Strategie na posílení imunoterapie založené na aptamerech v TNBC, část 1

Jednoduché shrnutí:

Triple-negativní karcinom prsu (TNBC) je agresivní podtyp karcinomu prsu se špatnými výsledky a omezenými terapeutickými možnostmi. Vyznačuje se výraznější imunogenicitou ve srovnání s jinými podtypy rakoviny prsu, což naznačuje, že imunoterapie je životaschopnou strategií. Aptamery jsou krátké oligonukleotidy, které podobně jako protilátky rozpoznávají svůj proteinový cíl s vysokou specificitou a afinitou. Ve srovnání s protilátkami však představují několik výhod, pokud jde o velikost, produkci, modifikaci a stabilitu, což z nich činí vynikající kandidáty pro vývoj nových cílených protirakovinných terapií. Nedávno byly pro obnovení imunoreaktivního a protirakovinného nádorového mikroprostředí vyvinuty účinné strategie založené na aptamerech. Zde diskutujeme nejnovější přístupy zaměřené na použití aptamerů ke zvýšení nebo obnovení protirakovinné imunitní reakce u TNBC.

Triple-negativní karcinom prsu je podtyp karcinomu prsu, který se obtížně léčí a je náchylný k recidivám a metastázám a úzce souvisí s imunitou.

Studie zjistily, že triple-negativní rakovina prsu se výrazně liší od jiných typů rakoviny prsu na imunologické úrovni. Triple-negativní karcinom prsu má vysoký stupeň infiltrace imunitními buňkami a silnou zánětlivou odpověď, což může vést ke zvýšeným potížím při léčbě a zvýšené míře recidivy. Navíc určité proteinové molekuly na povrchu triple-negativního karcinomu prsu mohou indukovat prezentaci antigenu imunitním systémem, což dále stimuluje imunitní odpověď.

Proto v současnosti probíhá výzkum triple-negativního karcinomu prsu s imunoterapií jako hlavním přístupem. Jedním z výzkumných směrů je využití imunitního monitorování ke sledování účinnosti imunoterapie a imunitního stavu pacientů; dalším směrem výzkumu je vývoj specifických imunitních buněk, vakcín a imunomodulačních léků pro triple-negativní rakovinu prsu, aby se podpořila úloha imunitního systému. Z toho víme, že imunita je velmi důležitá. Cistanche dokáže výrazně zlepšit imunitu. Polysacharidy v mase mohou regulovat imunitní odpověď lidského imunitního systému, zlepšit stresovou schopnost imunitních buněk a zvýšit baktericidní účinek imunitních buněk.

Klikněte na doplněk cistanche deserticola

Abstraktní:

Imunitní systém (IS) může hrát klíčovou roli v prevenci rozvoje a progrese nádoru, což v posledních letech vede k vývoji účinných protinádorových imunoterapií. Nicméně imunitní únik, schopnost nádorů obejít destruktivní imunitu hostitele, zůstává jednou z hlavních překážek, které je třeba překonat pro maximalizaci úspěchu léčby. V této souvislosti se rychle objevují slibné strategie zaměřené na přetvoření nádorového imunitního mikroprostředí a podporu protinádorové imunity. Triple-negativní karcinom prsu (TNBC), agresivní podtyp karcinomu prsu se špatnými výsledky, je vysoce imunogenní, což naznačuje, že imunoterapie je životaschopnou strategií.

Důkazem toho jsou již dvě imunoterapie, které se v poslední době staly standardem péče o pacienty s nádory exprimujícími PD-L1, kteří však představují nízké procento pacientů, a proto jsou nutné aktivnější imunoterapeutické přístupy. Aptamery jsou krátké, vysoce strukturované, jednovláknové oligonukleotidy, které se vážou na své proteinové cíle s vysokou afinitou a specificitou. Používají se pro terapeutické účely stejným způsobem jako monoklonální protilátky; proto se aktivně zkoumají různé strategie založené na aptamerech pro stimulaci reakce IS proti rakovinným buňkám. Tento přehled si klade za cíl diskutovat o potenciálu nedávno oznámených přístupů založených na aptamerech k posílení IS v boji proti TNBC.

Klíčová slova:

imunitní systém; imunoterapie; aptamer; TNBC; aktivní cílení na rakovinu.

