Lanuza Morte, Pilar Mª
Pardo Jimeno, Julián (dir.) ; Arias Cabrero, Maykel Alberto (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2020
Resumen: La inmunoterapia ha surgido como una alternativa a los tratamientos convencionales, de quimio y radioterapia, para aquellos tumores resistentes que acaban desarrollando metástasis. Aunque algunos de estos nuevos tratamientos ya han conseguido entrar dentro del esquema terapéutico de algunos tipos tumorales, todavía existen limitaciones relacionadas con las características del tumor que restringen su aplicación. Este es el caso de las terapias dirigidas frente a dianas específicas del tumor; o de los inhibidores de los checkpoints, cuya eficacia depende de la inmunogenicidad tumoral. En concreto, el CCR es un tipo de tumor sólido muy heterogéneo (con frecuentes mutaciones en las vías de señalización y diversos microentornos inmunológicos) y que en alrededor del 50% de los casos acaba desarrollando metástasis. En este contexto, se planteó el desarrollo de una ACT basada en células NK alogénicas activadas, las cuales ya habían mostrado ser eficaces frente a tumores hematológicos al menos en ensayos pre-clínicos.
Así, a partir de estudios previos del grupo, en este trabajo se ha conseguido optimizar un protocolo de activación y expansión de las células NK provenientes de sangre periférica de donantes sanos. La combinación del estímulo estándar, basado en la LCL-EBV+ R69, con las citoquinas IL-2 e IL-15, proporcionó las mejores tasas de expansión; sin alterar el patrón de receptores de activación e inhibición estudiados, ni tampoco su actividad citotóxica. No obstante, estas células NK activadas sí presentaron un fenotipo distinto al de las células NK recién aisladas. Se caracterizaron por una expresión alta de los marcadores CD56 y CD16 y un incremento de la expresión superficial de NKG2A, NKp44, CXCR3, TIM-3 y LAG-3. Sin embargo, los receptores PD-1 y CTLA-4 se mantuvieron en niveles bajos. Cabe destacar que el receptor CD16 desaparece cuando las células NK se activan únicamente en presencia de citoquinas, un efecto que se revierte en presencia de las células estimuladoras. La implicación de los distintos receptores en la actividad antitumoral de las células NK alogénicas activadas es relevante a la hora de valorar si esta terapia se puede ver afectada por los distintos mecanismos de evasión del tumor; o si puede administrarse en combinación con otros tratamientos que mejoren su efecto.
Por otro lado, su aplicación en el tratamiento de tumores sólidos es controvertida. La arquitectura 3D del propio tumor, así como el TME que ofrece una barrera física y un ambiente de inmunosupresión, condicionan su efectividad. Por ello, es necesario desarrollar modelos de estudio que mimeticen las condiciones fisiológicas del tumor. Con este objetivo se establecieron dos tipos de modelo in vitro, basados en el cultivo convencional (2D) y en esferoide (3D). Así, se comprobó que las condiciones de cultivo implicaban cambios en la expresión de ligandos para las células NK, que podían tener un efecto sobre su capacidad citotóxica.
Los resultados obtenidos en este trabajo demostraron la capacidad antitumoral de las células NK alogénicas activadas frente a las distintas líneas de CCR, representativas de los distintos subtipos moleculares descritos. No obstante, las diferencias en el perfil mutacional de las líneas celulares tuvieron distinta implicación en la actividad de las células NK en función del modelo de estudio. Sólo en el modelo 2D se observó un patrón claro, según el cual la sensibilidad se asociaba a mutaciones en PI3K y KRAS, y un estado MSI. Sin embargo, al centrar el estudio en la expresión de ligandos para los receptores de las células NK, sólo el modelo 3D permitió determinar que la actividad de estas células efectoras depende principalmente de la expresión de HLA-ABC y HLA-G. Además, en estudios posteriores centrados en el bloqueo de checkpoints no se observó que las células NK activadas estuvieran restringidas por los ejes regulados por TIM-3 y PD-1. Finalmente, ambos modelos mostraron que la actividad citotóxica de las células NK parece depender de la inducción de apoptosis en la célula tumoral; de modo que mutaciones que afectaran a esta vía podrían inducir resistencia.
