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. Tumor-asszociált antigének: normál sejtekben is képződő, de tumorokban nagyobb mennyiségben termelődő termékek. 1. Onkofetalis antigének: a-fetoprotein (hepatoma), carcinoembrionalis antigén (CEA) (gastrointestinalis tu.) 2. Differenciálódási antigének: - CD5: human B sejt leukémia (CLL) - CALLA (CD10) common acute leukemia antigén : ALL - vörösvérsejt vércsoport antigének: emberi gyomor cc. 3. 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 Breast cancer type ½ susceptibility proteins ( BRCA1/2)
Tumor sejteket ölő sejtek és mechanizmusok ( immunological surveillance ) 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, főleg NK-sejttípus. Hatásukhoz nagy mennyiségű IL-2 szükséges. Makrofágok (TNFa, b=limfotoxin) aktiváció: tumor sejt ölés Interferont termelő ölő dendritikus sejtek (IKDC) Kisebb jelentőségű a komplement mediált vagy az antitest dependens sejtmediált citotoxicitás (ADCC) okozta tumorsejt lízis. Ugyanakkor a nagy mennyiségű immunglobulint tartalmazó 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 ( tumor enhancement ) Ag-ellenanyag komplexek elnyomhatják a sejtes immunválaszt Változás a sejtfelszíni struktúrában, mutációk Változás az apoptosis folyamatokban Szuppresszor faktorok jelenléte: MHCI antigén moduláció: - TGFβ termelés: CTL inaktiválás - PGE2 termelés: makrofág gátlás MHCI=rezisztencia a CTL, érzékenység az NK iránt MHCI=érzékenység a CTL, rezisztencia az NK iránt Károsodott immunrendszer esetén (immundeficiencia, immunszuppresszív terápia): fokozott tumor és lymphoma képződés
A tumorsejtek megmenekülésének mechanizmusa Tumor sejt Regulátor T sejt (CD4+CD25+) - Csökkent MHC antigén expresszió - Kostimuláló ingerek hiánya - halál receptor ligand expresszió Rezisztencia az apoptosissal és a perforin/granzym hatással szemben Saját-antigén Immunszuppresszív citokinek termelése: IL-6, IL-10, M-CSF, VEGF CTLA-4 PD-L1 Tsejtek gátló koreceptorai (szuppresszor hatás) Dendritikus sejt Helper T sejt (CD4+) Citotoxikus T sejt (CD8+) (M-CSF= macrophage colony stimulatory factor,vegf= vascular endothelial growth factor CTLA-4 = cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4, PD-L1= programmed death ligand-1)
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 plazma/szérum szint mérések nem megfelelőek a korai tumor szűrésre. Használatuk a kezelés monitorozásában vagy a meglévő tumorok differenciálásában nyújthat segítséget. - CEA: bél, máj, tüdő cc. (?) - alfa-fetoprotein: máj cc. (?) - CA 19-9: gyomor, pancreas, colorectalis cc. (?) - CA 15-3: mamma cc. Csak terápia követésre alkalmas - CA-125+HE4: ovarium cc. (?) - PSA: prostata cc. referencia: <3,0 ng/ml, >4,0 : tumor gyanú Malignus transzformáció igazolás DNS szinten (gén, kromoszóma átrendeződés) Monoklonális ellenanyagok tumor antigének ellen in vivo: izotoppal jelzett ellenanyagok vizsgálata gamma kamerával: tumor nagyság és elhelyezkedés meghatározás
A tumorral szembeni tolerancia áttörésének lehetőségei tumor specifikus antigénekkel Tumor antigének, lizátumok adjuvansokkal, citokinekkel együtt Tumor sejtek és származékaik, antigénjeik tumor sejt lizátum, exosomák, stb. Génkezelt tumor sejtek Tumor antigén specifikus vakcinák DNS tumor antigént kódoló DNS mrns tumor antigént kódoló mrns fehérje tumor antigén fehérje kostimuláció peptid tumor antigén peptid Attenuált vírus genomjába épített tumor antigén DNS Vírus vakcina Érett dedritikus sejt vakcina tumor antigénnel kapcsoltan Érési szignál
