Magyarországon nem kiugróan magas a daganatos betegségek előfordulási aránya, azonban a halálozás sajnos igen (2012)

Átírás

1

2

3 Magyarországon nem kiugróan magas a daganatos betegségek előfordulási aránya, azonban a halálozás sajnos igen (2012) Forrás: F. Ades et al.: Discrepancies in cancer incidence and mortality and its relationship to health expenditure in the 27 European Union member states Részletek:

4 Tumor (neoplázia): növekedési kontroll (immunosurveillance) alól elszabadult sejtek csoportja A sejtek malignus transzformációját okozhatja Kémiai karcinogén anyag Besugárzás mutáció, transzformáció Vírus etc. A tumorok elnevezése: Tumorok keletkezése, fajtái Benignus (jóindulatú): korlátozott növekedés Malignus (rosszindulatú): korlátlan növekedés (rák) Metastasis: áttét Karcinoma: embrionális ektoderma, vagy endoderma eredetű Szarkóma: mezodermális kötőszövet (szövet, csont) Leukémia: hematopoietikus sejt eredetű Limfóma: csontvelői hematopoetikus sejtekből

5 A daganat klonális evolúciója (Az eltérő árnyalatú, illetve alakú szimbólumok genetikailag/epigenetikailag eltérő sejteket jelölnek.) Molekuláris sejtbiológia Szeberényi József, Dialóg Campus Kiadó - Nordex Kft. (2014) 5

6 A tumorok és az immunrendszer kapcsolata

7 A tumorsejtek felismerése az immunrendszer által Macfarlane Burnet (1950): immune surveillance: az immunrendszer egyik élettani feladata, hogy felismerje és elpusztítsa a transzformálódott sejteket, mielőtt (illetve miután) azok tumort formálnak; az immunrendszer képes a tumorok számos típusát felismerni és hatékony választ indítani azok ellen.

8 21.1. ábra A daganatok és az immunrendszer kapcsolata egészséges állapot rejtett daganat felismert daganat, terápia megkezdése

9 A tumor-immunitás általános jellemzői A tumorsejt olyan antigéneket fejez ki, amelyeket az immunrendszer idegennek ismer fel a tumort mononukleáris sejtek T limfociták, természetes ölő sejtek (NK), makrofágok veszik körül (hisztopatológiai vizsgálatok) a tumorhoz tartozó nyirokcsomóban aktivált limfociták és makrofágok találhatók melanoma és emlő tumorok esetében az infiltráló limfociták jelenléte jobb prognózist jelent A kialakuló immunválasz azonban nem mindig eléggé hatékony; nem gátolja a tumor kialakulását és növekedését; Az immunrendszert (orvosi felügyelet alatt!) stimulálni lehet annak érdekében, hogy hatékonyan pusztítsa el a tumor sejteket.

10 Daganatsejtek felismerése és elpusztítása az immunrendszer által

11 Tumorantigének

12 Tumorantigének kialakulása és megjelenése TSA - tumor specifikus antigének vírus TAA tumor-asszociált antigének

13 A tumorok immun-anatómiája A tumorokat a burjánzó sejtek, stromasejtek és a tumort infiltráló immunsejtek hálózata jellemzi. Ezek betegenként, tumor-típusonként változnak. A tumor szerkezete - az immunológiai hálózat elemeit is tartalmazza: -Tumor mag (core) -Invazív határ (margin) -Harmadlagos limfoid szerkezet (TLS) - A tumor környezetében: DC, NK sejtek, CTL, B-sejtek, makrofágok TLS Tertiery Lymphoid Structures harmadlagos limfoid szerkezet a tumor környezetében alakul ki: Nature Reviews Cancer 12, (2012)

14 Tumorképződés az immunológiai evolúció lépései, a 3E: Elimination, Equilibrium, Escape Published by AAAS Robert D. Schreiber et al. Science 2011;331:

15 Tumorképződés 15

16 Tumorigenezis a krónikus gyulladás a tumorképződés első lépcsője Krónikus gyulladási folyamatok és kapcsolt neopláziák Krónikus gyulladást kiváltó fertőzések és kapcsolt neopláziák 16

