Čínský výzkumný tým představil metodu, která nutí rakovinné buňky napodobovat virovou infekci. Díky tomu je imunitní systém dokáže rozpoznat a zaútočit na ně pomocí paměťových lymfocytů T.
Imunoterapie patří mezi nejperspektivnější přístupy k léčbě rakovinných onemocnění posledních let. Využívá se například protilátky blokující proteiny PD-1 nebo PD-L1, které brzdí imunitní odpověď. U mnoha pacientů tato léčba výrazně prodlužuje přežití, někdy dokonce vede k remisi nemoci. Bohužel značná část nemocných na ni prakticky nereaguje.
Jedním z hlavních důvodů je, že některé nádory mají velmi málo mutací, a tudíž produkují jen minimum netypických proteinů, takzvaných neoantigenů. Právě ty slouží jako „vlaječky“, podle nichž imunitní systém rozpoznává nepřítele. Když takové signály chybí, lymfocyty T nedostanou jasný pokyn k zničení dané buňky. Druhý problém představuje vysoká hladina proteinu PD-L1 na povrchu nádorových buněk, který funguje jako bezpečnostní brzda a dokáže účinně umlčet i náhodně aktivovaný lymfocyt T.
Vědci ze Shenzhen Bay Laboratory a Pekingské univerzity přišli s řešením, které obchází obě tyto bariéry najednou. Jejich strategie spočívá v odstranění brzdy PD-L1 a současném vybavení nádorových buněk výrazným virovým alarmovým signálem. Namísto čekání, až nádor sám vytvoří vhodné antigeny, rozhodli se je dodat zvenčí a využít něco, co většina z nás už v sobě má: imunologickou paměť po běžných virových infekcích.
Jak funguje paměť imunitního systému po prodělaných viróza
Každý, kdo prodělal plané neštovice, chřipku nebo infekci cytomegalovirem (CMV), má v organismu specializované paměťové lymfocyty T. Tyto buňky dokážou roky, někdy i celý život, hlídkovat v těle a vyhledávat stopy již známého patogenu. Čínský tým navrhl využít tuto připravenou „záložní armádu“.
Místo pokusu naučit imunitu od začátku chtějí badatelé přeprogramovat nádorové buňky tak, aby vypadaly jako buňky infikované dobře známým virusem. V tomto projektu zvolili fragment proteinu CMV, jednoho z nejrozšířenějších virů na světě. Cytomegalovirus prodělala obrovská část populace, často aniž by si toho vůbec všimla.
K realizaci nápadu vytvořili syntetickou molekulu nazvanou iVAC (intratumoral vaccination chimera). Můžeš si ji představit jako chytře navrženou „nástavbu“ na nádorovou buňku, která plní dvě různé funkce současně. První je odstranění brzdy PD-L1, druhá pak zavedení virového signálu.
Dvojí úder proti rakovinné buňce pomocí molekuly iVAC
Molekula iVAC se váže na protein PD-L1 na povrchu nádorových buněk a spouští jeho rychlé odbourávání. Tím mizí maskující signály, které dosud paralyzovaly lymfocyty T. Současně molekula dodává do nádorové buňky fragment antigenu cytomegaloviru. Po zpracování uvnitř buňky se tento fragment dostává na její povrch, prezentovaný komplexem MHC I přesně stejně jako při skutečné infekci.
Výsledkem je, že paměťové lymfocyty T, které rozpoznávají CMV, vidí nádorovou buňku jako buňku nakaženou virem a zahajují útok. Důležité je, že iVAC působí lokálně – podává se přímo do nádoru a studie distribuce v organismu ukázaly, že molekula zůstává na místě minimálně tři dny.
- Odstranění proteinu PD-L1 z povrchu rakovinných buněk
- Dodání fragmentu antigenu cytomegaloviru do nádorové tkáně
- Prezentace virového proteinu komplexem MHC I na povrchu buněk
- Aktivace paměťových lymfocytů T specifických pro CMV
- Lokální působení přímo v místě nádoru po dobu nejméně tří dnů
- Spuštění signálních drah interferonu gamma a komplexu STING
- Zesílení vrozenej protvivirové odpovědi v oblasti nádoru
Nádorové buňky po ošetření molekulou iVAC začínají chovat jako provizorní „buňky prezentující antigen“, tedy něco, čím jsou normálně specializované prvky imunitního systému. Analýzy na úrovni proteinů a genů ukázaly, že se v buňkách nádoru aktivují dráhy spojené s interferonem gamma a komplexem STING, což jsou důležité prvky vrozené protivirové odpovědi. To ještě více zesiluje signál „zde se děje něco nebezpečného“.
