http://www.rimm.dote.hu
Tumor immunológia
A tumorok és az immunrendszer kapcsolatai Tumorspecifikus és tumorasszociált antigének A tumor sejteket ölő sejtek és mechanizmusok „Az immunológiai felügyelet” (Immune surveillance)
A tumor „megmenekülésének” mechanizmusai az immunológiai felügyelet alól Az áttétek képződésének körülményei
Immunológiai módszerek a tumorok diagnosztikájában A tumorok immunterápiája
A tumorok és az immunrendszer kapcsolatai Malignus transzformáció
+
+
+
+
Változás az antigén struktúrában
-
+
+
+
Immunválasz
-
+ Hatékony
+ Nem hatékony
Nincs felismerés (nem hatékony)
Tumor specifikus és tumorasszociált antigének I. Tumor specifikus antigének (állat modellek)
„Privát” antigének. Kémiai karcinogének hatására, csak az adott tumoros sejtre jellemző antigének DNS, RNS vírusok által indukált antigének, „közös” antigénstruktúra a vírusokkal fertőzött különböző sejtekben, a vírusban nem expresszálódó géntermékek, nem „vírusantigének” Emberi tumorok és vírusok kapcsolatai:
- Burkitt lymphoma (Epstein-Barr vírus) - Nasopharyngealis cc. (Epstein-Barr vírus) - Máj cc. (Hepatitis B)
- Méhnyak cc. (human papilloma vírus) (2008 Nobel díj) - Felnőttkori T sejtes leukemia (HTLV-I)
Tumor specifikus és tumorasszociált antigének II. Tumorasszociált antigének: normál sejtekben is képződő, de tumorokban nagyobb mennyiségben termelődő termékek. Onkofetalis antigének: a-fetoprotein (hepatoma), carcinoembrionalis antigén (CEA) (gastrointestinalis tu.) Differenciálódási antigének: - CD5: human B sejt leukémia (CLL) - CALLA (CD10) „common acute leukemia antigén”: ALL - vörösvérsejt vércsoport antigének: emberi gyomor cc. - onkogén termékek: - növekedési faktorok: PDGF, EGF - növekedési faktor receptorok: PDGF-R, EGF-R, HER2/neu - citoplazma onkogének: Ras, MAPK - nukleáris onkogének: fos, jun, bcl-2, myc
Tumorra hajlamosító tényezők: 1. Autoantitestek • •
Anti-P53 (sejt ciklust szabályzó fehérje ellen): rossz prognózis Anti-MUC1 (adhéziós fehérje ellen): jó prognózis
2. Gén károsodás • „ Brest cancer type ½ susceptibility proteins ( BRCA1/2)
Tumor sejteket ölő sejtek és mechanizmusok Természetes ölősejtek (NK): védelem a „spontán” tumorképződés és áttét kialakulással szemben (CD56+ limfociták). • Citolitikus T limfociták (CD8+ Tc)
- Szükséges a tumor antigénnel történő szenzitizálódás (MHCI.) - Védelem vírus indukált és transzplantált tumorokkal szemben (állatkísérletekben) • CD4+ T sejtek: limfokin szekreció (MHCII.) (IL-2, limfotoxin) • Limfokin aktivált killer (LAK) sejtek: (Heterogen sejttípus, dominál az NK-szerű típus.) Hatásukhoz nagy mennyiségű IL-2 szükséges. • Makrofágok (TNFa, b=limfotoxin) aktiváció szükséges a tu, sejtöléshez • Interferont termelő ölő dendritikus sejtek (IKDC) Ezekhez képest kisebb jelentőségű: ADCC, komplement mediált lizis. Ugyanakkor a tumor ellenes monoklonális ellenanyagokkal történő terápiában szerepük már jelentős.
