Komplexní pohled na cyklus rakoviny a imunity (CIC) u rakoviny děložního čípku zprostředkovaného HPV a vyhlídky na nově se objevující terapeutické příležitosti, část 2

2.2. Zachycení a zpracování antigenu (krok 2)

Antigen prezentující buňky (APC) se vyznačují tím, že mají na vnějším povrchu své membrány receptory pro rozpoznávání vzorů (PRR), které mají schopnost rozpoznat širokou škálu exogenních (s patogenem asociované molekulární vzory – PAMP) a endogenních antigenů (poškození). -asociované molekulární vzory – DAMP) [68]. Vazba antigenu s PRR spouští signální dráhy, které umožňují internalizaci, zpracování a následnou prezentaci buňkám adaptivní imunity (CIC-krok 2) [68]. Změny v těchto mechanismech byly také pozorovány během vývoje CC. Studie ukázaly, že jedním z hlavních důvodů přetrvávání HPV infekce je schopnost viru narušit receptor a smyslovou vrozenou imunitu a uniknout tak imunitnímu systému hostitele.

Ve světle toho bylo zjištěno, že Toll-like Receptor (TLR) 9 hraje klíčovou roli v systému imunitní odpovědi proti infekci HPV a cervikálním novotvarům [69]. Výzkumy in vitro a in vivo ukázaly, že změněná exprese TLR9 souvisí s mikroprostředím nádoru u karcinomu děložního čípku souvisejícího s HPV [69–73]. Jiné studie genové exprese nalezly pouze významný pokles TLR1 a zvýšení TLR3 z epiteliálních buněk u karcinomu děložního hrdla [74]. Přítomnost receptoru TLR4 navíc pozitivně koreluje se stavem hypoxie v mikroprostředí nádoru a má charakterizovat tyto změny způsobem, který odpovídá různým stádiím a podtypům CC, a tak být schopen jasněji rozeznat jejich funkce. v protinádorové imunitní odpovědi.

V důsledku interakce mezi APC a nádorovým mikroprostředím může dojít ke snížení počtu APC a změně jejich funkcí [76,77]. K poklesu počtu APC dochází jak v důsledku snížení počtu rezidentních APC, tak migrujících APC. Na začátku je třeba poznamenat, že infekční cyklus HPV je sám o sobě únikovým mechanismem pro imunitní systém hostitele, protože replikace viru a uvolňování nových virových částic nezpůsobí buněčnou lýzu, protože je naprogramována smrt keratinocytů. Dochází tedy buď ke snížení nebo úplnému nedostatku prozánětlivých cytokinů, které aktivují migraci APC [78]. Ve skutečnosti byly nalezeny změny v expresi některých cytokinů, které stimulují migraci APC do nádoru. Například u CC buněk je snížená migrace APC do cervikálního epitelu za účelem vychytávání antigenu způsobena downregulací chemokinového CC motivového ligandu (CCL) 2, CCL20 a chemokinového (CXC motivového) ligandu (CXCL) 14 [79– 81]. Kromě toho in vitro a in vivo studie CC nalezly důkazy o downregulaci CD11b a CD207 markerů LC, což ovlivnilo zachycení antigenu a snížilo diferenciaci a zrání dendritických buněk (DC) [79–81]. Existují důkazy, které ukazují, že HPV cíl CCL20 je chemokin Langerhansových buněk (LC) přitahující buňky, který interferuje s NF-κB dráhou [79]. Tato dráha reguluje expresi mnoha genů zapojených do prozánětlivých a protizánětlivých procesů, jako jsou chemokiny, cytokiny a adhezní molekuly [82]. Mezi další strategie imunitního úniku aplikované HPV k inhibici dráhy NF-κB patří interakce virových onkoproteinů s P300/CBP-associated factor (PCAF) a upregulace UCHL1 [83–85].

Kromě toho studie ukázaly, že onkoproteiny HPV interferují s interakcí mezi keratinocytem a LC prostřednictvím adhezních molekul. Nízká množství LC vznikají ze snížené exprese kadherinu a adhezních proteinů nalezených v CC [77,86]. Nedávná studie, která zahrnovala použití in vivo modelů, však ukázala, že ačkoli pokles E-cadherinu změnil morfologii LC, nebylo nezbytné zajistit, aby zůstaly v epitelu [87]. Onkoprotein HPV E5 navíc snižuje hladinu hlavního histokompatibilního komplexu na buněčném povrchu (MHC) třídy I tím, že interferuje s prezentací antigenu, a tedy s rozpoznáním buněk infikovaných HPV cytotoxickými T lymfocyty [88,89]. Stále jsou však zapotřebí další studie k prozkoumání změn, které jsou hlášeny ve vnitřních mechanismech zpracování antigenu v APC, včetně faktorů, jako je interakce s různými kmeny HPV, histologické rysy, stimuly z mikroprostředí a klinické stadium, a ke zjištění, v jakém to může významně ovlivnit protinádorovou imunitní odpověď.

Genetické variace, jako jsou polymorfismy, mohou ovlivnit různé aspekty imunitního systému, včetně zachycení a zpracování antigenů. Funkční důsledky těchto genetických variací závisí na formě a poloze variací v genomu a mohou se pohybovat od zanedbatelných až po podstatné změny ve funkci genu. Bioinformatická analýza v oblasti TLR receptorů odhalila, že polymorfismy mohou potenciálně ovlivnit vazebná místa pro transkripční faktory a narušit aktivaci TLR signálních drah.