17 A tumorok sosem gyógyuló sebek Tumorigenezis gyulladási mechanizmusok krónikussá fajulása Sebgyógyulás (akut gyulladás) Tumorképződés (krónikus gyulladás) Tumorok és nem gyógyuló sebek közös elemei: Közös sejtek: makrofágok, hízósejtek, eozinofilek, fibroblasztok, vérlemezkék, endotél Közös citokinek: CXCL1,2,3,5,8, VEGF, bfgf, TGFb, PDGF Közös mátrixbontó mechanizmusok: MMP- 2, MMP-9, upa 17

18 A makrofágok különböző tumort pusztító anyagok felszabadításával vesznek részt a daganat ellenes immunválaszban: lizoszomális enzimek reaktív gyökök (peroxidok) nitrogén-oxid Makrofágok (M1) a tumor ellen tumor nekrózis faktor (TNF) - direkt módon pusztít tumorsejtet (apoptózis) - indirekt módon a tumor érrendszerét károsítva

19 A gyulladás elősegíti a daganat fennmaradását; a tumor-asszociált makrofágok (TAM M2) szerepe

20 Makrofágok (TAM M2) szerepe tumorok angiogenezisében tumor Makrofágok által termelt angiogén faktorok: VEGF, kemokinek, endothelin, IL-17, IL-23, TGFβ endotélsejtek proliferációja metalloproteázok termelése vaszkuláris alapmembrán károsodása, endotélsejtek migrációja a tumorba új ér formálódása a tumorban Lamagna et al. Journal of Leukocyte Biology 2006

21 Elimináció 21

22 Tumorsejtek felismerése és elpusztítása Természetes ölősejtek (NK-sejtek) Citotoxikus T-limfociták (CD8+ CTL) Makrofágok Ellenanyagok

23 Elimináció a tumor eliminációja a veleszületett IR által γ/δt sejt, NK-sejt, NKT-sejt aktiváció citotoxicitás: Perforin/granzyme szekrécióval > PM permeabilizálás/apoptózis TNFa szekrécióval > apoptózis TRAIL-TRAILR1/2 kontaktussal > apoptózis (TRAIL= TNF-Related Apoptosis-Inducing Ligand) IFNα,β szekrécióval -> apoptózis IFNγ szekrécióval -> apoptózis, citotoxikus / Th1 válasz erősítése M1 TAM (Th1-polarizált Tumor Asszociált Makrofág) által: Reaktív oxigéngyökök (ROI) -> szövetkárosító hatás TNFa szekrécióval > apoptózis 23

24 A természetes ölősejtek (NK) kétféle mechanizmussal pusztíthatják el a target-sejtet Az NK sejtek azonnali reakció révén - olyan tumorsejteket pusztítanak, amelyekben az MHC-I expresszió csökkent ÉS: Az NK-sejtek képesek ellenanyag függő sejt által kiváltott citotoxicikus reakcióra (ADCC) is Tumorsejt specifikus Ag (és MHC I) expressziója csökkent Tumorsejt specifikus Ag expressziója nő CTL NK CTL NK KAR ADCC

25 Elimináció a tumor eliminációja az adaptív IR által T-sejt mediált lízis (főleg CD8+, részben CD4+ T sejtek is) 1) Perforin és granzim szekrécióval 2) FasL-Fas kontaktussal T sejt Tumorsejt T sejt Elpusztított tumorsejt Antitest-mediált lízis* 1) Komplement-aktivációval 2) NK-sejt vagy makrofág aktivációval FCgRIII-on keresztül (ADCC: Antibody-Dependent Cellular Cytotoxicity) * szolid tumorokban jelentősége kérdéses ADCC 25

26 Különböző T-sejt alpopulációk infiltrációja és a tumor-prognózis kapcsolata 124 cikk alapján készült analízis, 20 különféle tumor-típus adatai Nature Reviews Cancer 12, (2012)

27 Menekülés (Escape) 27

28 Escape antigénprezentáció gátlása; a dendritikus sejtek (DC) működésének zavarása DC endocitózis gátlása DC immigráció / emigráció gátlása DC MHCI/II expresszió gátlása DC kostimulációs molekulák (CD80/86) expressziójának gátlása DC IDO (Indoleamin 2,3-dioxigenáz) és argináz expresszió indukálása Tumorantigének gyenge felvétele Érett DC-k száma a tumorban és a tumort drainelő nyirokcsomókban Antigén prezentáció Tolerancia a prezentált tumor antigénekre Trp, Arg (T sejt kulcsmetabolitok) elvonása, CD8+ T anergia és apoptózis Treg differenciáció bystander DC-k tolerizálása 28

