Čínský výzkumný tým vyvinul metodu, která přiměje nádorové buňky, aby se tvářily jako buňky napadené virusem. Imunitní systém je pak dokáže rozpoznat a zaútočit na ně pomocí paměťových T-lymfocytů.
Namísto hledání slabých míst nádoru využívají vědci trvalou imunologickou paměť po prodělaných virových infekcích. Syntetická molekula iVAC má přinutit rakovinné buňky, aby pro imunitní systém vypadaly jako buňky infikované virusem. Díky tomu se stanou viditelnými a zranitelnými pro útok T-lymfocytů, které se již dříve naučily rozpoznávat konkrétní patogeny, například cytomegalovirus.
Proč některé nádory zůstávají pro imunitu neviditelné
Imunoterapie patří mezi nejzajímavější metody léčby rakoviny posledních let. Využívají se mimo jiné protilátky blokující proteiny potlačující imunitní odpověď, jako jsou PD-1 nebo PD-L1. V mnoha případech to přináší výrazné prodloužení života, dokonce i remise onemocnění. Bohužel značná skupina pacientů na ni prakticky nereaguje.
Jedním z hlavních důvodů je to, že některé nádory mají velmi málo mutací, a tedy vytvářejí málo netypických bílkovin, takzvaných neoantigenů. Právě ony představují vlajky, podle kterých imunitní systém rozpoznává nepřítele. Pokud takové vlajky chybí, T-lymfocyty nedostávají jasný signál, že mají danou buňku zničit.
Druhým problémem je vysoké množství proteinu PD-L1 na povrchu nádorových buněk. Funguje jako bezpečnostní brzda: i když nějaký T-lymfocyt náhodou nádor zachytí, PD-L1 ho dokáže účinně umlčet v přímém kontaktu. Vědci ze Shenzhen Bay Laboratory a Pekingské univerzity rozhodli, že nemusí čekat, až nádor sám vytvoří vhodné antigeny. Rozhodli se je dodat zvenčí a sáhli po něčem, co má většina z nás už v sobě: imunologické paměti po běžných virových infekcích.
Jak funguje paměť po prodělaných virech jako zbraň proti rakovině
Každý, kdo prodělal plané neštovice, infekci virem chřipky nebo cytomegalovirem (CMV), má v organismu specializované paměťové T-lymfocyty. Tyto buňky dokážou roky, někdy celý život, hlídkovat v těle a vyhledávat stopy známého patogenu.
Čínský tým navrhl využít tuto připravenou záložní armádu. Namísto pokusu učit imunitu od začátku chtějí výzkumníci přeprogramovat nádorové buňky tak, aby vypadaly jako buňky infikované dobře známým virusem. V tomto projektu vsadili na fragment proteinu CMV, jednoho z nejrozšířenějších virů na světě.
K realizaci nápadu vytvořili syntetickou molekulu nazvanou iVAC (intratumoral vaccination chimera). Můžeš si ji představit jako chytře navržený nástavec na nádorovou buňku, který plní dvě různé funkce najednou. Odstraňuje brzdu PD-L1 a zároveň dodává buňce výrazný virový alarmový signál.
Dvě úderné funkce molekuly iVAC v jedné nádorové buňce
Molekula iVAC se váže na protein PD-L1 na povrchu rakovinných buněk a spouští jeho rychlé rozložení. Díky tomu mizí maskovací signály, které dosud paralyzovaly T-lymfocyty. Současně molekula dodává do nádorové buňky fragment antigenu viru CMV.
Po zpracování uvnitř buňky se tento fragment dostává na její povrch, prezentovaný komplexem MHC I, přesně jako v případě skutečné infekce. Paměťové T-lymfocyty, které rozpoznávají CMV, vidí nádorovou buňku jako buňku napadenou virusem a přecházejí do útoku.
Co je důležité, iVAC působí lokálně. Podává se přímo do oblasti nádoru a studie distribuce v organismu ukázaly, že molekula zůstává na tomto místě nejméně tři dny. Rakovinné buňky po ošetření iVAC se začínají chovat jako improvizované buňky prezentující antigeny, což je něco, čím normálně jsou specializované prvky imunitního systému.
Analýzy na úrovni proteinů a genů ukázaly, že v buňkách nádoru se aktivují dráhy spojené s interferonem gama a komplexem STING, tedy důležitými elementy vrozené protivirové odpovědi. To ještě více zesiluje signál, že se zde děje něco nebezpečného. Dočasná proměna rakovinných buněk v jakési buňky prezentující antigen může spustit úplně novou vlnu imunitní odpovědi zaměřené proti různým částem nádoru.