A pesar de los resultados positivos que se observaron en los modelos anteriores, es necesario tener en cuenta que están condicionados por la ausencia de un TME que module la migración, infiltración y actividad de las células NK. De hecho, en los ensayos de co-cultivo con esferoides se determinó que las células NK activadas eran capaces de penetrar en la masa tumoral; pero sólo llegaban a eliminarla cuando alcanzaban un número suficiente que indujera una muerte celular más rápida que la tasa de replicación de las células diferenciadas. Así, la infiltración de las células NK en el TME será uno de los factores limitantes de esta ACT. Por otro lado, la presencia de otras poblaciones celulares puede alterar la sensibilidad de las células tumorales; por ejemplo, disminuyendo la expresión de ligandos para receptores de activación. También pueden actuar como un factor inmunoregulador, induciendo un estado de tolerancia o anergia en las células NK. En esta línea, se observó que las células NK provenientes de pacientes con CCR sobreexpresaban el receptor PD-1, y su bloqueo era capaz de mejorar la acción de estas células efectoras.
El desarrollo de un modelo de xenotrasplante en ratón permitió, en parte, valorar estos factores. Se observó que las células NK activadas eran capaces de controlar el crecimiento tumoral; incluso cuando este tumor se generaba a partir de una línea celular con baja sensibilidad. No obstante, es conveniente matizar que, al tratarse de ratones inmunodeprimidos (NSGTM), no se pudo evaluar el efecto que tendrían ciertas poblaciones celulares inmunorreguladoras del TME. Además, se hizo evidente la necesidad de ajustar el esquema de administración para optimizar los resultados del tratamiento.
En conclusión, este trabajo apoya el empleo de la ACT basada en células NK para el tratamiento de tumores sólidos, incluso en situaciones de resistencia a otros tratamientos de quimioterapia o inmunoterapia. No obstante, se abren nuevos campos de estudio que ayuden a mejorar los resultados del tratamiento: la identificación de tumores que evadan su ataque, el planteamiento de estrategias de combinación terapéutica, o el establecimiento de la pauta y dosis de administración, entre otros.
Resumen (otro idioma):
Así, a partir de estudios previos del grupo, en este trabajo se ha conseguido optimizar un protocolo de activación y expansión de las células NK provenientes de sangre periférica de donantes sanos. La combinación del estímulo estándar, basado en la LCL-EBV+ R69, con las citoquinas IL-2 e IL-15, proporcionó las mejores tasas de expansión; sin alterar el patrón de receptores de activación e inhibición estudiados, ni tampoco su actividad citotóxica. No obstante, estas células NK activadas sí presentaron un fenotipo distinto al de las células NK recién aisladas. Se caracterizaron por una expresión alta de los marcadores CD56 y CD16 y un incremento de la expresión superficial de NKG2A, NKp44, CXCR3, TIM-3 y LAG-3. Sin embargo, los receptores PD-1 y CTLA-4 se mantuvieron en niveles bajos. Cabe destacar que el receptor CD16 desaparece cuando las células NK se activan únicamente en presencia de citoquinas, un efecto que se revierte en presencia de las células estimuladoras. La implicación de los distintos receptores en la actividad antitumoral de las células NK alogénicas activadas es relevante a la hora de valorar si esta terapia se puede ver afectada por los distintos mecanismos de evasión del tumor; o si puede administrarse en combinación con otros tratamientos que mejoren su efecto.
Por otro lado, su aplicación en el tratamiento de tumores sólidos es controvertida. La arquitectura 3D del propio tumor, así como el TME que ofrece una barrera física y un ambiente de inmunosupresión, condicionan su efectividad. Por ello, es necesario desarrollar modelos de estudio que mimeticen las condiciones fisiológicas del tumor. Con este objetivo se establecieron dos tipos de modelo in vitro, basados en el cultivo convencional (2D) y en esferoide (3D). Así, se comprobó que las condiciones de cultivo implicaban cambios en la expresión de ligandos para las células NK, que podían tener un efecto sobre su capacidad citotóxica.