29 Escape T sejtes válaszok gátlása Lokális hatások T sejt aktiváció/kostimuláció gátlása a tumor környezetében IDO, IL-10, TGF-b, VEGF T sejt anergizálás abnormális gyulladási sejtek toborzásával idc (éretlen/tolerogén DC): Ag prezentáció kostimuláció nélkül Treg (CD25+ Foxp3+) sejtek: IL-10, TGF-b, IL-35, Treg-Tcit kontaktus (?) M2 makrofágok és MDSC-k (CD11b+ és GR1+ mieloid sejtek) T sejt élettartam rövidítése a tumor által Szisztémás hatások T sejt jelátvitel megzavarása NOS (NO szintetáz), argináz termelés FasL (?), TRAIL, PDL1 expressziója CD3 z lánc csökkent expressziója NFkB aktiváció gátolt STAT protein / citokin jelátvitel zavart 29

30 Escape elrejtőzés, elzárkózás, kifárasztás MHC I expresszió csökkentése Tumorsejtek elrejtőzése Tcit elől Antigén elrejtése (antigen masking) Tumor sejtfelszíni antigének elfedése vagy endocitózissal való elrejtésének kiváltása antitestek által Antigén vedlés (antigen shedding) Tumorantigének levedlése a sejtfelszínről (a domináns tumor-antigének szolubilis formái termelődnek csak) Fizikai gátak kiépítése (immun privilégium) Nehezen áthatolható ECM burok Tumor teher (tumor burden) Nagy tumor tömeg -> IR, szervezet kifárasztása 30

31 Escape a cancer stem cell (tumor őssejtek) védettsége Sztochasztikus tumorképződés (klasszikus modell) Őssejt (CSC)-vezérelt tumorképződés (új modell) A tumor őssejtek, - nem immunogének - igen ellenállóak immunmediált lízissel szemben A tumorok heterogének, de ~ A tumorok heterogének, és minden klón képes önálló csak egy kis frakciójuk (tumor szaporodásra és új tumorok őssejtek, sárga, CSC) képes létrehozására efficiens szaporodásra és új tumorok létrehozására 31

32 Escape immunoediting Tumor Immunoediting: Elhúzódó, sikertelen tumorellenes immunválaszok következményeként rezisztens tumorsejtek szelektálódnak ki (a tumor immunológiai szerkesztése ) 32

33 Az immunrendszer kijátszása tumorok által Alacsony immunogenitás nincs peptid:mhc-i nincs adhéziós molekula nincs ko-stimulációs molekula Antigén változtatás a tumor kezdetben jellegzetes antigént fejez ki a membránon, de az ahhoz specifikusan kapcsolódó ellenanyagok bekebelezését követően az antigének eltűnnek Tumor által kiváltott immun-szupresszió a tumor olyan faktorokat - TGF-b - termel, amelyek a T-sejt közvetlen gátlásához vezetnek (Treg)

34 Ellenanyagok szerepe a tumor eliminálásában Komplement-dependens lízis Ellenanyag függő sejtközvetített citotoxicitás (ADCC) makrofágok NK sejtek A CTL tumorsejt közötti gátló kapcsolat megszüntetése ( a gátlás gátlása )

35 Tumorok immunterápiája 1. A szervezet immunrendszerének stimulálása hatékonyabb tumorellenes hatás elérése céljából Tumorvakcinák - tumorsejtek, vagy tumorantigének alkalmazása Az immunsejtek stimulálása citokinekkel, ko-stimulátorokkal Az immunrendszer nem-specifikus stimulálása gyulladást kiváltó/gátló anyagok helyi alkalmazása, limfociták poliklonális aktiválását előidéző anyagok szisztémás alkalmazása Az immunsejtek funkcióját gátló molekulák gátlása ( checkpoint blockade ) 2. Passzív immunterápia alkalmazása T-sejtekkel illetve ellenanyagokkal Adoptív T-sejt terápia Anti-tumor ellenanyagok alkalmazása

36 Természetes ölősejtek (NK) hatékonyságának fokozása Az NK sejtek tumor ellenes aktivitását különböző citokinek fokozzák: interferonok, interleukin-2 (IL-2) és IL-12 IL-2 aktivált NK sejtek (lymphokine activated killer LAK - sejtek) nyerhetők, ha egy tumoros egyén véréből, vagy a tumorból származó limfocitákat nagy dózisú IL-2-vel kezelnek. Egy NK sejt megtámad és elpusztít egy leukémia sejtet. (In vitro kísérlet).