A tumor „megmenekülésének” mechanizmusai az immunológiai felügyelet alól „átcsúszás” antigénvedlés: - immunológiai felismerés nincs vagy csökkent - „blokkoló ellenanyagok” lefedik az antigéneket, jelenlétük elősegíti, fokozhatja a tumor megmaradást Ag-ellenanyag komplexek elnyomhatják a sejtes immunválaszt Változás a sejtfelszíni struktúrában, mutációk Változás az apoptosis folyamatokban Szuppresszor faktorok jelenléte: - TGFβ termelés: CTL inaktiválás
- PGE2 termelés: makrofág gátlás - MHCI antigén moduláció: MHCI=rezisztencia a CTL, érzékenység az NK iránt MHCI=érzékenység a CTL, rezisztencia az NK iránt Károsodott immunrendszer: fokozott tu. és lymphoma képződés
A tumorsejtek „megmenekülésének” mechanizmusa Tumor sejt
- Csökkent MHC antigén expresszió
Saját-antigén Immunszuppresszív citokinek termelése: IL-6, IL-10, M-CSF, VEGF
- Kostimuláló ingerek hiánya - „halál” receptor ligand expresszió
Regulátor T sejt (CD4+CD25+)
CTLA-4 expresszió (szuppresszor hatás)
Rezisztencia az apoptosissal és a perforin/granzym hatással szemben
Dendritikus sejt
Helper T sejt (CD4+)
Citotoxikus T sejt (CD8+)
(M-CSF= macrophage colony stimulatory factor ,VEGF= vascular endothelial growth factor)
Metastasis képződés Metastasis: a primer tumorból származó sejtek csoportja, melyek különböző szövetekbe vándorolva másodlagos tumor fészkeket hoznak létre A metastasis képződést elősegítő sejtfelszíni molekulák: tenascin (kötőszöveti termék) mamma cc. CD44: glikoprotein, adhéziós molekula CEA: intercelluláris adhéziós fehérje „homing” receptorok: non-Hodgkin lymphoma Heparan szulfát Heparanáz és proteinázok, melyek dezintegrálják az extracelluláris mátrixot Angiogenetikus faktorok képzése
Immunológiai módszerek a tumorok diagnosztikájában „Tumor antigén” szintmérések (tumor kiterjedés, monitorozás) - CEA: bél, máj, tüdő cc. - alfa-fetoprotein: máj cc. - CA 19-9: gyomor, pancreas, colorectalis cc. - CA 15-3: mamma cc. - CA-125+HE4: ovarium cc. - PSA: prostata cc. Malignus transzformáció igazolás DNS szinten (gén, kromoszóma átrendeződés) Monoklonális ellenanyagok tumor antigének ellen: 1. Diagnosztika: izotoppal jelzett ellenanyagok (gamma kamera): tumor nagyság és elhelyezkedés meghatározás 2. Terápia: izotoppal, toxinnal, citosztatikummal jelzett ellenanyagok alkalmazása
A sikeres anti-tumor immunterápia több oldalú elméleti megközelítése Antigén specifikus vakcinák A dendritikus sejtek antigén prezentáló képességének fokozása (MHC)
Fokozott antigén prezentáció a dendritikus sejtek által Tumor antigén+dendritikus sejt vakcina
B7 kostimulátor molekulák inkorporációja a DC sejtekbe
A dendritikus sejtek mobilizálása (CD40L, TLR agonisták)
CTLA-4 blokád PD-1 blokád Stat3 gátlás
A tumor ellenes immuntolerancia áttörése
Regulatív T sejtek gátlása (CD4+ CD25+ T sejtek)
Proinflammatorikus szignálok a nervovaskuláris edothelium számára
Tumor specifikus T sejtek toborzása a metastazisok területére
Immunterápia + az antiapoptorikus utak gátlása a tumorban
A tumorral szembeni tolerancia „áttörésének” lehetőségei Tumor sejtek és származékaik, antigénjeik Tumor antigének, lizátumok adjuvansokkal, citokinekkel együtt
Tumor antigén specifikus vakcinák
tumor sejt lizátum, exosomák, stb.
Génkezelt tumor sejtek kostimuláció Attenuált vírus genomjába épített tumor antigén DNS
Vírus vakcina
DNS
tumor antigént kódoló DNS
mRNS tumor antigént kódoló mRNS fehérje
tumor antigén fehérje
peptid
tumor antigén peptid
„Érett” dedritikus sejt vakcina tumor antigénnel kapcsoltan
Érési szignál
Tumorok immunterápiája I.
