Protinádorová imunita - 2 doc. RNDr. Milan Číž, Ph.D. ÚEB PřF MU Oddělení fyziologie a imunologie živočichů (OFIŽ) milan.ciz@sci.muni.cz Bi6727 Imunopatologie Credit: Steve Gschmeissner (Frontiers in Oncology, 2021) Typy nádorů • karcinom – epiteliální tkáně (žlázy s vnitřní sekrecí, prsa, kůže, urogenitální trakt, trávicí soustava, dýchací systém) - ~ 90 % • lymfom, myelom – onemocnění lymfatických uzlin a sleziny, nadměrná produkce lymfocytů - ~ 5 % • leukémie – onemocnění kostní dřeně, nadměrná produkce leukocytů - ~ 3 % • sarkom – nádory pevných tkání (svaly, kosti, chrupavka), embryonální mezodermální původ - ~ 2 % Protinádorová imunita Lymfomy • nádorová onemocnění lymfatického systému (mízních uzlin a lymfatické tkáně v okolí sleziny, jater, střev a velkých krevních cév) • příznaky: • dlouhotrvající zvětšení mízních uzlin na krku, v podpaždí, tříslech • horečka nad 38 °C • nechutenství a následný úbytek hmotnosti • silné noční pocení • únava a malátnost • svědění kůže • suchý kašel a dýchavičnost • Hlavní typy: • Hodgkinův lymfom (90 %) • non-hodgkinské lymfomy (10 %) Protinádorová imunita Hodgkinův lymfom • maligní lymfogranulom • neznámá etiologie (genetická predispozice, porucha imunity, EBV, HIV) • diagnostikován mezi 20. a 30. rokem života, incidence znovu stoupá po 50. roce života • vzniká v lymfatických uzlinách, šíří se do sousedních uzlin a do systémové cirkulace • dobrá prognóza, asi 70–80 % pacientů se vyléčí • systémová léčba ve formě kombinované chemoterapie : ABVD (adriamycin, bleomycin, vinblastin, dekarbazin), BEACOPP (bleomycin, etoposid, adriamycin, cyclofosfamid, vinkristin, prokarbazin, prednison) • buňky Reedové-Sternberga (vzniklé mutací z B-lymfocytů) • velké dvojjaderné b. s eozinofilní cytoplazmou • CD30+, CD15+ Protinádorová imunita (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/) Hodgkinův lymfom • typ I (lymfocytární) • převaha lymfocytů, málo R-S buněk • nejlepší prognóza • 5 % • typ II (nodulárně-sklerotický) • nodulární ložiska, buňky (retikulární, lymfocyty, histiocyty) v kolagenních vláknech • 70 % • typ III (smíšený) • 20–25 % • typ IV (klasický) • chudý na lymfocyty, zmnožené R-S buňky • nejhorší prognóza • 1 % Protinádorová imunita Hodgkinův lymfom • stádium I • postižení jedné lymfatické oblasti, nebo jednoho extralymfatického orgánu • stádium II • postižení dvou nebo více oblastí na jedné straně bránice • stádium III • postižení lymfatických uzlin na obou stranách bránice, i s extralymfatickým orgánem, nebo slezinou • stádium IV • diseminované postižení extralymfatických orgánů nezávisle na postižení uzlin Protinádorová imunita (https://www.health-panel.com/) Non-hodgkinské lymfomy • 4 % nádorových onemocnění v ČR • 30 % primárně extranodální • incidence roste s věkem • časté postižení CNS • etiologie ve většině případů neznámá • germinální mutace • Infekce (EBV, HIV, Helicobacter pylori, Borrelia burgdorferi) • chemické látky (organická rozpouštědla, barvy na vlasy, chemoterapeutika) • Imunosuprese (transplantace orgánů) • autoimunitní onemocnění (SLE, Sjögrenův syndrom) Protinádorová imunita Non-hodgkinské lymfomy Difúzní velkobuněčný B lymfom (DLBCL) • nejčastější NHL (30 – 50 %) • 20 – 30 % primárně extranodální (trávicí soustava, kůže, CNS) • histologické varianty: imunoblastový, plasmablastový, anablastický) Protinádorová imunita PLÁŠŤOVÁ ZÓNA GERMINÁLNÍ CENTRUM (světlá zóna) mutace proliferace selekce B lymfocyt germinálního centra (tmavá zóna) MARGINÁLNÍ ZÓNA naivní B lymfocyt post-GCB paměťový B lymfocyt plazmatická buňka B lymfocyt naivní B lymfocyt (Frontiers in Genetics, 2019) Non-hodgkinské lymfomy Folikulární lymfom (FL) • druhý nejčastější NHL (25 – 30 %) • CD20++, CD10+, CD5-, CD23• chromosomální translokace t(14;18) • zvýšená exprese bcl-2 Protinádorová imunita chromosom 14 chromosom 