1. Úvod

Triple-negativní karcinom prsu (TNBC) je agresivní podtyp karcinomu prsu (BC), který tvoří přibližně 10–20 procent všech diagnostikovaných BC. Obecně postihuje mladší ženy, je pravděpodobnější, že se recidivuje, a je spojena s horším celkovým přežitím ve srovnání s jinými podtypy BC [1,2]. Termín TNBC se týká heterogenní skupiny nádorů s různými histologickými, genomickými a imunologickými charakteristikami a odpovědí na terapii, které mají společný nedostatek estrogenového receptoru, progesteronového receptoru a receptoru epidermálního růstového faktoru 2 (HER2); pacienti s TNBC tedy nejsou způsobilí pro hormonální nebo anti-HER2 terapii [2,3].

Na základě profilování genové exprese Lehman et al. [4] původně klasifikovali TNBC do šesti odlišných molekulárních podtypů, jmenovitě bazální 1 (BL1), bazální 2 (BL2), imunomodulační (IM), mezenchymální (M), mezenchymální stem-like (MSL) a luminální androgen receptor (LAR). Následně byly subtypy IM a MSL odstraněny z původní klasifikace, protože bylo zjištěno, že jejich transkriptomické vlastnosti nebyly odvozeny z nádorových buněk, ale z lymfocytů infiltrujících nádor (TIL) a stromálních buněk asociovaných s nádorem, v daném pořadí, hojně přítomných v TNBC nádorové mikroprostředí (TME) [5].

Další klasifikaci pro TNBC navrhl Burstein et al. [6], kteří potvrdili čtyři podtypy uváděné Lehmanem: LAR, M a dva BL. Bazální podtypy popsané Bursteinem na základě imunitní signalizace se dělí na bazálně podobné imunosuprimované, které vykazují downregulaci B lymfocytů, T lymfocytů a přirozených zabíječů (NK) buněčných imunitních regulačních drah a cytokinových drah, a bazální imunitně aktivovaný, který je charakterizován upregulací genů řídících funkce B buněk, T buněk a NK buněk. Burstein a kolegové prokázali, že imunosuprimované a imunoaktivované nádory mají nejhorší a nejlepší prognózu. Obě klasifikace zdůrazňují signaturu imunitního systému (IS) jako důležitý prognostický faktor u TNBC a potenciální cíl při léčbě některých podtypů TNBC.

Omezené možnosti molekulárních terapií a vysoce heterogenní povaha těchto nádorů činí z TNBC nejnáročnější léčbu BC. Dosud zůstává standardem péče o časnou i pokročilou TNBC chemoterapie, obecně využívající kombinované režimy taxanu, antracyklinu, cyklofosfamidu, cisplatiny a fluorouracilu [7,8]. Bohužel účinnost chemoterapie je omezena vysokou toxicitou vůči normálním buňkám [9]. Navíc po krátké počáteční odpovědi na léčbu má TNBC tendenci se znovu objevit v agresivnější a chemorezistentní formě, která vykazuje významně vysokou míru patologické remise [10]. Proto je stále více nutné identifikovat specifické molekulární signatury, které mohou být zaměřeny na zavedení nové účinné léčby TNBC. Roky intenzivního výzkumu TNBC vedly k identifikaci prvních molekulárních terapií.

Prvním klinicky ověřeným biomarkerem pro terapii TNBC byl mutační stav BRCA. Až 19 procent pacientů s TNBC nese mutace v genech kódujících BRCA1 a BRCA2, proteiny zapojené do opravy dvouřetězcových zlomů DNA, což vede k citlivosti na inhibitory poly-ADP-ribózapolymerázy (PARP) [2,11]. V roce 2018 schválil Food and Drug Administration (FDA) dva inhibitory PARP, Olaparib [12,13] a Talazoparib [14], jako monoterapii pro léčbu pacientů s nádory s mutací BRCA. V současné době je účinnost inhibitorů PARP zkoumána také u BRCA divokého typu TNBC [15].

TNBC je více imunogenní než jiné podtypy BC díky svému vysokému sklonu vytvářet neoantigeny, které mohou být adaptivním IS rozpoznány jako „nevlastní“ [16] a přítomnosti infiltrátů imunitních buněk, které jsou zodpovědné za vývoj protinádorových imunitních odpovědí [17, 18]. Přibližně 20 procent TNBC navíc exprimuje ligand proti programované buněčné smrti-ligand 1 (PD-L1) [19], povrchový protein, který váže receptory proteinu programované buněčné smrti 1 (PD-1) na TIL a vypíná jejich činnost. Tímto způsobem osa PD-1/PD-L1 indukuje imunosupresivní TME odpovědný za imunitní únik nádoru. Všechny tyto vlastnosti jsou základními předpoklady pro prospěch z imunoterapie. V roce 2019 FDA skutečně schválila první imunoterapii anti-PDL1 Atezolizumab monoklonální protilátkou (mAb) k léčbě PD-L1-pozitivní neresekovatelné, lokálně pokročilé a metastatické TNBC v kombinaci s nab-paclitaxelem [20,21 ].