Schopnost vyvozování funkčnosti těchto nástrojů je však omezená a k plnému pochopení molekulárních mechanismů za těmito změnami je nezbytný další výzkum [90]. Mezitím byla provedena metaanalýza, která zkoumala dopad převládající variace genů TLR9 a TLR2 (TLR9 1486 T/C, TLR9 G2848A, TLR2– 196 až -174 del/ins) na incidenci CC. Analýza odhalila, že polymorfismus TLR9–1486T/C (rs187084) byl spojen se zvýšeným rizikem CC, zatímco u varianty TLR2–196 až -174 del/ins nebyla nalezena žádná souvislost [72,73]. Podobně další studie ukázala, že u variant IL-12B rs3212227 a TLR9 rs352140 nebylo zjištěno, že by v žádném případě zvyšovaly pravděpodobnost CC. Naopak genetické variace XRCC3 RS861539, TNF-rs1800629 a IL-6 rs1800795 byly korelovány [91]. Další analýza genového polymorfismu odhalila, že genotyp GG rs311678 SNP v genu cyklického GMP-AMP (cGAMP) dráhy STING (stimulátor interferonových genů) byl spojen s významně sníženým rizikem cervikálních prekancerózních lézí. Kromě toho stejná studie také zjistila významnou antagonistickou interakci mezi infekcí HPV a polymorfismem rs311678 na aditivním měřítku pomocí modelu interakce se třemi lokusy, zahrnujícího infekci HPV, věkové rozmezí pro menarché a rs311678 SNP v cGAS [92]. Polymorfismy mohou také ovlivňovat geny odpovědné za proteazomové podjednotky v rámci MHC-I, potenciálně ovlivňovat prezentaci antigenu. Bylo zjištěno, že polymorfismus rs2071543 je spojen se zvýšeným rizikem CC související s HPV, pokud je přítomen jako genotypy T/T a T/G podjednotky beta proteazomu 8 a genotyp A/A a A/G podjednotky 9 [93 ].

Nedávno provedená metaanalýza prozkoumala vztah mezi nekódujícími SNP a prekancerózními lézemi a CC. Studie zkoumala 48 polymorfismů a nalezla 16 SNP (souvisejících s imunitními proteiny, včetně interleukinů, interferonu, TLR, TNF, CTLA a metaloproteináz), které byly úzce spojeny se zvýšeným rizikem CC [94]. Na tomto základě lze předpokládat, že polymorfismy jsou široce pozorovány v genech souvisejících se systémem imunitní odpovědi proti CC souvisejícím s HPV a mohou představovat vyvíjející se adaptaci na dynamické prostředí. Výsledky studií polymorfismu se však mohou u různých populací a etnik lišit. Tyto studie mají také určitá omezení, včetně: (a) rozdílů ve studiích zahrnutých do metaanalýzy, (b) nízkého počtu studií zkoumajících určité polymorfismy a (c) možnosti publikačního zkreslení. Nicméně provedení experimentální validace funkčních rozdílů mezi genetickými polymorfismy souvisejícími s karcinogenezí vyvolanou HPV může pomoci při vývoji cílených imunoterapií pro specifické populace.

2.3. Aktivace a aktivace imunitních buněk (krok 3)

Po zachycení a zpracování antigenů probíhá aktivace a aktivace T-buněk z naivních T-buněk (krok 3) (obrázek 1). To vyžaduje, aby APC migrovaly do lymfatických uzlin. U DC infiltrujících nádor však byla pozorována snížená migrační kapacita spojená s nízkou expresí CCR7, požadovaného receptoru pro výstup T-buněk z periferních tkání a vstup do lymfatických uzlin [95]. Mezi zapojenými mechanismy bylo prokázáno, že proteiny E6 a E7 z HPV downregulují CCR7 upregulací IL-6 v buněčných liniích rakoviny děložního čípku [96,97]. Na druhé straně modely in vitro ukázaly, že LC z CC, které byly stimulovány s-Poly-I:C, exprimují CCR7 a zvyšují migraci na jejich ligand (CCL21), což podtrhuje důležitost jejich exprese pro migraci LC do lymfatické uzliny pro aktivaci T-buněk [98,99].

Jakmile APC infiltrují lymfatické uzliny, setkají se s naivními T-buňkami, kde začnou jejich aktivaci a aktivaci. V této fázi bylo během in vivo studií CC pozorováno, že existují LC primární CD8 plus T-buňky se střední proliferativní aktivitou, nízkou produkcí IFN- a vysokými hladinami IL-10 [100] a IL-17A [101]. V konkrétním případě IL-10 (protizánětlivý cytokin) je třeba poznamenat, že u CC mají keratinocyty, makrofágy a LC také zvýšenou produkci IL-10 [102] a jedna studie pozorovala že Treg buňky in vitro prostřednictvím účinků IL-10 snižují aktivační kapacitu naivních T-buněk, což by mohlo být interpretováno jako zpětnovazební mechanismus imunitní odpovědi [102,103]. Bylo prokázáno, že snížení hladin exprese miR{15}} může souviset s infekcí HPV a vytváří příznivé mikroprostředí pro karcinogenezi snížením exprese IFN a zvýšením exprese IL-10 [104,105]. Kromě toho modely in vivo používající myši K14E7 exprimující protein E7 HPV-16 ukázaly snížení aktivace CD8 plus T-buněk pomocí LCs [106], snížený počet Th1 buněk aktivovaných DC, převaha priming T-buněk s Foxp3 plus fenotypem a vysokou expresi CD73 a folátového receptoru 4 z CD4 plus naivních T-buněk [107]. Nicméně neočekávaně další studie, která používala in vivo myší model exprimující E7 HPV-16 protein, přestože dosáhla snížení počtu a aktivačních markerů LC; navíc pokles primární aktivace CD8 plus cytotoxických T-buněk byl nezávislý na LC [108].

Posledně uvedené pozorování může souviset se skutečností, že existuje několik podtypů APC a ty zase vykazují variabilní stadia zrání. Na podporu tohoto tvrzení poskytly studie in vitro důkaz, že primární CD8 plus T-buňky Langerin-DCs subtypu mají zvýšenou proliferační aktivitu, vysokou produkci IFN- a nízký IL-10 [109]. Jsou však nutné další studie, ve kterých se subtypy APC přímo účastní primingu a aktivace každého subtypu T-buněk, v závislosti na subtypu CC. Když byly tedy například podtypy T-buněk porovnány v lymfatických uzlinách odvádějících nádor z cervikálního adenokarcinomu (ADC), byla zde větší přítomnost T-buněk s převahou Tregs buněk, CD8 plus T-buněk s vyšší „výfukový“ profil, vyšší hladiny CD8 plus centrálních paměťových T-buněk (TMC CD27 plus CD45RA−) a CD8 plus efektorových paměťových T-buněk (TEM CD27−CD45RA−), než tomu bylo v případě cervikálního spinocelulárního karcinomu (SCC) [110]. Existují tedy rozdíly (z hlediska aktivace a aktivace T-buněk) mezi histologickými podtypy CC, které by měly být prozkoumány.