18 Bcl-2 Bcl-2 (https://intergenetics.eu/) Non-hodgkinské lymfomy Lymfom z buněk plášťové zóny (MCL, Mantle Cell Lymphoma) • 5 – 7 % NHL • nízká malignita • chromosomální translokace t(11;14) • zvýšená exprese bcl-1 a cyklinu D1 • CD20+, CD5+, CD23• časté extranodální postižení (trávicí soustava, kostní dřeň, plíce) Protinádorová imunita Non-hodgkinské lymfomy Periferní T lymfom (PTCL) • asi 10 % NHL • nízká malignita Protinádorová imunita Non-hodgkinské lymfomy Lymfomy MALT • asi 8 % NHL • 75 % v žaludku (úloha Helicobacter pylori) • Waldeyerův mízní okruh, plíce střevo Protinádorová imunita Non-hodgkinské lymfomy Velmi agresivní lymfomy • Burkittův lymfom • Lymfoblastový lymfom Protinádorová imunita Mnohočetný myelom • ~ maligní non-hodgkinský lymfom • způsoben proliferací plazmatických buněk a jejich akumulací v kostní dřeni v důsledku genetických mutací • 3-4 jedinci / 100 000 obyvatel / rok Protinádorová imunita Zdravá kostní dřeň Mnohočetný myelom plazmatické buňky a normální Ab nekontrolovaná proliferace buněk myelomu, abnormální Ab neoplastická tranasformace Leukémie • zhoubná nádorová onemocnění krvetvorby (kmenové buňky začnou produkovat velké množství jednoho typu krvinek) • zmnožení nezralých bílých krvinek, které neplní svou normální funkci • vyskytují se v kostní dřeni, v krvi a někdy také v dalších orgánech • u většiny typů leukemií není známa příčina vzniku • rizikové faktory: kouření, radioaktivní záření, kontakt s některými chemickými látkami Protinádorová imunita abnormální leukocyty normální krev leukemie leukocyty erytrocyty (https://www.gleneagles.com.sg/) Leukémie Klasifikace podle progrese: • Akutní leukemie • buňky kostní dřeně nedozrávají správně (nezralé imunoblasty) • nezralé imunoblasty dále proliferují a rychle se množí • nezralé leukemické buňky nejsou schopny vykonávat jejich normální funkce • rychlé zhoršování nemoci • vyžaduje včasnou agresivní léčbu • Chronic leukemia • různé typy • zvýšené / snížené počty leukocytů • částečná (neúplná) maturace leukemických buněk • leukemické buňky nejsou schopny vykonávat jejich normální protiinfekční funkce • leukemické buňky proliferují a akumulují se pomaleji, po určitou dobu mohou normálně fungovat Protinádorová imunita Leukémie Klasifikace podle typu postižených leukocytů: • Lymfocytární leukemie • Myeloidní leukemie (myelocytární, non-lymfocytární) Protinádorová imunita Leukémie • Hlavní typy leukemií: • Akutní lymfoblastická leukemie (ALL) • nejběžnější typ leukemie u malých dětí • Akutní myelogenní leukemie (AML). • vyskytuje se u dospělých i u dětí • nejběžnější typ akutní leukemie u dospělých • Chronická lymfocytární leukemie (CLL) • nejběžnější typ chronické leukemie u dospělých • Chronická myelogenní leukemie (CML) • vyskytuje se hlavně u dospělých • může být dlouhé bezsymptomatické období • Ostatní, vzácnější typy leukemií • vlasatobuněčná leukemie • myelodysplastický syndrom • ostatní myeloproliferativní onemocnění Protinádorová imunita Cytokiny • IFN-a se využívá v terapii neuroendokrinních nádorů • růstové faktory se využívají pro podporu tvorby bílých a červených krvinek • prevence a léčba nežádoucích účinků onkologické léčby Protinádorová imunoterapie Monoklonální protilátky • početná skupina léků schopná vázat se na signální a regulační bílkoviny na povrchu nádorových buněk, čímž blokují signály pro růst a dělení, obnovují signály pro zánik nádorové buňky a aktivují imunitní reakci Protinádorová imunoterapie (Antibodies, 2020) ADCC cytotoxická granula NK blokáda receptorů blokáda ligandů apoptóza lýze fagocytóza makrofág komplement Monoklonální protilátky • Neznačené monoklonální protilátky • protilátky se váží na nádorové buňky a indukují protilátkami zprostředkovanou cytotoxicitu • malá účinnost • Monoklonální protilátky s navázaným toxinem nebo enzymem • protilátky