V následujících 2 letech byl Pembrolizumab, anti-PD-1 mAb, schválen také FDA v kombinaci se standardní chemoterapií: nejprve v roce 2020 pro pacienty s lokálně recidivujícím inoperabilním nebo metastatickým TNBC a později, v roce 2021, pro nově diagnostikovanou a operabilní TNBC v časném stadiu přidáním protilátky k neoadjuvantní i adjuvantní chemoterapii [22]. Uvedené terapie jsou však schváleny pouze pro TNBC exprimující vysoké hladiny PD-L1, a proto je nutné hledat nové strategie pro rozšíření aplikací imunoterapie pro TNBC.

Nedávno FDA schválila první konjugát protilátka-lék (ADC) jako léčbu druhé linie pro pacienty s neresekovatelným lokálně pokročilým nebo metastatickým TNBC, kteří podstoupili dvě nebo více předchozích systémových terapií, alespoň jednu z nich pro metastatické onemocnění.

Název tohoto ADC je sacituzumab govitekan, který se skládá z protilátky humanizovaného trofoblastového buněčného povrchového antigenu -2 spojeného přes linker s SN-38 nákladem, aktivním metabolitem inhibitoru topoizomerázy 1 irinotekanu [23 ].

Oligonukleotidové aptamery jsou vysoce selektivní sloučeniny objevující se jako alternativa nebo doplněk k mAb pro aktivní cílení na rakovinu a aplikace aptamerů jako inovativních terapeutických činidel u různých lidských rakovin, včetně TNBC, rychle narůstá [24]. V tomto přehledu budeme nejprve diskutovat o vlastnostech aptamerů proti biomarkerům souvisejícím s rakovinou jako inovativních terapeutikách. Poté se zaměříme na nedávno objevené strategie založené na aptamerech, které mohou zabránit imunitnímu úniku a stimulovat protirakovinné imunitní reakce, přičemž budeme diskutovat o jejich potenciálu zvládnout TNBC v příští budoucnosti.

2. Aptamery pro cílenou terapii rakoviny

Aptamery jsou syntetické, krátké, jednovláknové oligonukleotidy DNA nebo RNA, které se skládají do jedinečných trojrozměrných (3D) struktur interagujících s vysokou afinitou a specificitou s cíli různé povahy. Aptamery byly poprvé objeveny v roce 1990, kdy dva články [25,26] popsaly in vitro technologii SELEX (systematický vývoj ligandů exponenciálním obohacením) pro generování aptamerů a zavedly termín aptamer, který pochází z latinského slova „Aptus“ (aby se vešel ) a starořecké slovo „meros“ (část), tedy „montážní díly“ (obrázek 1).

Obrázek 1. Schematické znázornění vazby aptameru na jeho cíl a klíčové kroky metody SELEX. (a) Aptamer přijímá 3D strukturu, aby se navázal na svůj cíl; (b) SELEX začíná náhodnými knihovnami sekvencí ssDNA nebo RNA a zahrnuje opakovaná kola vazby k cíli, rozdělení sekvencí navázaných na cíl od nenavázaných a amplifikaci navázaných sekvencí. Nakonec je obohacená knihovna analyzována klonováním a sekvenováním nebo v nejnovějších přístupech jsou vysoce afinitní ligandy identifikovány sekvenováním nové generace (NGS) a bioinformatikou. Vytvořeno pomocí BioRender.com (přístup 2. března 2023).

Selekce in vitro začíná vytvořením kombinatorické knihovny oligonukleotidů, z nichž každá obsahuje centrální náhodnou sekvenci o délce přibližně 20–100 nukleotidů, lemovanou dvěma pevnými oblastmi nezbytnými pro nasedání primerů během amplifikace a in vitro transkripci (pro výběr aptamerů RNA ). Knihovna se inkubuje s cílovou molekulou a provede se krok rozdělení, aby se oddělily oligonukleotidy navázané na cíl od nenavázaných nespecifických sekvencí. Cíle pro SELEX mohou zahrnovat peptidy, proteiny, metabolity, sacharidy, malé organické molekuly, další strukturované RNA a dokonce celé buňky nebo organismy a různá selekční schémata, která byla dosud popsána, přizpůsobená povaze cíle [27–29]. . Po eluci z cíle jsou sekvence přímo amplifikovány pomocí PCR v případě DNA-SELEX nebo nejprve reverzně transkribovány a poté amplifikovány v případě RNA-SELEX. Amplifikované sekvence se použijí k vytvoření nové oligonukleotidové knihovny, která se podrobí dalšímu kolu selekce. Opakováním několika kol inkubace, dělení a amplifikace tento proces vede ke generování sekvencí s vysokou afinitou a specificitou pro cíl (obrázek 1).