37 A T-sejtek központi szerepe a daganat-terápiában CTL kostimuláció + IL-2 gátlás megszüntetése tumorsejt tumor-specifikus CTL felszaporodása fokozott tumor elimináció

38 Tumor-vakcinák elpusztított tumorsejt tisztított tumorantigén tumor antigént kódoló DNS vektor Tumorantigénnel kezelt dendritikus sejtek plazmid DNS vakcina pl: HPV vakcinák (rek.prot) dendritikus sejtek, amelyeket tumorantigént expresszáló vektorral transzfektáltak

39 Terápia dendritikus sejtek (DC) alkalmazásával

40 Dendritikus sejtek (DC) alkalmazása tumor-terápia során éretlen DC-k előállítása in vitro monociták izolálása vérből a DC-k feltöltése tumorantigénekkel lizátum készítése érett, tumor-antigént bemutató DC-k tumorsejtek izolálása a beteg vakcinálása tumoros beteg tumor-specifikus Tc-sejtek aktiválása, a tumor elpusztítása

41 Tumorellenes vakcina létrehozása a b

42 A tumorellenes immunválasz manipulálása T-sejt vakcinával T-sejt válasz kialakítása de novo Létrehozott tumor-antigén specifikus T-sejtek beoltásával Az immunválasz fokozása a már meglévő tumor-specifikus T-sejtek felszaporításával A tumor-specifikus T-sejtek diverzitásának fokozása

43 Nat.Rev.Imm Tumorellenes vakcina működése Tumor-antigénnel in vitro feltöltött DC-k beadása A nyirokcsomóban: tumorantigének bemutatása - kostimulátorok, és a DC-ből származó IL-12 és IFN g szerepe; - tumor-specifikus CD4 és CD8 pozitív T-sejtek keletkezése és felszaporodása A tumor helyszínén: a tumorsejtek elpusztítása CTL és IFNgamma és TNF alfa

44 Tumorellenes vakcina összetétele 4 fő komponens: tumorantigének, a készítmény, adjuvánsok, szállító-eszközök Röv.: CpG ODN, CpG oligodeoxynucleotide; GM-CSF, granulocyte macrophage colony-stimulating factor; MPL, monophosphoryl lipid A; poly-iclc, polyinosinic polycytidylic acid with polylysine and carboxymethylcellulose; STING, stimulator of interferon genes protein; TCR, T cell receptor; TLR, Toll-like receptor

45 Terápia monoklonális antitestek (mab) alkalmazásával

46 Tumorsejtek célzása specifikus ellenanyaggal konjugált pusztító ágenssel Ehrlich-féle varázslövedék tumorspecifikus ellenanyag toxin tumorsejt tumor-specifikus antigén

47 Monoklonális ellenanyagokon alapuló tumorterápiás lehetôségek

48 A human terápiás ellenanyagok evolúciója és klinikai alkalmazásuk Lonberg 2005 Nature Biotech

49 Monoklonális antitest-terápiák daganatok kezelésére

50 A B-sejt deplécióra alkalmazott CD20 ellenanyag (Rituximab) hatásának többrétű mechanizmusa Apoptózis indukálása CDC Komplement-dependens citotoxikus reakció tumorsejt Jelátvitel fokozása receptor-keresztkötés által ADCC Antitest-dependens citotoxikus reakció Komplement által fokozott ADCC

51 Legújabb terápia: a CTL és a tumorsejt közti gátló kapcsolat megszüntetése ellenanyaggal

52 A célzott terápiában jelenleg alkalmazott daganat-ellenes szerek két fő csoportja Monoklonális antitestek Specifikus gátlás Nagy fehérje-molekulák Parenterálisan adható ADCC, immunrendszer aktiválása Nincs gyógyszerinterakció Biosimilar-kérdés Kis molekulájú tirozinkináz-gátlók Ált. több receptor egyidejű gátlása Kis, promiszkuis molekulák Per os (szájon át) adagolható Nincs immunrendszer aktiváló hatásuk Számos gyógyszerinterakció lehetséges Genetikai háttér?

53 Köszönöm a figyelmet!