Ústav klinické imunologie a alergologie  LFMU
III. ročník
E .Hlaváčková

}Imunitní systém má protektivní vliv proti karcinogenezi (Ehrlich 1900)
}
}Cancer immunosurveillance (Burnet a Thomas 50 léta )
}Adaptivní imunitní systém zodpovídá za kontrolu karcinogeneze u imunitně kompetentních jedinců
}
}Cancer imunoediting (2001 Shanakaran, Dunn, Schreiber)
§Imunitní systém chrání svého nositele proti tumorogenezi, ale zároveň ovlivňuje imunogenicitu
nádoru
§
}

}
}Duální funkce imunitního systému
}
}
}host-protecting  x  tumor–promoting
}
}
}Eliminace      Eqilibrium    Escape
}
}

}
}
}¨
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}Review Cancer Immunoediting: Integrating Immunity’s Roles in Cancer Suppression and Promotion
Robert D. Schreiber1,*,  Lloyd J. Old2,  Mark J. Smyth3,4
}Science  25 Mar 2011: Vol. 331, Issue 6024, pp. 1565-1570 DOI: 10.1126/science.1203486
}
Výsledek obrázku pro cancer immunoediting science

}
}Kooperace nespecifických a specifických složek imunitního systému vede k rozpoznání tumorogeneze a
její eliminaci před vlastní klinickou manifestací
}
}
§Nedetekovatelné stadium (in vivo)
§Dominují mechanismy nespecifické a specifické složky imunity
§
}
}danger signals“ – typ I INF     DC      specifická im. odpověď
}DAMPs – zdroj tumor ( HMGB1) nebo poškozená tkáň při invazivním růstu tumoru (hyaluronové
fragmenty)
}stress ligands MICA/B – povrch tumoru     stimulace buněk nespec. im. systému proinflamatorní a
imunomodulační cytokiny    mikroprostředí tumoru    tumor specifickou odpověď adaptivní imunity
}
}proces je ukončen
}kompletní eliminací nádorových buněk
}nebo
}přechází do stavu rovnováhy
a)
}
§
§
§„

}
}Dominují mechanismy specifické imunity vedoucí  k prevenci progrese tumorogeneze, ale zároveň se
vyvíjí  imunogenicita nádoru
}
}
§dynamická rovnováha
§obtížně diagnostikovatelné stadium (vyjímka MGUS)
}
}
}
}kompletní eliminace buněk nádoru
}nebo
}dlouhodobý stav rovnováhy
}nebo
}únik kontrole imunitního systému a rozvoj nádorového onemocnění
}

}
}Rozvoj imunosupresivního mikroprostředí tumoru a selekce nízce imunogenních rychle proliferujících
buněk tumoru, které se stávají „neviditelnými“ pro imunitní systém
}
§
§Stadium progresivně rostoucího viditelného tumoru
§Diagnosticky průkazné stadiu
§
}
}
}únik buněk tumoru mechanismům editace imunitního systému
}
}
§

§
}Ztráta exprese nádorových antigenů – snížení antigenní variability nádorů, mutantní formy ztrácejí
nádorový antigen
}Selekce nízce antigenních variant buněk tumoru
}     ignorace imunitním systémem
}      ovlivnění exprese MHC I proteinů, zpracování a vazba antigenu na MHC I
}Inhibice funkce dendritických buněk
}NO – apoptosa DC, IL1, TGF beta - inhibice zrání DC, VEGF - inhibice prekursorů DC ve dřeni
}
}Tlumení funkce T-lymfocytů (TGF-b, IL-10)
}     T reg – inhibice funkce tumorspecifických T lymfocytů (TGFbeta, Il-10, PD, PDL1, CTLA-4)
}     MDSC – (Myeloid Derived Suppressor Cells)
}Indukce apoptózy  - exprese FasL, aktivace STAT3 dráhy, exprese BCL-2
}“Enhancement” efekt protinádorových protilátek- stimulace růstových receptorů nádoru
}Absence kostimulačních molekul -   utlumení Tc a Th
§

}Intratumorosní imunitní odpověď predikuje  prognosu pacienta
§Tumor infiltratující lymfocyty (TIL) pos efekt  - Th1 CD4+ INF gamma, CD8+ T INFgamma TNF alpha
}
}
}Imunodeficience je asociovaná se zvýšeným výskytem nádorů
§HSV6 Kap. sarcom, EBV asociované lymfomy, HPV cervikální carcinom
§Deficit imunitního dozoru
§Zvýšený výskyt malignit u prim. imunodeficitů
}
}
}
}
}

}
}Obranná funkce specifické a nespecifické imunity
§
§
§NK buňky
§Tc lymfocyty
§
§
§Aktivované makrofágy
§Dendritické buňky (DC)
§
§
}

