Nové přístupy k navádění imunitních buněk na solidní nádory
Cílení imunitních buněk na nádory představuje klíčovou výzvu v oblasti onkologické imunoterapie. Přirozené zabíječské (NK) buňky a cytotoxické T buňky mají schopnost rozpoznat a zničit rakovinné buňky. Nicméně i v případě uměle vylepšených buněk, například těch vybavených chimérickými antigenními receptory (CARs), se často nedaří efektivně potlačit solidní nádory.
Jedním z důvodů je obtížný průnik imunitních buněk do nádoru. Solidní nádory jsou obklopeny nepřátelským mikroprostředím, které vytváří fyzické a biochemické bariéry bránící vstupu imunitních buněk. Nádory rovněž aktivně potlačují signalizační dráhy, které imunitní buňky využívají k lokalizaci svých cílů. Nová studie ze Stanford University, publikovaná v *Nature Immunology*, se pokusila tuto problematiku cílení řešit.
Cílení na metabolity
Vědci nejprve provedli nezatíženou „gain-of-function“ studii s cílem identifikovat receptory, které by po umělé aktivaci v zabíječských buňkách vedly k migraci těchto buněk do nádorů. Součástí výzkumu bylo 256 kandidátních genů ze dvou nezávislých datových souborů. Bylo zjištěno, že NK buňky exprimující kterýkoli z osmi receptorů – GPR183, GPR84, GPR34, GPR18, LPAR2, FPR3, C5AR1 a CXCR2 – se konzistentně vyskytovaly ve vyšších počtech uvnitř nádorů ve srovnání s referenčními tkáněmi napříč všemi modely karcinomu prsu. Šest z těchto receptorů se objevilo i v testování pro karcinom vaječníků. Rozsáhlejší následný screening více než 5 500 genů v modelu karcinomu vaječníků opět identifikoval GPR183 a GPR84 jako nejúspěšnější.
Bylo zaznamenáno, že pouze jeden chemokinový receptor (CXCR2) se objevil mezi těmito úspěšnými kandidáty. Chemokiny jsou signalizační proteiny, které jsou často potlačovány rakovinnými buňkami ve snaze oklamat imunitní systém, což by mohlo být důvodem, proč se pouze jeden z nich dostal na seznam nejúspěšnějších. GPRs jsou naopak velkou skupinou receptorů snímajících metabolity. Nádorový metabolismus se obvykle výrazně liší od metabolismu zdravých tkání. Nejúspěšnější receptory reagovaly na tyto „metabolické odlišnosti“, což způsobilo, že se NK buňky naváděly k jejich zdrojům.
Pro specifické testování řízené migrace směrem k chemickému gradientu (chemotaxe) a infiltrace autoři provedli dva *in vitro* screeningy s využitím rakovinných buněk prsu a trojrozměrných sféroidů – miniaturních nádorových struktur. Všechny GPRs patřily mezi 10 nejúspěšnějších kandidátů, což potvrdilo, že NK buňky exprimující tyto receptory aktivně migrují směrem k faktorům vylučovaným rakovinnými buňkami a efektivně infiltrují sféroidy. GPR183 byl konzistentně na vrcholu.
Bylo rovněž zjištěno, že signalizace GPRs mění genovou expresi. Aktivace GPR183 způsobila výrazné transkripční přeprogramování, avšak pouze v přítomnosti svého ligandu. Tato závislost na ligandu znamená, že GPR183 funguje jako podmíněný přepínač, který mění chování buňky pouze tehdy, když je ligand přítomen – například v nádorovém prostředí.
Zlepšené přežití u karcinomu prsu
Následně autoři testovali, zda zlepšená infiltrace skutečně vede k lepším terapeutickým výsledkům. Myši s podkožními xenografty trojitě negativního karcinomu prsu dostávaly týdenní intravenózní injekce buď kontrolních NK buněk, nebo NK-92 buněk s nadměrnou expresí GPR183. Tyto druhé buňky významně zpomalily růst nádoru ve srovnání s neléčenými myšmi i kontrolními NK buňkami.
Pro testování kombinace cílení nádoru (prostřednictvím CAR) a posílení migrace (prostřednictvím GPR183) autoři vytvořili CAR cílící na povrchový antigen široce exprimovaný na buňkách karcinomu prsu. NK buňky s nadměrnou expresí GPR183 CAR zajistily lepší kontrolu růstu nádoru než kontrolní CAR NK buňky a významně zlepšily přežití. Tým dosáhl podobných výsledků s T buňkami od různých lidských dárců. Předchozí *in vivo* experimenty používaly imunokompromitované NSG myši, které postrádají funkční myší imunitní buňky. To znamená, že jakékoli interference – prospěšné nebo škodlivé – od vlastního imunitního systému hostitele chyběly.
K řešení této skutečnosti autoři přešli na plně imunokompetentní myší model karcinomu prsu. Myší homolog Gpr183 byl zaveden do myších T buněk a tyto buňky významně zpomalily růst nádoru a prodloužily přežití ve srovnání s kontrolními T buňkami. U sedmi z deseti myší bylo dosaženo kompletní odpovědi (eliminace nádoru), ve srovnání s pouhými třemi z deseti v kontrolní skupině.
Livnat Jerby, Ph.D., odborná asistentka genetiky a vedoucí autorka studie, uvedla: „Zjistili jsme, že když vybavíme imunitní buňky receptory, které snímají metabolity uvolňované rakovinnými buňkami, mohou tyto buňky nádor rozpoznat, migrovat k němu, infiltrovat jej a kontrolovat růst nádoru, což výrazně zvyšuje přežití myší s lidskými karcinomy prsu a vaječníků.“
Dále dodala: „Překvapivě jsme mezi vítězi neviděli mnoho chemokinových receptorů. Objevily se receptory, které rozpoznávají bioaktivní, chemoatraktivní metabolity, které nebyly v kontextu buněčného inženýrství a nádorové imunologie zdaleka tak studovány. Podle našeho nejlepšího vědomí se nikdo nepokusil využít metabolismus rakoviny, což je charakteristický znak lékové rezistence a agresivního růstu nádoru, k přilákání imunitních buněk zabíjejících rakovinu do nádoru, ale naše studie odhalila potenciál tohoto přístupu a výsledky jsou poměrně slibné.“
Literatura
[1] Kim, Y. M., Tsai, M. K., Sun, C., Laveroni, O., Akana, R. V., Frombach, K., & Jerby, L. (2026). Engineering NK and T cells with metabolite-sensing receptors to target solid tumors. Nature Immunology, 1-14.
[2] Marofi, F., Motavalli, R., Safonov, V. A., Thangavelu, L., Yumashev, A. V., Alexander, M., … & Khiavi, F. M. (2021). CAR T cells in solid tumors: challenges and opportunities Stem cell research & therapy, 12(1), 81.
[3] Joyce, J. A., & Fearon, D. T. (2015). T cell exclusion, immune privilege, and the tumor microenvironment. Science, 348(6230), 74-80.