Adjuvánsok az immunlógiai védekezés erősítésére: BCG, Corynebacterium parvum szuszpenziók
(tüdő, hólyag cc.) – szerény eredmények
Tumorok immunterápiája II. Kolonia stimuláló faktorok: G-CSF, GM-CSF: a citosztatikumok utáni neutropenia csökkentése, mieloid regeneráció gyorsítása
Interferonok: - interferon alpha (rekombinans): leukemia, lymphoma - interferon gamma (rekombinans): IFNa rezisztens esetekben Citokinek: IL-2, IL-7, IL-12, IL-15, IL-21 Várható irányok a jövőben: - tumor specifikus monoklonális ellenanyagok - anti HER2/neu (Transuzumab, Herceptin) mellrák - anti CTL A4 (kísérleti fázis) különböző cc típusok - B-sejtes limfoma: anti-CD 20 (Rituximab) anti-CD 20 jód 131 (Bexxar) - Káros mellékhatás: autoimmun betegségek indukciója
Tumorok immunterápiája III.
A citotoxikus T sejteken alapuló tumor immunterápia (1) (célzott CTL terápia) 1.) CTL sejtekhez tumor antigén juttatás vakcináció formájában 2.) Adoptív immunterápia ex vivo generált CTL sejtekkel szolid tumorok és melanoma esetében: a.) IL-2 kezelés hatására tumort infiltráló sejtek generálása
b.) a kinyert és „dúsított” TIL sejtek infúzióban történő
visszaadása
3.) A CTL sejtek genetikai átalakítása adoptív immunterápiára - Géntranszfer antigén prezentáló sejtekbe (MHC) - Géntranszfer CTL sejtbe: kimera antigén receptor (KAR): tumor antigén elleni ellenanyag antigén felismerő peptidje van beépítve a CTL membránba
4.) Nem-myeloablatív limfodepléció (a CD4+CD25+ szuppresszor T sejtek számának csökkentése)
Tumorok immunterápiája IV. A citotoxikus T sejteken alapuló tumor immunterápia (2)
1. A tisztított tumor antigén in vitro együtt tenyésztése a beteg dendritikus sejtjeivel és az antigén prezentáló sejtek visszaadása a betegnek. - tumor antigén: pl. melanoma gp 100 és tirozináz - Dentritikus sejt tenyésztés: vagy perifériás őssejtből vagy monocitából dentritikus sejt differenciálódást kiváltó citokinek jelenlétében Eddigi legjobb, emberi, gyakorlati tapasztalatok ezzel a módszerrel vannak melanomában (legígéretesebb irány)
Az tumor immunterápia egyéb formái 1. Ellenanyag terápia: a.) tumor antigén ellenes, toxinnal jelölt, „humanizált” ellenanyagok alkalmazása.
b.) a tumor sejtet és a citotoxikus T sejtet összekapcsoló „multifunkcionális” ellenanyagok alkalmazása. 2. Angiogenezis gátlás: - xenogén endotelsejtekkel történő vakcináció: a keletkezett ellenanyag elpusztítja a tumor erek endoteliumát. - Angiosztatin és endosztatin
A tumor immunterápia debreceni alkalmazása 1.) Tumor antigén specifikus vakcinálás: Antigének: - jól definiált antigén peptidek (CEA) - tumor sejt lizátumok (colorectalis carcinoma) In vitro autológ dendritikus sejt preparátum készítés: perifériás monociták tenyésztése útján CD34+ perifériás őssejtek tenyésztése útján 2.) Tumor antigén specifikus vakcinálás: Tumor sejt vakcina: autológ dendritikus sejt + tumor antigén Vakcinálás: az antigénnel kezelt dendritikus sejtek visszaadása: i.v.; nyirokcsomóba, s.c A vakcinálás hatékonyságának lemérése: (* jelenlegi vizsgálatok) - limfocita citotoxicitás mérés - interleukin-2 termelés mérés * - tumor antigén indukált sejt proliferáció mérés * - tumor lizátummal indukált interferon gamma termelés * - tumor antigén specifikus CD4+ Th1sejtek meghatározása * - tumor antigén specifikus CD8+ sejtek meghatározása * - CD4+CD25+ szuppresszor T sejtek arányának követése - NK és NK-T sejtek arányának követése
A tumor kezelés fő stratégiája 1. Kemoterápia, kemoterápia + vakcináció
2. Radioterápia, radioterápia + vakcináció 3. Sejtterápia: IL-2 aktivált NKT sejtek IL-2 aktivált NK sejtek 4. Biológiai (monoklonális ellenanyag) terápia: pl. anti-Her2/neu ( Herceptin)
5. Tumor antigén specifikus immunterápia