}
}
}
}TSA tumor specifické antigeny
§  nevyskytují na nemaligních buňkách
§
§
}
}
}TAA tumor asociované antigeny
§nejsou výlučně specifické pro nádorové buňky

}
}Nelze prokázat na nemaligních buňkách
}Neo-antigeny
§
§
§Komplex MHC gpI s abnormálními fragmenty buněčných proteinů
§MHC gpI s fragmenty oncovirů - HPV, EBV
§Produkty abnormální glykosylace proteinů - glykosylace, syalizace
§Idiotypy myelomu a lymfomů - klonotypické BCR a TCR - NHL, HL, MM)
§Produkty mutovaných genů - chromosomální translokace
}    (filadelfský chromosom translokace 9 a 22 AML a ALL ), fusní geny, fusní  proteiny (chimerický
bcr-abl )
§Mutace genů tumor supresor genes - geny kontroly buněčného cyklu
}       P53
}
§
}
§

§
§   nejsou výlučně specifické pro nádorové buňky
§exprese je fyziologická v určitém ontogenetickém období
§za určitých okolností je lze  nalézt i na normálních buňkách
§u malignit - ektopická exprese  x  zvýšená exprese
§pomocné  diagnostické markery
§
o
oonkofetální antigeny antigeny specifické pro tkáň nebo orgán z nichž vycházejí
} AFP –  hepatomy
} CEA - carcioembryonlní proteiny buňky
oantigeny specifické pro tkáň nebo orgán z nichž vycházejí
} MAGE-1melanomový antigen
} PSA prostatický Ag
o
oproteiny řídce přítomné ve vlastní tkání a hojně přítomné neoplastické tkáni
◦                                                receptor HER2/neu
o
o
odiferenciační antigeny malignit lymfatického systému
◦   CALLAcommon acute lymphoblastoid leukemia antige CD 10 – pre B buňky
◦    fyziologicky přítomny na normálních buňkách vývojových řad leukocytů
◦
o

§
§Onkomarkery“
oAlfa-feto protein (Ca jater)
oCEA (Ca colon)
oPSA (Ca prostaty)
§ Paraprotein
§Diferenciační antigeny na buňkách malignit lymfatického systému (CD znaky)
§Průkaz klonality
§Exprese check point molekul ve vzorku maligní tkáně
§NGS
§
§
}

Vývoj B-lymfocytů



}
}
}Indukce protinádorové imunity
}
}nebo
}
}Využití imunitních mechanismů k cílenému nasměrování léčiva k místu nádoru

}
§Monoklonální protilátky (anti-CD20, anti-HER2).
§
§Check  point inhibitor blockers ( anti PD, anti PDL1, anti CTLA4)
§
§Adoptivní buněčné terapie (TIL, DC vac,CAR)
§
§Imunomodulační preparáty
§
§Auto a alo HSCT ( mechanismus GVLR )
§
§Imunostimulační a imunomodulační cytokiny (IFN-a, IL-2)
§
§Indukce zánětu se stimulací Th1 buněk (BCG vakcína)
}

}IL 2
§Růstový faktor T lymfocytů
§Na dávce závislý imunomodulační a antitumorosní efekt
§Rekombinantní preparát, multiorgánová toxicita, nahrazen check point inhibitory.
§Maligní melanom, renální carcinom ( vysokodávkovaný Il2)
§
}BCG bacillus Calmette-Guerin
§ Astenuované mycobacterium bovis
§ Léčba karcinomu močového měchýře intravesikální aplikací
§ Elevace INFg, indukce exprese MHC II na buňkách tumoru
§ Infiltrace močového měchýře makrtofágy a CD4+T buňkami
§
}
}

}INFa
}Stimulace Th1 prostřednictvím STAt1 a STAT 3 drah k sekreci IL 12
}
}
}Vysokodávkovaný INF Interferon alfa-2b
}Lymfatické malignity
}Adjuvantní léčba high risk melanomu před zavedením ipilimumabu
}
}
}Monohočetné AE ( hepatotoxicita, myelotoxicita, thyreotoxicita…)
}

}
} spouštěče kostimulučaních a inhibičních drah T lymfocytární odpovědi vedoucí k modulaci délky
amplitudy imunitní odpovědi a tím k udržení intergrity organismu (self tolerance)
}
}T buněčné inhibiční a stimulační receptory a jejich ligandy
}
}Anti PD(CD279), Anti PD –L1(CD274), anti PD-L2( CD273), anti CTLA4( CD152)
}
}CAVE: časté vedlejší reakce ( irAE)

