Naukowcy identyfikują wspólny mechanizm molekularny występujący w przypadku raka i ciąży, który osłabia układ odpornościowy

W niedawnym badaniu opublikowanym w komórkaW niedawnym badaniu zespół naukowców wyjaśnił mechanizmy wspólnej tolerancji immunologicznej w przypadku raka i ciąży, koncentrując się na roli indukowanego progesteronem homologu 4 B7 (B7-H4) (białko immunologicznego punktu kontrolnego) jako punktu kontrolnego tolerancji immunologicznej u kobiet w ciąży. płód i nowotwór (mechanizmy umożliwiające współistnienie immunoglobulin pomiędzy komórkami nowotworowymi i embrionalnymi).

tło

Blokada punktów kontrolnych układu odpornościowego (ICB) wywołuje trwałą reakcję w przypadku różnych typów nowotworów; Jednakże większość pacjentów nie reaguje na obecną immunoterapię ze względu na kluczowe mechanizmy regulacji układu odpornościowego, które promują sieci supresyjne w środowisku nowotworu (TME). Prowadzi to do unikania odporności na raka i oporności na ICB.

Ciąża, idealny model do badania tolerancji immunologicznej, ma wspólne szlaki immunosupresyjne raka, w tym białko programowanej śmierci 1 (PD-L1), ludzki antygen leukocytowy-G (HLA-G) i 2,3-dioksygenazę indoloaminową (IDO) oraz regulatorowe limfocyty T. Konieczne są dalsze badania, aby zrozumieć mechanizmy i potencjał terapeutyczny celowania w B7-H4 w leczeniu raka i tolerancji immunologicznej związanej z ciążą.

O badaniu

W badaniach na zwierzętach indukowano model nowotworu spontanicznego, stosując octan medroksyprogesteronu (MPA) i 7,12-dimetylobenzen.[a]Antracen

(DMBA). Granulki zawierające MPA o powolnym uwalnianiu wszczepiano podskórnie samicom myszy typu dzikiego (WT) i dobranym pod względem wieku B7-H4-/-. Myszom podawano doustnie 1 mg DMBA tygodniowo w sześciu dawkach.

Monitorowano wzrost guza i rejestrowano liczbę guzów możliwych do oceny. Wymiary guza mierzono za pomocą suwmiarki i obliczano powierzchnię guza. Monitorowano brak guza i przeżycie całkowite. Aby zidentyfikować nowotwory nadające się do przeszczepienia, komórki pierwotne wyizolowano z guzków nowotworowych i zaszczepiono myszom WT podskórnie w celu pasażu in vivo. Komórki te zastosowano do selekcji guzów po przeszczepieniu podskórnym do modeli leczenia Mifepristonem (RU486), BD-9136 lub anty-PD-L1.

Myszy losowo przydzielono do grup terapeutycznych i monitorowano pod kątem braku guza i całkowitego przeżycia. Ekspresję B7-H4 na mysich komórkach nabłonka śródbłonka (MEEC) badano poprzez podawanie RU486 myszom typu dzikiego i pobranie macicy w celu izolacji komórek.

W modelach ciąży samice myszy C57BL/6 (WT) i B7-H4-/- skojarzono z samcami myszy Bagg Albino szczepu C (BALB/c) (częstym szczepem myszy laboratoryjnych) i myszami C57BL/6 pod kątem allogenicznych i homozygotycznych krycie, odpowiednio. Ciężarne myszy poddano ubojowi w 13,5 dniu ciąży i rejestrowano liczbę wszystkich ponownie wchłoniętych zarodków i płodów. Obliczono współczynnik reabsorpcji płodu. Limfocyty różnicowania (CD)4 i CD8 (limfocyty identyfikujące i niszczące komórki zakażone lub nowotworowe) zmniejszono przy użyciu specyficznych przeciwciał, a skuteczność usuwania potwierdzono metodą cytometrii przepływowej. Transfer zarodków przeprowadzono poprzez leczenie myszy typu dzikiego i samic B7-H4-/- ciężarną gonadotropiną końską (PMSG) i ludzką gonadotropiną kosmówkową (hCG), a następnie kojarzenie ich z odpowiednimi samcami i przenoszenie dwukomórkowych zarodków myszom biorców . Wyniki ciąży oceniano w 13,5 lub 14,5 dniu ciąży.

Wyniki

Aby zbadać wcześniej niedoceniane mechanizmy tolerancji immunologicznej płodu i nowotworu, przeanalizowano 14 zbiorów danych sekwencjonowania jednokomórkowego RNA (scRNA-seq) z różnych TME i łożyska, koncentrując się na „obcych” składnikach komórkowych komórek nowotworowych i komórek łożyska. Biorąc pod uwagę znaczenie głównego kompleksu zgodności tkankowej (MHC) i cząsteczek opiekuńczych w odpowiedzi immunologicznej, oceniono wzorce ekspresji MHC, głównych członków rodziny B7 i członków rodziny TNF.