2.4. Migrace imunitních buněk do nádoru (krok 4)

Poté musí aktivované a aktivované T-buňky pomocí APC migrovat do nádoru (krok 4). Jak bylo pozorováno v předchozích krocích, bylo nalezeno několik abnormalit. Ukázalo se tedy, že přítomnost určitých chemokinů je zvláště důležitá. Například buňky CC zvýšily produkci IL-6, který stimuluje fibroblasty stromatu k produkci cytokinu CCL20 prostřednictvím signální dráhy CCAAT/enhancer-binding protein (C/EBP), což zase souvisí se zvýšeným výskytem nádoru nábor CD4/IL17/CCR6 plus Th17 protumorogenních buněk [41,101]. Kromě toho modely in vivo a in vitro ukázaly, že onkoprotein HPV E7 downreguluje expresi CXCL14 hypermethylací promotoru CXCL14. Tímto způsobem nucená exprese tohoto chemokinu v CC urychluje migraci NK buněk, CD4 plus T-buněk a CD8 plus T-buněk do lokálního prostředí [111,112]. Podobně se ukázalo, že nízká exprese XCR1 v DC je důležitá, protože snižuje přímou migraci CD8 plus T-buněk interakcí chemokinového Ligandu CXCL1, stejně jako jeho vlastní aktivaci a aktivaci NK buněk [113,114]. Kromě toho in vitro vedlo štěpení ligandů chemokinových receptorů CXCL9, CXCL10 a CXCL11 matricovým metalopeptidázovým proteinem 9 (MMP-9) ke snížení migrace T-buněk; v souladu s předchozími zjištěními inhibice MMP9 ukázala zvýšenou expresi CXCL10, IL-12p70 a IL18 [115].

Některé studie ukázaly, že změny se mohou lišit v souladu s histologickým podtypem CC. Migrace T-buněk v ADC je tedy nižší než v SCC; tento jedinečný rys byl spojen s nízkou expresí CXCL9, CXCL10 a CXCL11 v ADC ve srovnání s expresí SCC a má se za to, že to lze přičíst větší přítomnosti konvenčních DC 1 typu (cDC1) v SCC spíše než v ADC, což je spojeno s vyšší produkcí cytokinů, které stimulují migraci cytotoxických CD8 plus T-buněk do nádoru [110]. Navíc byla zjištěna nízká exprese CCL4 a -Cateninu a také pozitivní korelace mezi jejich hladinami a nádorem infiltrujícím cDC1 [110]. Profilová variabilita chemoatrakce cytokinů T-buněk by tedy mohla částečně vysvětlit heterogenitu pozorovanou u migračních defektů imunitních buněk u CC.

2.5. Infiltrace imunitních buněk do nádoru (krok 5)

Po aktivaci a aktivaci T-buňky infiltrují nádorovou tkáň (krok 5). V tomto kroku mají CD4 plus Th17 T-buňky a Foxp3 plus T-buňky vyšší rychlost infiltrace než ty, které se nacházejí v normální tkáni. Předpokládá se, že tyto dva podtypy buněk přispívají k progresi nádoru prostřednictvím zvýšení IL-6, IL-10 a transformujícího růstového faktoru (TGF-) [101,116]. Jedna imunohistochemická studie navíc zkoumala vztah mezi hladinami STING, infiltrací CD103 plus T-buňkami a prognózou rakoviny děložního čípku. Tato studie zjistila, že kombinace vysokých hladin STING a vysoké infiltrace CD103 plus T-buněk je prostředkem k dosažení zlepšené prognózy u rakoviny děložního čípku. Je však třeba poznamenat, že je zapotřebí další výzkum, aby bylo možné plně porozumět mechanismům, které jsou základem těchto asociací, a určit přesný potenciál infiltrace STING a CD103 plus T-buňkami jako terapeutických cílů u karcinomu děložního čípku [117]. Kromě toho důkazy podporují názor, že změny v extracelulární matrici produkované vývojem a progresí nádorových buněk hrají důležitou roli v regulaci infiltrace imunitních buněk. Tak například nádorové buňky stimulují syntézu matricových složek fibroblasty vytvářením hustších struktur, které brání infiltraci imunitních buněk, jako jsou CD8 plus T-buňky [118]. Mezi důkazy mechanismů, které usnadňují nárůst nádorového růstu a metastáz se sníženou infiltrací T-buněk, patří remodelace extracelulární matrix a stimul prostřednictvím růstových faktorů a cytokinů [115,119].

V souladu s tím došlo ke zvýšené produkci proteinů extracelulární matrix, jako je fibronektin 1 (FN1), MMP1 a MMP9 u chronických zánětlivých a nádorových stavů děložního čípku [51,119–122]. Kromě toho autoři detekovali pozitivní korelaci mezi hladinami jejich exprese a nárůstem chronických zánětlivých procesů, klinickou progresí, invazí a metastázami tumoru [119,120,122]. Z tohoto důvodu bylo pro diagnostiku CC doporučeno kombinované použití MMP9 s dalšími nádorovými markery, jako je CA-125 [121]. In vitro studie s buňkami SiHa, HeLa a C-33A byly provedeny za účelem analýzy migrace těchto buněk a bylo zjištěno, že kyselina fenylmléčná (PLA) často produkovaná mikrobiálními laktobacily zvyšuje migraci buněk a expresi MMP9 [123,124]. Bylo navrženo, že by mělo dojít ke zvýšení jaderné translokace faktoru IκB a p65 stimulem PLA aktivací signální dráhy NF-kB [124]. Mezi mechanismy navržené v regulaci exprese MMP9 bylo zvýšení produkce IL-6 nádorovými buňkami děložního čípku [95]