Aptamery lze považovat za verzi nukleových kyselin proteinových protilátek, protože s nimi sdílejí vysokou vazebnou afinitu a specificitu pro cíl (hodnoty Kd, 10–8–10–12 M) a analogicky s protilátkami mají různé aplikace jako rozpoznávací prvky, včetně terapeutik, biosenzorů a diagnostiky [30].

Aptamery rozlišují mezi vysoce podobnými členy stejné rodiny proteinů, izoformami proteinů a také proteiny, které se liší v jedné aminokyselině [27]. Například kontrastním screeningem SELEX s agarózovými kuličkami a magnetickými kuličkami spojenými s divokým typem a mutantními proteiny byly vytvořeny RNA aptamery schopné vázat se na p53R175, jedno z horkých míst mutace p53, rozlišující mutantní protein od divoký typ p53 [31].

Aptamery mohou fungovat jako protirakovinná terapeutika různými způsoby (obrázek 2).

Obrázek 2. Protirakovinná terapie založená na aptameru. (a) Antagonistická terapie: aptamery se vážou na povrchové cíle rakovinných buněk a inhibují protumorální dráhy. (b) Cílené dodávání léčiv: aptamery konjugované s nanočásticemi naplněnými léčivem nebo spojené s léčivy se vážou na cíle buněčného povrchu a internalizují se do rakovinných buněk, což vede k selektivnímu intracelulárnímu dodávání léčiva. (c) Genová terapie: aptamery zdobící malé nanočástice naplněné interferující RNA (siRNA) nebo konjugované přímo se siRNA, vážou se na buněčné povrchové cíle a internalizují se do rakovinných buněk, což vede k selektivnímu umlčování genů. (d) Imunoterapie: aptamery stimulují imunitní buňky proti rakovinným buňkám (podrobnosti viz text). Vytvořeno pomocí BioRender. com (vstup 2. března 2023).

Jak se to stává u protilátky, působení aptameru jako léku na rakovinu závisí na jeho schopnosti vázat se na cílový protein související s rakovinou a interferovat s jeho správným fungováním, čímž v konečném důsledku inhibuje vývoj a progresi nádoru [27,32]. Alternativně, podobně jako u mAb spojených s užitečnými zátěžemi v ADC [33], mohou být aptamery proti jedinečným biomarkerům rakoviny aplikovány jako protirakovinné nástroje tím, že se využívají jako cílená činidla k transportu terapeutických molekul specificky do míst nádoru [28,34]. V tomto ohledu schopnost podskupiny aptamerů cílených na buňky aktivně se internalizovat do cílových buněk prostřednictvím receptorem zprostředkované endocytózy nebo mikropinocytózy [35,36] podnítila oblast intenzivního výzkumu zaměřeného na vývoj inteligentních modalit založených na aptamerech pro cílené TNBC. léčba konjugačními aptamery s chemoterapeutiky [37], terapeutickými RNA [38], malými inhibitory [39] nebo nanosystémy nabitými léky [40,41], které musí vstoupit do buňky, aby uplatnily svou protirakovinnou funkci.

Kromě toho se nedávné přístupy také pokoušejí udělit aptamerům efektorové funkce, typické pro protilátku, aktivaci systému komplementu [42]. Navíc, metody radioaktivního značení aplikované na protilátky lze snadno použít pro konjugaci aptamerů s radionuklidy a výsledné konjugáty mají velký potenciál v inovativních teranostických aplikacích [43]. I když mohou být aptamery srovnávány s protilátkami pro jejich způsob účinku, není pochyb o tom, že mají několik výhod, které úspěšně nahrazují nebo doplňují tradiční protilátky pro aktivní cílení na rakovinu (tabulka 1) [44,45].

Za prvé, mají menší velikosti (5–15 kDa) a flexibilnější struktury ve srovnání s klasickými protilátkami, které jim umožňují snadněji pronikat do solidních nádorů a vázat se na malé a skryté cíle, jinak pro protilátky nedostupné [46]. Důležité je, že produkce identifikovaných aptamerů chemickou syntézou umožňuje vyhnout se variabilitě šarže od šarže a překonává drahé a pracně náročné kroky, které jsou nutné pro produkci protilátek.

For more information:1950477648nn@gmail.com