پاکسازی تومور را به دست آورد و بقای مدل‌های لوسمی را بهبود بخشید. درمان Fc-IL-4 به طور قابل‌توجهی بیان Glut-1، جذب گلوکز و سطوح لاکتات خارج سلولی را در سلول‌های CD8+ TTE افزایش داد، که منجر به افزایش ECAR و فعالیت گلیکولیتیک شد، در حالی که فسفوریلاسیون اکسیداتیو تا حد زیادی بی‌تأثیر باقی ماند. تجزیه و تحلیل متابولومیک نشان داد تنظیم مثبت متابولیت‌های گلیکولیتیک کلیدی است. تجزیه و تحلیل ترانس کریپتومی‌تک سلولی، خوشه‌های ژنی خاص غنی شده در ژن‌های مرتبط با گلیکولیز را در سلول‌های تیمار شده با Fc-IL-4 نشان داد. مهار گلیکولیز با 2-DG اثرات Fc-IL-4 را نفی کرد و بر اهمیت گلیکولیز برای برنامه ریزی مجدد متابولیک تأکید کرد. LDHA به عنوان یک آنزیم کلیدی در افزایش گلیکولیز شناسایی شد، با مهار یا کاهش پاسخ آن به Fc-IL-4، در حالی که بیان بیش از حد عملکرد سلول‌های TTE را تقویت کرد. علاوه بر این، تیمار Fc-IL-4 سطوح نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید (NAD) را افزایش داد که برای بقای سلول بسیار مهم است، با LDHA که بازیافت NAD+-NADH را تسهیل می‌کند. مکمل نیکوتین آمید ریبوزید، پیش ساز NAD، گلیکولیز و فعالیت سلول‌های T را افزایش داد.

نتیجه گیری

در نتیجه، این مطالعه نشان می‌دهد که Fc-IL-4 یک ایمونوتراپی با سیتوکین نوع 2 است که به خوبی با ایمنی نوع 1 برای ایجاد پاسخ‌های ضد سرطانی پایدار کار می‌کند. این مطالعه نشان می‌دهد که چگونه این پاسخ‌های ایمنی می‌توانند با هم همکاری کنند و ترکیب عوامل ایمنی نوع ۲ را برای افزایش پاسخ به ایمونوتراپی سرطان، پیشنهاد می‌کند که به طور بالقوه باعث بهبود نتایج در بیماران مبتلا به سرطان می‌شود.

پایان مطلب./