Proces abnormální neovaskularizace u rakoviny děložního čípku prokázal, že nesouvisí pouze s prokrvením nádorových buněk; přispívá také k vytvoření nádorového imunosupresivního prostředí. Je to proto, že angiogeneze probíhá anomálním způsobem a vede k diferenciaci imunosupresivních buněk a snížení infiltrační kapacity a funkce cytotoxických imunitních buněk [125]. Když byly u spinocelulárního karcinomu děložního čípku použity imunohistochemické techniky, bylo zjištěno, že hypoxií indukovatelný faktor-1 (HIF-1) (a) je upregulován, (b) vedl k horší prognóze [126], a (c) byl identifikován jako možný protein zapojený do tohoto procesu. Předpokládá se, že hypoxie generovaná nádorovým mikroprostředím stimuluje expresi HIF-1 a vaskulárního endoteliálního růstového faktoru (VEGF), přičemž způsobuje abnormální angiogenezi a mění expresi některých intercelulárních adhezních molekul (ICAM) a adhezi vaskulárních buněk molekul (VCAM) [127].

Když byly porovnány různé buněčné linie rakoviny děložního čípku infikované různými typy HPV, bylo pozorováno, že v závislosti na linii existují rozdíly v infiltraci imunitních buněk. Například in vivo a za použití nahých myší a modelů RAG1−/− vykazovaly buňky SiHa (HPV16 plus) a Hela (HPV18 plus) větší infiltraci zánětlivých buněk než buňky C33A (HPV−) [128]. Kromě toho byly ve všech buňkách pozorovány vysoké hladiny inhibičního faktoru migrace makrofágů (MIF) a CCL5; avšak pouze buňky SiHa a HeLa snižují expresi ICAM a inhibitor aktivátoru plazminogenu-1 (PAI-1) byl upregulován buňkami C33A a downregulován buňkami SiHa a HeLa [128]. Proto se doporučuje vzít v úvahu také různé typy HPV, které chronicky infikují děložní čípek, s cílem objasnit rozdíly pozorované v infiltraci imunitních buněk u nádorů rakoviny děložního čípku.

2.6. Rozpoznání nádorových buněk imunitními buňkami (krok 6)

Následně T-buňky infiltrují nádorovou tkáň a to by jim mělo umožnit rozpoznat rakovinné buňky. Existují však důkazy o nádorových buňkách rakoviny děložního čípku s downregulací několika genů MHC, což má za následek snížené rozpoznávání nádorových buněk cytotoxickými T-buňkami a NK buňkami [129,130]. Mezi downregulované geny MHC-I, které byly nalezeny u rakoviny děložního čípku, patří lidský leukocytární antigen (HLA) A, HLAB, HLA-C, HLA-E a HLA g [131]. Byly poskytnuty důkazy o rakovině hlavy a krku, aby se identifikovaly zahrnuté mechanismy downregulace, stejně jako downregulace exprese CXCL14 způsobené chronickou infekcí HPV, a tedy downregulace genů MHC-I [112]. Předpokládá se, že k tomu může dojít podobným způsobem u rakoviny děložního čípku [112]. Byly tedy provedeny testy in vivo a in vitro, aby poskytly důkaz, že circEYA1 a cirkulární RNA je u cervikálního adenokarcinomu downregulována a má schopnost zachytit miR-582-3p upregulující CXCL14 [132]. Studie methylomu s použitím imortalizovaných keratinocytů navíc zjistily, že distální promotorový element (CGI) genu HLA-E vykazuje hypermetylaci onkoproteinem E7 HPV a je spojen s jeho downregulací [131]. Je však nutné provést více epigenetických studií s cílem pochopit specifické mechanismy imunologického rozpoznávání nádorových buněk T-buňkami

Geny komplexu MHC-II byly také cílem změn v jejich expresi. In vivo modely s použitím myší K14.E7 tedy ukázaly downregulaci MHC-II v infiltrujících epidermálních LC a upregulaci genů spojených se sníženou imunitní odpovědí, jako je indoelamin-2-3-dioxygenáza (IDO) 1, Argináza 1, IL-12/23p40 a IL-6 [106]. Dále bylo u rakoviny děložního čípku zjištěno, že Foxp3 plus Treg buňky, in vitro upregulace membránově asociované E3 ubikvitin ligázy RING-CH (BŘEZEN) 1 a E3 ubikvitin ligázy. Tyto proteiny degradují CD86 a MHC-II DC, které jsou zprostředkovány IL-10 produkovaným Foxp3 plus Treg buňkami [103]. Zdá se, že proteiny přítomné v extracelulární matrix také hrají důležitou roli v mechanismech rozpoznávání nádorových buněk. Ve světle toho byly nalezeny důkazy, že galektinový protein (Gal) 3 zabraňuje interakci mezi TCR a CD8 receptory, způsobuje inaktivaci a indukuje imunosupresivní aktivitu [133]. Rozpoznávání nádorových buněk imunitními buňkami tedy může být změněno globálně a nejen cestou komplexu MHC-I.

2.7. Zničení nádorových buněk (krok 7)

Nakonec, poté, co byly nádorové buňky rozpoznány T-buňkami, by měly být spuštěny mechanismy, které vedou k destrukci nádorových buněk (krok 7). Známky defektů, které jsou odhaleny v této fázi, zahrnují upregulaci koinhibičních molekul, jako je indukovatelný ligand kostimulátoru T-buněk (ICOSLG), CD276, inhibitor aktivace T-buněk obsahující doménu V (VTCN) a proteinový ligand programované buněčné smrti (PD-L), který byl prokázán jako jeden z hlavních inhibičních mechanismů protinádorové imunitní odpovědi [134,135]. U rakoviny děložního čípku souvisejícího s HPV byly pozorovány vysoké hladiny exprese PD-L1 a interferonem indukovatelného receptoru 16 (IFI16) a tato exprese byla spojena s progresí nádoru. Dále se ukázalo, že IFI16 může stimulovat expresi PD-L1 prostřednictvím dráhy STING-TBK1-NF-kB [136].