https://www.hindawi.com/journals/scientifica/2013/857519.fig.001.jpg



}CTLA 4
}cytotoxic T lymphocyte associated antigen
§ inhibiční molekula T lymfocytů ( CD4+, CD8+)
§ interakce s CD80/86 na APC
§ kompetice s CD28 T buněk (CD28 stimulace vs CTLA4 inhibicie)
§ inhibice T lymfocytární proliferace a aktivace
}
}
}Ipilimumab anti CTLA 4
§rekombinantní humánní monoklonální protilátka
§stimulace imunitní odpovědi
§první FDA schválený check point od r. 2011 (metastatický melanom)
§ nepřímý antitumorosní efekt posílení T mediované odpovědi
}

http://cancergrace.org/lung/files/2012/06/Slide08.jpg



}PD1 program cell death receptor
§transmembránový protein T, B, NK, DC monocytů
§experse je zvýšena na lymfocytech v mikrosprotředí nádoru
§inhibice apoptosy maligních buněk přeměna T efektorových na Treg, vyčerpání T efektorových buněk
§interakce s PD-L1 a PD-L2
}
}
}anti PD 1 (nivolumab)
}plně humanizovaná IgG4  anti PD 1 protilátka
§blokace PD1-PDL cesty
§povolen FDA
§kombinace s ipilimumabem nebo monoterapie

§
§Přímý protitumorosní efekt prostřednistvím inhibice nebo aktivace receptoru mAb
§
§
§Imunologicky mediované usmrcení buněk tumoru ACCD, fagocytosa, aktivace komplementu,
crossprezentace DC, CTLA4 blokace
§
§
§Ablace buněk stromatu a buněk cévního zásobení mikroprostředí tumoru

https://images.nature.com/full/nature-assets/nrc/journal/v12/n4/images/nrc3236-f1.jpg
Antibody therapy of cancer
Andrew M. Scott, Jedd D. Wolchok & Lloyd J. Old
Nature Reviews Cancer 12, 278-287 (April 2012)

}
}Růstové faktory a receptory růstových faktorů
§CEA  epidermal growth factor receptor (EGFR, ErbB1)
§ErbB2 (HER2) epidermal growth factor receptor (EGFR) family her´trastuzumab( Herceptin )- ca mammy
§
}Antigeny zodpovídající za angiogenesi mikroprostředí tumoru
§VEGF vascular endothelial growth factor  bevacizumab (Avastim)
§VEGFR  VGF receptor
}
}Antigeny extracelulární matrix a stromatu tumoru
§FAP  fibroblast activation protein
§tenascin  - glykoprotein extracelulární matrix

}Trastuzumab (Herceptin) :
}anti ERBB2,  ( HER 2 receptor)
}metastasující mamární karcinom.
}
}
}Cetuximab (Erbitux):
}anti-EGFR,  anti epidermal grow factor receptor
}kolorektální ca
}
}
}Bevacizumab (Avastin):
}anti VEGF
}inhibitor angiogenese
}kolorektální ca
}

}
}Rituximab ( Mabhtera)
§antiCD20 IgG1chimerická mAb,
CD20pos NHL a CLL, folikulární NHL
§ADCC, přímá indukce apoptosy and CD
}
}CD 20 povrchový marker vývojových řad B lymfocytů absentuje na plasmatických buňkách
}
}
}Alemtuzumab (Campath)
§IgG1 humanisovaná anti CD 52
§CLL, NHL
§Přímá indukce apoptosy a CDC
}
}CD 52 povrchový antigen maturovaných lymfocytů
§
}
}

}Brentuximab vedotin (Adcetris)
§chimerická IgG1 anti CD30
§chimerická monokolonální protilátka namířená proti CD 30 spojená valin citrulínovým můstkem s
monomethyl aristatinem C inhibující polymerizaci mikrotubulů
}
§ relabované a refrakterní  Hodgkin’s lymphoma a systemový anaplastický lymphom
§mAb z navázaným tocxinem( auristatin toxin)
}
}CD 30 exprimován na Hodgkinových and Reed-Sternberg buňkách HL
}

§Fosorylace proteinů je kontrolována kinásami a fosfatasami
§
§Proteinová fosforylace je postranslační reversibilní modifikací proteinů
§
§Více jak 25 kinásových inhibitorů je povoleno pro onkologickou léčbu
§
§Stávající léčba cílí na malignity s definovanou onkogenetickou aktivací kinás
§
§Výhledově imunoonkologická léčba - kinasy TCR signalizace (LCK)
}
§

§
}BTK cytoplasmatická kinasa
§Transdukce signálu BCR receptoru
§Regulace proliferace, diferenciace, aktivace , přežití
§
§
§Zvýšená aktivita u určitých B malignit
§
§
§Ibrutinib
§CLL, mantel cell lymphoma …

§Nádorová vakcinace
}   DC …
§
§CAR
}   Chimerické antigenní receptory T buněk
§
§TIL
}   Tumor infiltrující lymfocyty