Analiza potwierdziła wcześniej opisane kluczowe geny ulegające ekspresji w komórkach nowotworowych i gametocytach. Na przykład, podwyższoną ekspresję białka fibrynogenopodobnego 1 (FGL1) stwierdzono w komórkach nowotworowych i podwyższoną ekspresję HLA-G w komórkach naczyniówki łożyska. Co ciekawe, zawierający domenę V-Set B7-H4 supresor aktywacji limfocytów T 1 (VTCN1) uznano za gen o najwyższej ekspresji w komórkach nowotworowych komórek kosmówkowych i łożyskowo-kosmówkowych. Zatem transkrypty B7-H4 ulegają ekspresji w głównych składnikach komórkowych zarówno gametocytów, jak i łożyska.

Analizę rozszerzono o bazę danych Tumor Immune Single-cell Hub 2 (TISCH2) w celu porównania wzorców ekspresji B7-H4 i PD-L1 (B7-H1, CD274). B7-H4 ulegał konstytutywnej ekspresji w komórkach nowotworowych, podczas gdy różne typy komórek, w tym komórki mieloidalne, szeroko wyrażały PD-L1. Spośród wielu typów nowotworów najwyższy poziom transkryptów B7-H4 występował w nowotworach wywodzących się z żeńskich narządów rozrodczych, takich jak rak piersi i jajnika.

Ta analiza danych dotyczących sekwencji scRNA była zgodna ze zbiorczymi danymi dotyczącymi sekwencji RNA z The Cancer Genome Atlas (TCGA), wykazując najwyższe poziomy transkryptów B7-H4 w rakach piersi, jajnika i endometrium. Wysoki poziom białka B7-H4 wykryto w rakach piersi i endometrium, a średni poziom w raku szyjki macicy. Zatem transkrypty i białka B7-H4 ulegają silnej ekspresji w nowotworach ginekologicznych.

Na styku matka-płód ekspresja B7-H4 odbywała się głównie w komórkach łożyska. Ludzkie komórki łożyskowe składają się z anatomicznie i funkcjonalnie różnych podzbiorów, w tym zewnątrzkosmkowych komórek łożyskowych (EVT), kosmków komórkowych komórek łożyskowych (VCT) i synchronicznych komórek łożyskowych (SCT). Ekspresję transkryptów B7-H4 analizowano w materiałach łożyskowych pochodzących z ciąż ludzkich w pierwszym trymestrze ciąży, czyli w fazie krytycznej dla ustalenia tolerancji immunologicznej matki i płodu. Ekspresję HLA-G wykryto głównie w pozakosmkowych komórkach łożyska, ekspresję CD274 w pozakosmkowych komórkach łożyska i syncytialnych komórkach łożyska, a VTCN1 we wszystkich trzech podzbiorach komórek łożyska. Transkrypty VTCN1 wykryto także w synchronicznych komórkach łożyska różnicowanych in vitro.

Barwienie immunohistochemiczne (IHC) produktów poczęcia (POC) z ludzkich ciąż w pierwszym trymestrze wykazało, że EVT HLA-G+ wyrażają białko B7-H4. Barwienie Multiplex IHC ujawniło jednoczesną ekspresję B7-H4 i HLA-G w EVT. Linia komórkowa trofoblastu JEG-3 (linia komórek ludzkiego raka kosmówki) również wyrażała zarówno HLA-G, jak i B7-H4. VCT i SCT wyrażały różne poziomy białka B7-H4. Zgodnie z wcześniejszymi raportami, komórki nabłonka owodni również wyrażały B7-H4, zapewniając dodatkowy typ komórek B7-H4+ na styku matka-płód.

Wnioski

Podsumowując, tolerancja immunologiczna ma kluczowe znaczenie zarówno dla rozwoju raka i oporności na ICB, jak i dla pomyślnego rozwoju płodu w czasie ciąży. Region immunosupresyjny, taki jak PD-L1, HLA-G, 2,3-dioksygenaza indoloaminowa (IDO) i komórki regulatorowe, jest wspólny dla TME i łożyska.

Badanie to identyfikuje B7-H4 jako wcześniej nierozpoznany punkt kontrolny tolerancji immunologicznej nowotworu i płodu, napędzany sygnalizacją progesteronową. B7-H4 wspomaga lokalną immunosupresję w TME i na styku matka-płód, zapewniając, że te miejsca pozostają chronione immunologicznie podczas rozwoju nowotworu i ciąży. Ta regulacja molekularna przyczynia się do szerszej sieci komórkowej immunosupresji, która ma kluczowe znaczenie dla tolerancji immunologicznej w obu kontekstach.