Nedávno provedené studie odhalily, že T-buňky od pacientek s rakovinou děložního čípku vykazují zvýšenou expresi PD-1, což vede k vyšší produkci TGF- a IL-10, sníženým hladinám IFN- a poruchám proliferace T-buněk, čímž se nastolí imunologická tolerance a usnadní se růst nádoru [135,137]. Na potvrzení tohoto zjištění in vitro testy ukázaly, že inhibice exprese PD-L1 v buňkách CaSki byla spojena se zvýšenou proliferací a cytotoxickou aktivitou CD8 plus T-buněk [138,139]. Kromě toho, stejně jako zvýšené hladiny exprese PD-1, CD8 plus infiltrující T-buňky u spinocelulárního karcinomu mají vyšší profil „vyčerpání“ a zvýšenou regulaci imunoglobulinu T-buněk a mucinové domény obsahující (TIM) 3 a gen pro aktivaci lymfocytů (LAG) 3 [110]. V in vitro testech bylo zjištěno, že protein E2 vysoce rizikového HPV downreguluje STING, senzor vrozeného systému imunitní odpovědi nádorů, který napomáhá produkci IFN typu I [139].

Přesné změny ve funkci STING u CC související s HPV nebyly dosud plně objasněny. Studie in vitro však ukázala, že protein HPV16 E7 může interagovat s NLRX1 a zvýšit obrat senzoru STING, což vede ke snížení odpovědi na interferon a rozvoji a progresi spinocelulárního karcinomu hlavy a krku (HNSCC). Interakce mezi proteinem HPV16 E7, NLRX1 a STING nalezená v HNSCC může naznačovat, že u CC existuje podobný regulační mechanismus pro systém imunitní odpovědi hostitele [140]. Kromě toho bylo hlášeno, že protein HPV E7 může potlačovat expresi STING prostřednictvím epigenetických mechanismů [141]. V důsledku toho bylo navrženo, že signální dráha STING by mohla působit jako klíčový regulátor CIC, nejen tím, že hraje roli při ničení nádorových buněk, ale také při aktivaci DC, posílení prezentace antigenu, aktivaci a diferenciaci růstu T -buňky, stimulující infiltraci cytotoxických T lymfocytů (CTL) a inhibující infiltraci imunosupresivních regulačních T lymfocytů [20].

Co se týče cytotoxicity CD8 plus T-buněk, byla zjištěna snížená exprese E-cadherinu, což souviselo s horší prognózou u karcinomu děložního hrdla [142,143]. Ukázalo se, že E-cadherin je důležitý pro polarizaci a uvolňování cytotoxických granulí používaných CD8 plus cytotoxickými T-buňkami k zabíjení nádorových buněk, které jsou stimulovány interakcí mezi integrinem E (CD103) T-buněk infiltrujících nádor a E-cadherin nádorových buněk [144–148].

Byl také studován vliv některých metabolitů na buněčnou imunitní odpověď. Byla tedy nalezena pozitivní korelace mezi koncentracemi metabolitů tryptofanu produkovaných rakovinnými buňkami a progresí nádoru a metastázami do lymfatických uzlin u spinocelulárního karcinomu děložního hrdla [149]. Mezi studovanými metabolity je chinurenin, zatímco poměr quinunerin/tryptofan se u rakoviny děložního čípku zvýšil [150]. Studie in vitro s použitím různých linií rakoviny děložního čípku ukázala upregulaci enzymu IDO1 degradujícího tryptofan; jeho downregulace in vitro však neprokázala žádné rozdíly v růstu nádorových buněk [151]. Nicméně studie používající BALB/c nahé a K14.E7 (exprimující E7 HPV gen) myší modely in vivo ukázaly, že downregulace IDO1 byla významně spojena se zvýšeným počtem infiltrujících NK buněk a sníženým růstem nádoru [151,152]. Mechanismy zahrnuté v modelech myší K14.E7 byly identifikovány na základě zjištění, že upregulace IDO1 je spojena s lokální sekrecí IFN a supresí CD8 plus T-buněk [152].

V této fázi se také zdá být zvláště důležitá regulace imunitní odpovědi pomocí CD4 plus T-buněk. Důkazy ukazují, že u pacientek s imunosupresí způsobenou infekcí virem lidské imunodeficience (HIV) je vyšší výskyt rakoviny děložního čípku [153,154]. Bylo pozorováno, že zvýšený počet cirkulujících CD4 plus NKG2D plus T-buněk a nízká exprese CD28 kostimulačních receptorů u pacientek s rakovinou děložního čípku souvisí se sníženou frekvencí cytotoxických markerů a sníženou produkcí prozánětlivých cytokinů [155]. Navíc bylo prokázáno, že galektin-1 protein (Gal{10}}) indukuje clearance CD4 plus Th17 a Th1 buněk a indukuje proliferaci Tregs buněk [133].

Interakce mezi různými podtypy imunitních buněk může také ovlivnit destrukci nádorových buněk. V souladu s tím modely studií in vitro ukázaly, že LC rakoviny děložního čípku stimulované s-Poly-I:C mají zvýšenou expresi markerů buněčného zrání (CD40, CD80, CD83, CD86, CCR7, MHC1 a MHCII), zlepšená migrace a zvýšená produkce prozánětlivých cytokinů souvisejících se stimulací [buňkami zprostředkované cytotoxické odpovědi buněk CD8 plus (IL-1beta, IL-6, IL-12p70, IP-10, TNF-alfa, IFNalfa, MCP-1, MIP-1alfa, MIP-1beta a RANTES) [99]. Experimenty in vivo na myších však zjistily, že deplece LC zvyšuje cytotoxickou aktivitu T-buněk [109]. V posledních letech bylo pozorováno, že CD4 plus T-buňky lze diferencovat na podtyp s nejasnými nebo kontroverzními funkcemi, jako jsou Th17 buňky [156,157]. Studie, které analyzovaly rakovinu děložního čípku jako celek, zjistily, že přítomnost buněk Th17 je spojena s dobrou prognózou [158]. Analýzy zahrnující pouze ADC však ukázaly, že převaha buněk Th17 indukuje progresi nádoru [159]. Nedávno byl u karcinomu děložního hrdla nalezen vyšší počet PU.1 plus T-buněk ve srovnání s normální tkání děložního hrdla, ale jejich funkce je stále neznámá [160]. Až dosud, kdy byly u myší CH3 použity modely in vivo, bylo prokázáno, že tyto buňky mají účinnou inhibiční funkci na růst spinocelulárního karcinomu ústní dutiny a indukovaly apoptózu stimulací produkce IL-9 v nádorových buňkách [ 161]. Stále je však nutné objasnit jejich funkce u rakoviny děložního čípku.