Jaké výsledky přinesly testy na myších a vzorcích od pacientů
Nová metoda se nezastavila u koncepce. Vědci testovali iVAC v několika předklinických modelech. Jedním z nich byly myši geneticky upravené tak, aby jejich nádory produkovaly lidský protein PD-L1. Díky tomu podmínky lépe připomínaly situaci v lidském organismu.
V experimentu podávali iVAC přímo do nádoru, ve čtyřech dávkách každé tři dny. U hlodavců pozorovali výrazné zmenšování hmoty nádorů i silné pronikání guzů T-lymfocyty CD8+, tedy cytotoxickými buňkami odpovědnými za fyzické ničení cílových buněk.
Druhým etapem byly studie na takzvaných klastrech nádorových buněk pocházejících přímo z nádorů pacientů. Takové trojrozměrné mini-struktury lépe odrážejí chování skutečného nowotworu než jednotlivé buňky v kultuře. Nejsilnější efekty zaznamenali ve vzorcích, kde více než 20 procent nádorových buněk mělo na povrchu PD-L1.
To naznačuje, že hladina tohoto proteinu by mohla v budoucnu sloužit jako kritérium pro zařazení pacientů do případné terapie iVAC. Výzkumníci měřili také vylučování interferonu gama a TNF-alfa T-lymfocyty po kontaktu s iVAC. Nárůst těchto molekul signalizoval, že paměťové buňky specifické pro CMV se skutečně silně aktivují a přecházejí k útoku na nádor.
Může se léčba přizpůsobit virové historii každého pacienta
Zajímavým vedlejším efektem, výhodným z pohledu terapie, je změna funkce nádorových buněk. Po expozici iVAC dokázaly nejen přitahovat hotové paměťové lymfocyty, ale také aktivovat takzvané naivní lymfocyty, které předtím neměly s tímto antigenem kontakt.
V experimentech, kde společně kultivovali rakovinné buňky ošetřené iVAC, dendritické buňky a čerstvé T-lymfocyty CD8+, tyto poslední se začaly intenzivně dělit a získávat schopnost zabíjet. To znamená, že nádor přestával být jen pasivním cílem a na chvíli přebíral roli učitele pro imunitní systém.
Projekt iVAC má z principu modulární charakter. Místo fragmentu CMV lze teoreticky připojit jiný antigen, například spojený s virem Epsteina-Barrové nebo chřipky. Volba by závisela na tom, jaké viry pacient skutečně prodělal a jaké paměťové lymfocyty v něm dominují.
- Fragment proteinu cytomegaloviru pro pacienty s CMV pamětí
- Antigen viru Epsteina-Barrové pro osoby s EBV infekcí v anamnéze
- Chřipkové antigeny pro jedince s opakovanými sezonními nákazami
- Antigeny planých neštovic pro dospělé s paměťovými buňkami VZV
- Kombinace více virových fragmentů pro širší aktivaci imunity
- Personalizace podle sérologického vyšetření pacienta
To posouvá těžiště personalizace. Nejen genetika nádoru, ale i individuální imunologická historie se stává součástí léčebného plánu. Dlouhodobé sledování myší neukazovalo na klasické příznaky autoimunity. Vyšetření orgánů po ukončení kúry neprokázala poškození typická pro nekontrolovanou aktivaci imunity.
Co může tato strategie znamenat pro budoucí pacienty
Metoda představená v časopise Nature je zatím ve fázi předklinických studií. Než se dostane k lidem, musí projít celou sadou testů bezpečnosti a účinnosti. Rysuje se však zajímavý scénář: v budoucnu by onkolog mohl nařídit nejen vyšetření mutací nádoru, ale i podrobný profil imunologické paměti pacienta.
Na jeho základě by se vybírala virová šablona nejsnáze využitelná. Osoba se silnou pamětí po chřipce by dostala jiný variant iVAC než někdo, kdo prodělal aktivní infekci EBV či CMV. Taková taktika se může ukázat zvláště cenná u nemocných, u kterých dosavadní imunoterapie selhávají právě kvůli nedostatku dobrých nádorových antigenů.
Pro pacienty s nádory silně exponujícími PD-L1 by přístup kombinující degradaci tohoto proteinu se zavedením virového antigenu mohl představovat další krok po klasických inhibitorech kontrolních bodů. Nebo alternativu, když ty nefungují. Klíčové bude určit, jak dlouho se udržuje efekt přeprogramování nádoru a zda si ho organismus časem nezačne jinak obcházet.
Imunoterapie využívající paměť po prodělaných infekcích dobře ukazuje, jak silným nástrojem je precizní řízení imunitního systému. Místo přidávání dalších cytotoxických léků se vědci snaží využít to, co v organismu už existuje: zkušenou armádu lymfocytů, která kdysi porazila virus a teперь může dostat úplně nový cíl – nádorové buňky. Mohl by tento přístup fungovat i u tebe, pokud by ses v budoucnu dostal do podobné situace?