}
}Preventivní
§ vakcinace zdravých pacientů
§vznik specifických protilátek a paměťových buněk
§proti papilomavirům, hepatitidě B
}
}
}Terapeutické
§vakcinace onkologicky nemocných pacientů
§indukce cílené protinádorové imunitní odpovědi
}   antigen spec CTL a antigen spec. CD4+ Th
}

}Terapeutické
}
}Ex vivo generované autologní vakcíny z dendritických buněk
}
}
}Proteinové/peptidové vakcíny (cíl TAA – gp100, PSA…)
}
}
}Genetické vakcíny
§DNA vakcíny ( bakteriální plasmidy – tumor antigen)
§RNA vakcíny ( mRNA autologní tumorosní tkáně)
§Na virech založené vakcíny ( virové vektory)
}
}

http://www.frontiersin.org/Journal/10.3389/fonc.2011.00022/full



}chimerické antigenní receptory T buněk
§
§1-3 generace
§ metody genetického inženýrství
§obchází HLA gp prezentaci
§
§antigen vážící doména scVF ( single chain variable fragment), hinge oblast, transmembránová doména
,intracelulární signalizační domény aktivovné po navázaní antigenu)
§
§kombinace  antigenní specifity  s cytotoxicitou T lymfocytů
§geneticky modifikované T buňky mířící na TAA antigen
§ CD 19 CAR T
}
}

}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}
}Fig 1. Schema of examples of CAR design. CAR, chimeric antigen receptor
}Translational Research 16 Chen and Yang September 201

http://www.nature.com/nri/journal/v12/n4/fig_tab/nri3191_F1.html
http://www.intechopen.com/books/melanoma-from-early-detection-to-treatment/adoptive-cell-t
herapy-of-melanoma-the-challenges-of-targeting-the-beating-heart

}
}
}
}Monoklonální gamapatie

}



schema3-01.png
Effector cells
antigen
Memory cells
Elimination of autoreactive clones
Blood and periperal lymphatic organs
expansion
death
death

}



myeloma1
Elektroforéza
Identifikace monoklonálního Ig
Imunoelektroforéza
(antisérum IgG kappa)
myeloma2 myeloma3
Možnosti vyšetření

}Biochemická definice:
}přítomnost monoklonálního imunoglobulinu
} (M-Ig protein  M) v séru a v moči
}
}Klinická definice:
}Onemocnění či stav patofyziologicky související
}s klonální proliferací lymfoidní řady
}s plazmocytoidní diferenciací a častou přítomností M-Ig

§
§MGUS
§
§Mnohočetný myelom
§
§Waldenstromova makrogloblinemie
§
§AL amyloidosa

}
}
}přítomnost monoklonálního imunoglobulinu v séru nebo v moči pacientů bez známek MM, WM nebo AL
}
}nejsou přítomny známky:
§maligní proliferace
§
§poškození organismu monoklonálním gamaglobulinem
}

}
§median diagnosy 70let
§
§5%  starších 70 let,
§10-15% pacientů straších 80let má detekovatený M protein
§
§benigní onemocnění s rizkem malignizace
§
§19% s MCUG zprogreduje do MM v průběhu 2-19 let
§

§
§monoklonální expanze Ig secernujícího klonu plasmatických buněk
§
§příčinou je somatická mutace plasmatických buněk
}( post isotyp class switch - IgG a IgA, pre switch  -IgM)
§
§převažuje IgG  a IgA , IgM 15-20%
§
§riziko progrese do lymfoproliferativního onemocnění

}druhá nejčastější hematologická malignita
§
§10% hematologických malignit
§
§onemocnění starší generace
§
§ medián diagnosy v Evropě 72 let
§
§5 leté  přežití je cca 35 % a klesá s věkem
§
§ medián přežití je 3 roky

§dysregulace onkogenů
§produkce kompletního Ig nebo jen lehkého řetězce
§
§převládající typ nádorových buněk jsou vyzrálé plasmocyty
§vyjimečně od počátku charakter plasmoblastické leukemie
§
§heterogenní plasmocytární populace i u jednotlivých pacientů
§vysoká četnost chromosomálních změn
§

§teploty, hubnutí, noční pocení
§infekce
§kostní bolesti, osteolytické lése skeletu
§anemie
§hyperkoagulační stavy,
§hemoragická dithesa
§hyperkalcemie, elevace kreatininu, hyperviskozita
§
}Sekundární imunodeficience:
§ B a T buněčná dysfunkce
§omezená produkce funkčních imunoglobulinů
§závažnější průběh bakteriálních infekcí
§opouzdřené mikroorganismy Pneumococy
§

}
Myelomové změny na kostech


Myelom-pánev



§
§lymfoplazmocytoidní lymfom dle WHO klasifikace
§
§přítomnost monoklonálního imunoglobulinu typu Ig-M
§
§2% hematologických malignit
§
§MGUS IgM je pokládán za prekusor WM