Mezi další studované mechanismy související se zabíjením nádorových buněk patří metabolismus reaktivních forem kyslíku. V SCC tedy existují důkazy o upregulaci genů duální oxygenázy 1 (DUOX1), duální oxygenázy 2 (DUOX2) a NADPH oxidázy 2 (NOX2). Byla nalezena souvislost se zvýšením přežití bez onemocnění, pravděpodobně mechanismy zahrnujícími produkci interferonu gama (IFN-), interferonu alfa (IFN-) a aktivaci signálních drah NK buněk [162]. Tabulka 1 ukazuje každý krok CIC a jejich změny pro dysregulované cíle u rakoviny děložního čípku.

3. CIC-cílené imunoterapie u rakoviny děložního čípku

3.1. DNA vakcíny

Na základě změn zjištěných při uvolňování antigenů (fáze 1) byly provedeny studie alternativ pro zavedení různých molekul, které mohou aktivovat imunitní odpověď. Mezi nimi jsou vakcíny založené na terapeutických epitopech; nicméně nemožnost malých peptidů produkovat silnou imunitní odpověď představuje výzvu pro vývoj těchto typů vakcín [163]. Některé studie tedy používaly E6 a E7 HPV epitopy spojené s adjuvans, ale výsledky jsou stále v předběžné fázi [164]. Genetická imunizace byla dokumentována jako účinná strategie pro indukci humorální a buněčné imunity u velkého počtu zvířecích modelů [165,166]. Některé studie však ukazují nízkou imunogenicitu, kterou lze vysvětlit vnesením genetického materiálu do nespecifických buněk a jeho neschopností replikovat se nebo šířit sousedními buňkami in vivo [167,168]. Existuje tedy řada výzkumných studií, které jsou navrženy tak, aby zesílily DNA terapeutické vakcíny, jako je optimalizace systémů dodávání DNA do buněk pomocí fyzikálních prostředků (elektroporace, biobalistika, tetování atd.) a chemických metod (lipozomy, nanočástice, kationtové peptidy atd.) [169–175]. Byly učiněny pokusy zlepšit samotnou genovou sekvenci: adaptace kodonu pro expresi u savců [176]; fúze s jinými proteiny, které upřednostňují přítomný vakcinační antigen [177–179]; a začlenění kostimulačních molekul, jako jsou cytokiny a chemokiny [180–182]. Výsledky těchto vakcín jsou však stále nedostatečné k tomu, aby mohly být použity jako léčba, a zůstávají ve fázích preklinických studií [171].

3.2. Vakcíny založené na DC

V důsledku zjištěných změn v prezentaci antigenu (krok 2 a 3) se v posledních letech objevily terapeutické vakcíny využívající DC jako slibná možnost léčby [183]. Použití DC pro vývoj terapeutických vakcín proti rakovině je založeno na jejich schopnosti prezentovat antigeny a vyvolat účinnou imunitní odpověď prostřednictvím primingu a stimulace proliferace a aktivace T-buněk [184]. V současné době experimenty s terapeutickými vakcínami proti rakovině na bázi DC zahrnují jejich vystavení HPV antigenům, jiným typům antigenních proteinů, peptidů nebo ex vivo nádorovému lyzátu, infekci nebo transfekci DC DNA nebo RNA kódující HPV antigeny a následné dodání DC pacientům [183,185–187]. Některé studie prokázaly účinnost při léčbě rakoviny děložního čípku v preklinických stádiích.

Například DC pulzované fúzním proteinem, tvořeným funkčním peptidem proteinu tepelného šoku Mycobacterium tuberculosis (MTBHsp70) fúzovaným s extracelulární doménou formylového peptidového receptoru 1 (FPR1), vykazovaly zvyšující se maturaci DC, stejně jako schopnost zvýšit produkci IL-12p70, IL-1, TNF- a zvýšit cytotoxické účinky cytotoxických T-buněk (CTL) u myší [187]. Ve skutečnosti byly v nedávné studii použity exosomy odvozené z DC naložené peptidem E7 a poly (I:C), v modelech in vitro a in vivo, které indukovaly tvorbu a proliferaci cytotoxických CD8 plus T-buněk, spolu s zvýšení sekrece IL-2 a IFN- a snížení uvolňování IL{15}} [186]. Kromě toho studie in vitro využívající biologickou kombinaci RIX-2 (skládající se z: IL-1, IL-2, IL-6, IL-8, TNF, GM-CSF a IFN ) v LC buňkách prokázaly upregulaci maturačních markerů, zvýšenou produkci IL-12p70, CXCL10 a CCL2, zvýšenou expresi CCR7 a migraci buněk, stejně jako zvýšenou proliferaci a aktivaci cytotoxických CD8 plus T-buněk [188]. Pro zvýšení účinnosti těchto vakcín a zlepšení infiltrace a retence efektorových T-buněk, včetně identifikace membránových receptorů a aktivátorů DC a určení toho, které konkrétní podtypy DC mohou být použity, je však třeba vyjasnit řadu závažných problémů. být zapojen do tohoto procesu pro účinnou stimulaci a aktivaci T-buněk [189].

