Cercetătorii identifică o nouă abordare pentru recunoașterea celulelor canceroase în neuroblastomul de risc ridicat
Neuroblastomul cu risc ridicat reprezintă una dintre cele mai agresive forme de tumori solide care afectează copiii, având originea în sistemul nervos.
Deși o nouă clasă de medicamente de imunoterapie țintită a îmbunătățit ratele de supraviețuire, conform Societății Americane de Cancer, cancerul poate evita sistemul imunitar, provocând recidive sau dezvoltarea rezistenței la tratament. Acum, o echipă de cercetători de la Penn State College of Medicine a descoperit o strategie inovatoare pentru a dezvălui celulele canceroase, crescând astfel eficiența imunoterapiei în experimentele pe celule și în modele de șoareci.
Într-un studiu publicat în revista Autophagy, cercetătorii au constatat că blocarea unei singure proteine, PIK3C3/VPS34, a crescut nivelurile de GD2, o moleculă țintă pentru imunoterapia neuroblastomului, pe suprafața celulelor tumorale. Anticorpii monoclonali, care sunt proteine fabricate în laborator concepute pentru a recunoaște și a se lega de o anumită țintă, se atașează de GD2 de pe suprafața celulelor tumorale, marcându-le pentru distrugere de către celulele imune ale pacientului. Prin creșterea nivelului de GD2, celulele tumorale din studiu au devenit mai ușor de detectat și mai vulnerabile la imunoterapia anti-GD2. Aceasta a făcut, de asemenea, ca mediul din jurul tumorii să devină mai ostil pentru creșterea cancerului.
Rezultatele au arătat că PIK3C3/VPS34, sau VPS34 pe scurt, joacă un rol esențial în supraviețuirea tumorilor neuroblastomului și în răspunsul la imunoterapie, a explicat autorul principal Hong-Gang Wang. El a adăugat că există un potențial pentru a spori eficiența imunoterapiilor anti-GD2, cum ar fi anticorpii monoclonali dinutuximab și naxitamab, cu un medicament care țintește VPS34, dar sunt necesare mai multe cercetări.
„Realitatea este că încercăm să înțelegem cum să țintim celulele neuroblastomului prin multiple căi pentru a obține un beneficiu terapeutic mai mare”, a spus Wang. „Inhibarea VPS34 poate îmbunătăți imunoterapia anti-GD2, iar aceasta face, de asemenea, ca celulele tumorale neuroblastomului să fie mai detectabile și mai vulnerabile.”
Wang a explicat că celulele neuroblastomului cu un nivel mai mare de GD2 de suprafață – o moleculă grasă cu un mic lanț de zahăr la capăt – sunt în general mai „vizibile” pentru anticorpi și le oferă mai multe oportunități de atașare.
Cercetătorii au descoperit VPS34 – o enzimă, care este un tip specific de proteină ce ajută la facilitarea reacțiilor celulare – cu zeci de ani în urmă în celulele de drojdie, identificând cum sortează și transportă proteinele către și de la membrana celulară. VPS34 a devenit ulterior cunoscut pentru o a doua funcție numită autofagie, un proces prin care celulele își descompun și reciclează nutrienții și alte materiale pentru a supraviețui stresului, făcându-l un obiectiv cheie pentru cercetătorii în domeniul cancerului care studiază cum persistă cancerul în organismul uman.
Ipoteza echipei s-a bazat pe această a doua funcție, a spus Wang. Cercetările anterioare ale grupului și ale altora au legat autofagia de supraviețuirea celulelor tumorale și de răspunsul imunitar. Tumorile cresc rapid, iar celulele mai îndepărtate de sursa de sânge fac față unui stres mai mare și depind în mod constant de autofagie pentru nutrienți pentru a supraviețui. Autofagia permite, de asemenea, celulelor tumorale să descompună substanțele care ar putea declanșa un răspuns imunitar. Cu toate acestea, era necesară o investigație suplimentară pentru a verifica dacă manipularea autofagiei ar putea îmbunătăți eficacitatea imunoterapiei anti-GD2 împotriva neuroblastomului, conform autorului principal Jiawen Zhang.
„Am descoperit anterior că atunci când blocăm autofagia, indiferent de stadiu, inhibăm creșterea tumorii, fie că există un răspuns imunitar sau nu. Dar a avut o eficiență mai bună în modelele cu sisteme imunitare funcționale, ceea ce sugerează că probabil declanșează și sistemul imunitar să atace tumorile”, a spus Zhang.
În acest studiu, echipa a găsit o legătură puternică între inhibarea VPS34 și creșterea eficienței imunoterapiei anti-GD2, dar a spus că mecanismele i-au surprins. Când au blocat VPS34 în experimentele pe celule în laborator, unde celulele canceroase au mai mult oxigen și nutrienți pentru a supraviețui și nu depind la fel de mult de autofagie, celulele tumorale au murit totuși, independent de orice tratament cu imunoterapie.
Blocarea VPS34 a crescut de asemenea semnificativ cantitatea de GD2 de pe suprafața celulelor tumorale, măsurată prin citometrie de flux, o tehnică de laborator care analizează nivelurile de molecule specifice prin etichetarea acestora cu markeri fluorescenți. Celulele individuale au fost trecute printr-un laser, care a identificat celulele „mai luminoase” care aveau mai mult GD2. Blocarea VPS34 a crescut cantitatea totală de GD2 în celulă, dar GD2 de suprafață a crescut mai mult, schimbând disproporționat echilibrul către exteriorul celulei.
„Cea mai interesantă descoperire pentru noi în acest studiu a fost că inhibarea VPS34 a crescut prezentarea GD2, ceea ce ar face tumora mai vizibilă pentru anticorp”, a spus Wang.
În experimentele de control, cercetătorii au blocat o proteină separată, ATG14, care colaborează cu VPS34 pentru autofagie, lăsând funcția VPS34 neafectată. Efectul asupra GD2 a fost dramatic redus, indicând importanța posibilă a rolului inițial descoperit al VPS34 – traficul endolizosomal, sau modul în care celula sortează și rotează materialul către diferite destinații ale celulei, inclusiv membrana celulară, conform lui Wang.
Într-un model pe șoareci, au descoperit că tumorile au crescut slab atunci când cercetătorii au țintit ATG14 și alte gene pentru autofagie. Cele două funcții ale VPS34 – autofagie și trafic endolizosomal – probabil funcționează împreună pentru a ajuta celulele canceroase să supraviețuiască, a adăugat el.
Când au combinat inhibarea VPS34 cu anticorpi monoclonali în șoareci și celule, combinația a avut rezultate mai bune decât oricare dintre ele luate separat. Potrivit lui Zhang, celulele canceroase „mai luminoase” cu niveluri crescute de GD2 au devenit ținte mai ușor de atins, nu doar pentru anticorpi, ci și pentru celulele NK, care se leagă de anticorpi. Aceste celule NK eliberează apoi perforină, o proteină care creează găuri în membrana celulelor canceroase, și granzyme, enzime care trec prin acele găuri și declanșează moartea celulară. Atât în experimentele pe celule, cât și în șoareci, creșterea tumorii a fost semnificativ suprimată, iar în cazul șoarecilor,