Testování na myších a tkáních od pacientů s rakovinou
Nová metoda se nezastavila u koncepce. Vědci otestovali 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 odpovídaly situaci v lidském organismu.
V experimentu podávali iVAC přímo do nádoru ve čtyřech dávkách každé tři dny. U hlodavců pozorovali výrazné zmenšování hmotnosti nádorů a silné pronikání lymfocytů T CD8+ do nádorové tkáně. Tyto cytotoxické buňky jsou zodpovědné za fyzické ničení cílových buněk.
Druhým etapem byly studie na takzvaných klastrech nádorových buněk pocházejících přímo z nádorů pacientů. Tyto trojrozměrné ministruktury lépe odrážejí chování skutečného nádoru než jednotlivé buňky v kultuře. Nejsilnější účinky zaznamenali ve vzorcích, kde více než 20 procent nádorových buněk mělo na povrchu protein PD-L1.
To naznačuje, že hladina tohoto proteinu by mohla v budoucnu sloužit jako kritérium pro zařazení nemocných do případné terapie pomocí iVAC. Výzkumníci měřili také uvolňování interferonu gamma a TNF-alfa lymfocyty po kontaktu s iVAC. Nárůst těchto molekul signalizoval, že paměťové buňky specifické pro cytomegalovirus se skutečně silně aktivují a přecházejí k útoku na nádor.
Přeprogramování nádoru otevírá cestu k personalizované léčbě
Zajímavým vedlejším efektem, příznivým z hlediska terapie, je změna funkce nádorových buněk. Po expozici molekule iVAC dokázaly nejen přitahovat hotové paměťové lymfocyty, ale také aktivovat takzvané naivní lymfocyty, které dosud neměly kontakt s tímto antigenem.
V experimentech, kde společně kultivovali nádorové buňky ošetřené iVAC, dendritické buňky a čerstvé lymfocyty T CD8+, tyto poslední začaly intenzivně dělit a získávat schopnost zabíjet. To znamená, že nádor přestal být jen pasivním cílem a na chvíli převzal roli „učitele“ pro imunitní systém.
Dočasná přeměna rakovinných buněk v něco podobného buňkám prezentujícím antigen může spustit zcela novou vlnu imunitní odpovědi zaměřené proti různým součástem nádoru. Co je stejně důležité, dlouhodobá pozorování myší neukázala na klasické příznaky autoimunitní agrese. Vyšetření orgánů po ukončení léčby neprokázala poškození typická pro nekontrolovanou aktivaci imunity.
Projekt iVAC má ze své podstaty modulární charakter. Místo fragmentu cytomegaloviru lze teoreticky připojit jiný antigen, například spojený s virusem Epsteina-Barrové nebo chřipkou. Volba by závisela na tom, jaké viry pacient skutečně prodělal a jaké paměťové lymfocyty v něm převládají. To posouvá těžiště personalizace: nejen genetika nádoru, ale také individuální „imunologická historie“ se stává součástí léčebného plánu.
Co tato strategie může znamenat pro budoucí pacienty
Metoda představená v časopise Nature je zatím ve fázi předklinického výzkumu. Než se dostane k lidem, musí projít celou sadou testů bezpečnosti a účinnosti. Rýsuje se však zajímavý scénář: v budoucnosti by onkolog mohl nařídit nejen vyšetření mutací nádoru, ale také podrobný profil imunologické paměti pacienta.
Na jeho základě by se vybírala virusová „šablona“ nejsnazší k využití. Osoba se silnou pamětí po chřipce by dostala jiný variant iVAC než někdo, kdo prodělal aktivní infekci virusem Epsteina-Barrové či cytomegalovirem. Tato taktika by se mohla ukázat jako obzvlášť cenná u nemocných, kterým dosavadní imunoterapie selhávají právě kvůli nedostatku dobrých nádorových antigenů.
Pro pacienty s nádory silně exprimujícími 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 organismus časem nenajde jinou cestu, jak ho obcházet. Imunoterapie využívající paměť po dřívějších infekcích dobře ukazuje, jak mocným nástrojem je precizní řízení imunitního systému.