3.3. Vakcíny na bázi T-buněk

Změny pozorované v krocích 4 až 7 CIC daly vzniknout terapeutickým strategiím, které jsou zaměřeny na zlepšení funkcí T-buněk. Existuje tedy důkaz, že E6 a E7 HPV epitopy specifické CD4 plus a CD8 plus T-buňky mohou být produkovány in vitro pomocí lymfocytů extrahovaných z lymfatických uzlin pacientů s rakovinou děložního čípku [190]. Kromě toho, klinické studie fáze II u pacientek s metastatickým karcinomem děložního čípku s použitím infuze ex vivo ošetřených T-buněk a vybraných jako reaktivní proti E6 a E7; v některých případech bylo pozorováno, že došlo k úplné nebo částečné regresi rakoviny [191]. V současnosti je však zaznamenána míra účinnosti přibližně 30 procent spolu s rozvojem terapeutické rezistence [191–193]. Variabilní odpověď na tuto formu léčby lze navíc vysvětlit jak individuální genetickou variabilitou, tak heterogenitou rakovinných buněk. Na potvrzení toho byly pozorovány mutace na receptorech interferonu gama 1 a HLAA [194]. Kromě toho existují důkazy, že reaktivita T-buněk proti HPV16- infikovaným nádorům rakoviny děložního čípku se liší od reaktivity pozorované u HPV18-infikovaných nádorů [195]. Než tedy bude možné použít ke zlepšení účinnosti této léčby, návrh tohoto typu terapie vyžaduje podrobnější studii genetiky každého jedince a charakteristik nádoru před podáním léčby ex vivo T-buňky.

3.4. Nekódující terapie založené na RNA

Studie rezistence na imunoterapii zjistily, že nekódující RNA mohou tyto procesy modulovat [196]. Mezi mikroRNA studovanými u rakoviny děložního čípku bylo zjištěno, že exprese PD-L1 může být downregulována stimulací miR140/142/340/383 a supresí miR-18a [197]. Tato strategie má velkou hodnotu, protože použití protilátek anti-PD-1/PD-L1 v klinických studiích fáze I a fáze II u karcinomu děložního čípku ukázalo nízkou účinnost a rezistenci vůči léčbě [198,199]. Další studie ukázala, že podávání miR-34a a sPD-1 pomocí subkutánních kationtových lipidových mikrobublin u myší vedlo ke zvýšené produkci IFN- spojené se zvýšenou protinádorovou imunitní odpovědí [200]. Nedávno jiné preklinické studie rakoviny děložního čípku doporučovaly indukovat expresi E-cadherinu stimulací exprese miR-185-5p [201] pomocí miR-126 k indukci cytotoxicity zprostředkované TNF- a FasL [ 202] a pomocí lncRNA HOX (HOTAIR—long non-coding RNA HOX transscript antisense), která působí kompetitivně proti miR-148a a prokázala schopnost podílet se na regulaci exprese HLA-G [203]. Důkazy však naznačují, že je stále nutné tyto strategie zlepšovat.

3.5. Editace genu CRISPR/Cas9

Novým nástrojem pro vyřazení exprese HPV onkoproteinů, E6 a E7, je nástroj pro úpravu genů CRISPR/Cas9. Inturi a Jemth [204] prokázali, že knockout těchto onkoproteinů pomocí CRISPR/Cas9 umožnil obnovení signálních drah p53/p21 i pRb/p21, což vyvolalo stárnutí v těchto buňkách. Pokud jde o schopnost systému CRISPR/Cas inhibovat růst cervikálních nádorových buněk u nahých myší, bylo pozorováno, že objem nádoru byl významně menší u myši, která podstoupila štěpení mRNA E6/E7 systémem CRISPR/Cas než u myší. kontrolní skupina [205,206]. Další studie prokázala, že narušení HPV onkogenů pomocí CRISPR/Cas9 u HPV-pozitivních orofaryngeálních spinocelulárních karcinomů (OPSCC) vede k obnovení dráhy cGAS-STING. Tento výsledek poskytuje nový pohled na léčbu potřebnou pro zacílení infekce HPV i rakoviny děložního čípku, protože STING byl považován za potenciální nový imunoterapeutický cíl pro rakovinu děložního čípku [207,208].

V nedávné studii, která použila humanizované myši SCID s xenograftovými buňkami SiHa, bylo analyzováno blokování PD-1 dráhy prostřednictvím CRISPR/Cas9 společně s knockoutem HPV onkogenů. Výsledky ukázaly, že funkce lymfocytů byla obnovena se zvýšeným počtem CD8 plus a CD4 plus T-buněk, stejně jako dendritických buněk [209]. Studie Zhen a kolektivu [210] navíc prokázala, že podávání lipozomů CRISPR/cas9 in vivo může eliminovat HPV, což má za následek zvýšený počet CD8 T-buněk a expresi prozánětlivých cytokinů. Bylo také pozorováno snížení počtu T reg buněk a myeloidních supresorových buněk.

Inovativní formy podávání systému CRISPR/Cas představují obrovský pokrok, protože umožňují přijetí nových klinických přístupů k léčbě HPV a karcinomu děložního čípku a jeho účinnost se ukázala jako pozoruhodná jak in vivo, tak in vitro. Dodávka složek CRISPR/Cas, injikovaných intratumorálně, ukázala významné snížení rychlosti růstu nádoru a nádoru, stejně jako zachování sousedních struktur a zajištění, že technologie má dobré bezpečnostní podmínky pro normální buňky. Systémové podávání CRISPR/Cas bylo také zaznamenáno v literatuře a otevřelo nové a potenciální terapeutické aplikace, které nejsou omezeny na místo aplikace [211].