s toxinem jsou internalizovány a toxin usmrcuje nádorovou buňku • enzym lokálně metabolizuje pro-cytotoxickou látku na cytotoxickou • Monoklonální protilátky s navázaným radioizotopem • radioaktivita usmrcuje nádorové buňky • využívá se i pro zobrazování nádoru Protinádorová imunoterapie Inhibitory kontrolních bodů • monoklonální protilátky, které různými mechanizmy obnovují protinádorovou imunitu • reaktivace schopnosti imunitního systému rozpoznat a zlikvidovat nádorové buňky • terapie maligního melanomu, nemalobuněčného karcinomu plic, některých typů karcinomu ledviny či močového měchýře Protinádorová imunoterapie T-lymfocyt PD-1 anti-PD-1 anti-PD-1-L PD-1-Lantigen TCR PD-1-L PD-1 T-lymfocyt nádorová b. usmrcená nádorová b. (Clinical Research and Trials, 2022) AUTOIMUNITA nízká exprese RAKOVINA vysoká exprese růst nádoru zánět Profylaktické (preventivní) vakcíny • některé typy rakoviny, jako je rakovina děložního čípku a rakovina jater, jsou způsobeny viry (onkoviry) • vakcíny proti papilomavirům (virus HPV způsobuje vznik velkého procenta nádoru děložního čípku) • očkování proti hepatitidě významně snižuje riziko vzniku hepatocelulárního karcinomu Protinádorová imunoterapie Nádorové (terapeutické) vakcíny • terapeutické vakcíny se zaměřují na zabíjení existujících nádorů • BCG vakcína, která se při nádorovém postižení aplikuje přímo do močového měchýře • vakcína T-VEC se aplikuje přímo do nádorového ložiska u maligního melanomu Protinádorová imunoterapie (Frontiers in Immunology, 2022) buněčné vakcíny virové vakcíny peptidové vakcíny vakcíny na bázi nukleových kyselin dendritické buňky nádorové buňky mRNA vakcíny DNA vakcíny viry jako vektory Využití TIL (tumor infiltrating lymphocytes) • lymfocyty izolované z nádoru pacienta • in vitro stimulace • cílem je aktivace utlumených cytotoxických buněk proti nádorovým antigenům Protinádorová imunoterapie fragmentace nádoru izolace TIL aktivace expanse geneticky upravené nádorově specifické T-lymfocyty (https://www.illustratedcuriosity.com/health/) transfuze příjemci CAR-T lymfocyty • T buňky jsou modifikovány tak, aby rozpoznaly rakovinné buňky a zničily je Protinádorová imunoterapie 1. Odběr a izolace T-lymfocytů z krve pacienta 2. Příprava CAR-T lymfocytů (inzerce genu pro CAR) 3. Chemoterapie 4. Infuze CAR-T lymfocytů pacientovi (https://lymphoma-action.org.uk/) Chimerní antigenní receptory (CAR) • receptorové proteiny, které byly navrženy tak, aby T buňkám poskytly novou schopnost zaměřit se na specifický antigen • kombinují funkce vázající antigen a funkce aktivující T buňky Protinádorová imunoterapie TCR protilátka CAR transmembránová doména intracelulární doména (IJMS, 2020) Chimerní antigenní receptory (CAR) • 1. generace: intracelulární doména z CD3ξ řetězce (primární vysílač signálů z TCR) • 2. generace: součástí intracelulární signální domény komponenty z různých kostimulačních receptorů (např. CD28, 41BB, ICOS) • 3. generace: kombinace různých signalizačních domén (např. CD3-ξ – CD28 – 41BB nebo CD3-ξ – CD28 – OX40) Protinádorová imunoterapie (IJMS, 2020) cytotoxicita proliferace, produkce cytokinů přežívání Chimerní antigenní receptory (CAR) • T lymfocyty s více cílovými CAR usnadňují eliminaci heterogenních nádorů prostřednictvím rozpoznávání více antigenů • překonávají některé problémy imunoterapie CAR T lymfocytů s jediným cílením, jako je únik antigenu • duální CAR: T buňky exprimují více CAR specifických pro různé antigeny • tandemový CAR: dva jednořetězcové scFv fragmenty specifické pro různé antigeny jsou zahrnuty v ektodoméně, oddělené linkerem Gly-Ser • BiTE CAR: CAR T buňky schopné vylučovat BiTE zacílený na odlišný antigen k CAR v místě nádoru Protinádorová imunoterapie tandemový CAR BiTE CARduální CAR (IJMS, 2020) transmembránová doména intracelulární doména Děkuji za pozornost