Los resultados obtenidos en este trabajo demostraron la capacidad antitumoral de las células NK alogénicas activadas frente a las distintas líneas de CCR, representativas de los distintos subtipos moleculares descritos. No obstante, las diferencias en el perfil mutacional de las líneas celulares tuvieron distinta implicación en la actividad de las células NK en función del modelo de estudio. Sólo en el modelo 2D se observó un patrón claro, según el cual la sensibilidad se asociaba a mutaciones en PI3K y KRAS, y un estado MSI. Sin embargo, al centrar el estudio en la expresión de ligandos para los receptores de las células NK, sólo el modelo 3D permitió determinar que la actividad de estas células efectoras depende principalmente de la expresión de HLA-ABC y HLA-G. Además, en estudios posteriores centrados en el bloqueo de checkpoints no se observó que las células NK activadas estuvieran restringidas por los ejes regulados por TIM-3 y PD-1. Finalmente, ambos modelos mostraron que la actividad citotóxica de las células NK parece depender de la inducción de apoptosis en la célula tumoral; de modo que mutaciones que afectaran a esta vía podrían inducir resistencia.
A pesar de los resultados positivos que se observaron en los modelos anteriores, es necesario tener en cuenta que están condicionados por la ausencia de un TME que module la migración, infiltración y actividad de las células NK. De hecho, en los ensayos de co-cultivo con esferoides se determinó que las células NK activadas eran capaces de penetrar en la masa tumoral; pero sólo llegaban a eliminarla cuando alcanzaban un número suficiente que indujera una muerte celular más rápida que la tasa de replicación de las células diferenciadas. Así, la infiltración de las células NK en el TME será uno de los factores limitantes de esta ACT. Por otro lado, la presencia de otras poblaciones celulares puede alterar la sensibilidad de las células tumorales; por ejemplo, disminuyendo la expresión de ligandos para receptores de activación. También pueden actuar como un factor inmunoregulador, induciendo un estado de tolerancia o anergia en las células NK. En esta línea, se observó que las células NK provenientes de pacientes con CCR sobreexpresaban el receptor PD-1, y su bloqueo era capaz de mejorar la acción de estas células efectoras.
El desarrollo de un modelo de xenotrasplante en ratón permitió, en parte, valorar estos factores. Se observó que las células NK activadas eran capaces de controlar el crecimiento tumoral; incluso cuando este tumor se generaba a partir de una línea celular con baja sensibilidad. No obstante, es conveniente matizar que, al tratarse de ratones inmunodeprimidos (NSGTM), no se pudo evaluar el efecto que tendrían ciertas poblaciones celulares inmunorreguladoras del TME. Además, se hizo evidente la necesidad de ajustar el esquema de administración para optimizar los resultados del tratamiento.
En conclusión, este trabajo apoya el empleo de la ACT basada en células NK para el tratamiento de tumores sólidos, incluso en situaciones de resistencia a otros tratamientos de quimioterapia o inmunoterapia. No obstante, se abren nuevos campos de estudio que ayuden a mejorar los resultados del tratamiento: la identificación de tumores que evadan su ataque, el planteamiento de estrategias de combinación terapéutica, o el establecimiento de la pauta y dosis de administración, entre otros.
Resumen (otro idioma):
Pal. clave: inmunologia ; oncologia ; biologia molecular ; bioquimica
Titulación: Programa de Doctorado en Bioquímica y Biología Molecular
Plan(es): Plan 485
Departamento: Bioquímica y Biología Molecular y Celular
Nota: Presentado: 24 01 2020
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, Bioquímica y Biología Molecular y Celular, 2020
Todos los derechos reservados
Enlace permanente:
Registro creado el 2020-06-05, última modificación el 2021-05-20