4. závěr

Na základě výsledků výše zmíněných studií je zřejmé, že studium protinádorové imunitní odpovědi je spojeno s vysokou mírou složitosti, protože ve všech fázích buněčné adaptivní imunitní odpovědi proti rakovině děložního čípku existuje několik odchylek [212]. Podobně cytotoxické CD8 plus T-buňky hrají klíčovou roli při ničení nádorových buněk. Důkazy však naznačují, že tyto samy o sobě nestačí k dosažení účinné protinádorové imunitní odpovědi. Je tedy nutné zkoumat studii ve spojení s dalšími buněčnými typy zapojenými do CIC. Například funkce různých subtypů APC mohou ovlivnit jak priming a aktivaci T-buněk, tak i jejich migrační a efektorovou kapacitu. Imunosupresivní funkce Treg buněk by měla být také vzata v úvahu, protože existuje konstantní a dynamická interakce mezi různými typy imunitních buněk a nádorových buněk. Navíc, protože mnoho studií provádí analýzu rakoviny děložního čípku holistickým způsobem, existují některé protichůdné výsledky mezi podtypy rakoviny děložního čípku, jako jsou ADC a SCC. Oddělení studií podle jejich histologického podtypu by tedy mohlo pomoci efektivněji objasnit mechanismy zapojené do imunitní odpovědi.

V současné době nejsou strategie přijaté pro boj s těmito změnami dostatečně účinné a těží z nich pouze malá skupina pacientů [196,213]. To může být způsobeno skutečností, že většina identifikovaných terapeutických cílů byla výsledkem redukčních analýz, které významně přispěly k lepšímu pochopení mechanismů imunitní odpovědi. Imunitní reakce je však vysoce integrovaná a vyžaduje terapie, které dosahují více cílů, a zároveň brání kompenzačním mechanismům ve vytváření odolnosti vůči léčbě. Podobně by budoucí terapeutické přístupy měly mít více personalizovaný pohled. Například by měly být dále prozkoumány rozdíly v imunitní odpovědi proti rakovině děložního čípku způsobené proměnnými, jako jsou histologické podtypy, kmeny HPV, věk a klinické stadium.

Příspěvky autora:

Konceptualizace, JPA a ECC; rešerše literatury, JPA a ECC; psaní – příprava původního návrhu, JPA; psaní – recenze a úpravy, BMC a ECC; supervize, ECC a BMC Všichni autoři si přečetli a souhlasí s publikovanou verzí rukopisu.

Financování:

Tato studie byla částečně financována z Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-Brasil (CAPES)-Finance Code 001.

Střet zájmů:

Autoři prohlašují, že nemají žádné konkurenční zájmy.

Reference

Sung, H.; Ferlay, J.; Siegel, RL; Laversanne, M.; Soerjomataram, I.; Jemal, A.; Bray, F. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Odhady výskytu a úmrtnosti na celém světě pro 36 druhů rakoviny ve 185 zemích. CA Cancer J. Clin. 2021, 71, 209–249. [CrossRef]

2. Stelzle, D.; Tanaka, LF; Lee, KK; Ibrahim Khalil, A.; Baussano, I.; Shah, ASV; McAllister, DA; Gottlieb, SL; Klug, SJ; Winkler, AS; a kol. Odhady globální zátěže rakoviny děložního čípku spojené s HIV. Lancet Glob. Zdraví 2021, 9, e161–e169. [CrossRef]

3. Bhatla, N.; Aoki, D.; Sharma, DN; Sankaranarayanan, R. Rakovina děložního čípku: aktualizace z roku 2021. Int. J. Gynecol. Obstet. 2021, 155 (Suppl. S1), 28–44. [CrossRef]

4. Wiemann, B.; Starnes, CO Coleyho toxiny, nádorový nekrotický faktor a výzkum rakoviny: Historická perspektiva. Pharmacol. Ther. 1994, 64, 529-564. [CrossRef] [PubMed]

5. McCarthy, EF Toxiny Williama B. Coleyho a léčba sarkomů kostí a měkkých tkání. Orthop v Iowě. J. 2006, 26, 154–158.

6. Guo, ZS Nobelova cena za medicínu za rok 2018 patří imunoterapii rakoviny. BMC Cancer 2018, 18, 1086. [CrossRef]

7. Průkopníci imunoterapie rakoviny získali Nobelovu cenu za medicínu. Dostupné online: https://www.science.org/content/article/cancerimmunotherapy-pioneers-win-medicine-nobel (přístup 16. prosince 2022).

8. Farhood, B.; Najafi, M.; Mortezaee, K. CD8 plus cytotoxické T lymfocyty v imunoterapii rakoviny: Přehled. J. Cell. Physiol. 2019, 234, 8509–8521. [CrossRef] [PubMed]

9. Maskey, N.; Maskey, N.; Thapa, N.; Thapa, N.; Maharjan, M.; Maharjan, M.; Shrestha, G.; Shrestha, G.; Maharjan, N.; Maharjan, N.; a kol. Infiltrace CD4 a CD8 lymfocytů v HPV infikovaném děložním cervikálním prostředí. Cancer Manag. Res. 2019, 11, 7647–7655. [CrossRef] [PubMed]

10. Borst, J.; Ahrends, T.; B ˛abała, N.; Melief, CJM; Kastenmüller, W. CD4 plus T buňky pomáhají v imunologii a imunoterapii rakoviny. Nat. Rev. Immunol. 2018, 18, 635–647. [CrossRef]

11. Najafi, M.; Farhood, B.; Mortezaee, K. Příspěvek regulačních T buněk k rakovině: Přehled. J. Cell. Physiol. 2018, 234, 7983–7993. [CrossRef]

12. Moynihan, KD; Irvine, DJ Role pro vrozenou imunitu v kombinovaných imunoterapiích. Cancer Res. 2017, 77, 5215–5221. [CrossRef] [PubMed]

13. DeMaria, O.; Cornen, S.; Daëron, M.; Morel, Y.; Medzhitov, R.; Vivier, E. Využití přirozené imunity v terapii rakoviny. Příroda 2019, 574, 45–56. [CrossRef] [PubMed]

14. Kametani, Y.; Miyamoto, A.; Seki, T.; Ito, R.; Habu, S.; Tokuda, Y. Význam humanizovaných myších modelů pro hodnocení humorální imunitní odpovědi proti vakcínám proti rakovině. os. Med. Univ. 2018, 7, 13–18. [CrossRef]

15. Varn, FS; Mullins, DW; Arias-Pulido, H.; Fiering, S.; Cheng, C. Programy adaptivní imunity u rakoviny prsu. Imunologie 2016, 150, 25–34. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com