Бактерии могут способствовать противораковому иммунному ответу
Иммунотерапия рака может получить импульс в неожиданном направлении: бактерии, находящиеся в опухолевых клетках. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, исследователи из Научного института Вейцмана и их сотрудники обнаружили, что иммунная система «видит» эти бактерии, и показали, что с их помощью можно спровоцировать иммунную реакцию против опухоли. Исследование также может помочь прояснить связь между иммунотерапией и микробиомом кишечника, объясняя результаты предыдущих исследований о том, что микробиом влияет на успех иммунотерапии.
Лечение иммунотерапией за последнее десятилетие или около того резко улучшило показатели выздоровления от некоторых видов рака, особенно от злокачественной меланомы; но при меланоме они работают только примерно в 40% случаев. Профессор Ярдена Самуэльс из отдела молекулярной клеточной биологии Вейцмана изучает молекулярные «указатели» - фрагменты белка или пептиды на поверхности клетки, которые маркируют раковые клетки как чужеродные и поэтому могут служить потенциальными дополнительными мишенями для иммунотерапии. В новом исследовании она и ее коллеги расширили свои поиски новых признаков рака на те бактерии, которые, как известно, колонизируют опухоли.
Используя методы, разработанные коллегой по отделу доктором Равидом Штраусманом, который одним из первых раскрыл природу бактериальных «гостей» в раковых клетках, Сэмюэлс и ее команда под руководством доктора Шелли Калаора и Ади Наглер авторы), проанализировали образцы тканей 17 метастатических опухолей меланомы, полученных от девяти пациентов. Они получили бактериальные геномные профили этих опухолей, а затем применили подход, известный как HLA-пептидомика, для идентификации опухолевых пептидов, которые могут распознаваться иммунной системой.
Исследование проводилось в сотрудничестве с доктором Дженнифер А. Варго из Онкологического центра им. М. Д. Андерсона Техасского университета, Хьюстон, Техас; Профессор Скотт Н. Петерсон из Института медицинских открытий Сэнфорд Бернхэм Пребис, Ла-Хойя, Калифорния; Профессор Эйтан Руппин из Национального института рака, США; Профессор Ари Адмон из Техниона - Израильского технологического института и другие ученые.
Пептидомический анализ HLA выявил около 300 пептидов от 41 различных бактерий на поверхности клеток меланомы. Важнейшим новым открытием стало то, что пептиды отображались на поверхности раковых клеток с помощью белковых комплексов HLA - комплексов, которые присутствуют на мембранах всех клеток нашего тела и играют роль в регулировании иммунного ответа. Одна из задач HLA - бить тревогу обо всем, что чужеродно, путем «представления» чужеродных пептидов иммунной системе, чтобы иммунные Т-клетки могли их «видеть». «Используя HLA-пептидомики, мы смогли беспристрастно выявить HLA-представленные пептиды опухоли», - говорит Калаора. «Этот метод уже позволил нам в прошлом идентифицировать опухолевые антигены, которые показали многообещающие результаты в клинических испытаниях».
Непонятно, почему раковые клетки должны совершать, казалось бы, суицидальные действия такого рода: представлять бактериальные пептиды иммунной системе, которая может ответить разрушением этих клеток. Но какой бы ни была причина, тот факт, что злокачественные клетки действительно отображают эти пептиды таким образом, показывает совершенно новый тип взаимодействия между иммунной системой и опухолью.
Это открытие дает возможное объяснение того, как микробиом кишечника влияет на иммунотерапию. Некоторые из бактерий, идентифицированных командой, были известными кишечными микробами. Представление бактериальных пептидов на поверхности опухолевых клеток, вероятно, будет играть роль в иммунном ответе, и будущие исследования могут установить, какие бактериальные пептиды усиливают этот иммунный ответ, что позволит врачам прогнозировать успех иммунотерапии и подбирать индивидуальное лечение. соответственно.
Более того, тот факт, что бактериальные пептиды на опухолевых клетках видны иммунной системе, можно использовать для усиления иммунотерапии. «Многие из этих пептидов были общими для разных метастазов от одного и того же пациента или для опухолей от разных пациентов, что позволяет предположить, что они обладают терапевтическим потенциалом и сильной способностью вызывать иммунную активацию», - говорит Наглер.
В серии продолжающихся экспериментов Сэмюэлс и его коллеги инкубировали Т-клетки пациентов с меланомой в лабораторной посуде вместе с бактериальными пептидами, полученными из опухолевых клеток того же пациента. Результат: Т-клетки активировались специфически по отношению к бактериальным пептидам.
«Наши результаты показывают, что бактериальные пептиды, представленные на опухолевых клетках, могут служить потенциальными мишенями для иммунотерапии», - сказал Сэмюэлс. «Их можно использовать, чтобы помочь иммунным Т-клеткам распознавать опухоль с большей точностью, чтобы эти клетки могли лучше атаковать рак. В будущем этот подход можно будет использовать в сочетании с существующими иммунотерапевтическими препаратами».