mirns-ek tumorokban 1. mirns-ek lehetnek tumor gének 2. mirns-ek alkalmasak tumor alcsoportok kialakítására 3. mirns-ek lehetnek tumor serkentők 4. mirns-ek lehetnek tumor ellenes gyógyszerek és tumorellenes gyógyszerek célpontjai 5. P53 tumor szupresszor gén az egyik fő szabályozója a mirns-eknek mir-34a gátolja a csont metasztázisokat mir-126 és mir-126* gátolja az emlőrák metasztázisait mir-29b gátolja a metasztázis képződést EGFR (endothelial growth factor receptor) hatására a mirns-ek érése a tumor sejtek túlélését segítő irányba differenciálódik P53 hatására a mirns-ek érése a tumor szupresszió irányába differenciálódik
Tumorok immunterápiája I. 1. Adjuvánsok az immunlógiai védekezés erősítésére: BCG, Corynebacterium parvum szuszpenziók (tüdő, hólyag cc.) szerény eredmények 2. Angiogenezis gátlás: xenogén endotelsejtekkel történő vakcináció: a keletkezett ellenanyag elpusztítja a tumor erek endoteliumát. Angiosztatin és endosztatin
Kolonia stimuláló faktorok: G-CSF, GM-CSF: a citosztatikumok utáni neutropenia csökkentése, mieloid regeneráció gyorsítása Interferonok: Tumorok immunterápiája II. - interferon alpha (rekombinans): leukemia, lymphoma (osztódás gátlás) - interferon gamma (rekombinans): IFNa rezisztens esetekben Citokinek: IL-2, IL-7, IL-12, IL-15, IL-21
Tumorok immunterápiája III. Citotoxikus T sejteken alapuló tumor immunterápia(1) 1.) Adoptív immunterápia ex vivo generált CTL sejtekkel szolid (tüdő) tumorok és melanoma esetében, magas proliferációs rátájú daganatokban: a.) IL-2 kezelés hatására tumort infiltráló sejtek generálása b.) a kinyert és dúsított TIL sejtek infúzióban történő visszaadása 2.) A CTL sejtek genetikai átalakítása adoptív immunterápiára (kísérleti stádium) - Géntranszfer antigén prezentáló sejtekbe (MHC) - Géntranszfer CTL sejtbe: kimera antigén receptor (KAR): tumor antigén elleni ellenanyag antigén felismerő peptidje van beépítve a CTL membránba 3.) Nem-myeloablatív limfodepléció (a CD4+CD25+ szuppresszor T sejtek számának csökkentése)
Tumorok immunterápiája IV. CD8+ citotoxikus T sejtek aktiválása tumor vakcinával Tumor antigén specifikus immunterápia (2) A tisztított tumor antigén in vitro együtt tenyésztése a beteg dendritikus sejtjeivel és az antigén prezentáló sejtek visszaadása a betegnek = CD8 aktiválás érdekében - tumor antigén: pl. melanoma gp 100 és tirozináz - Dentritikus sejt tenyésztés: vagy perifériás őssejtből vagy monocitából dentritikus sejt differenciálódást kiváltó citokinek jelenlétében Tumor antigén+dendritikus sejt (tumor vakcina) visszaadása a betegnek a CD8+ T sejtek aktiválása érdekében. Eddigi legjobb, emberi, gyakorlati tapasztalatok ezzel a módszerrel vannak melanomában (legígéretesebb irány).
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
Monoklonális ellenanyag terápia tumorokban Célpont Daganat típus EGFR (Endothelial Growth Factor Receptor) nyak,fej HER-2 (Human Epidermal Growth Factor Receptor 2) emlő, gyomor VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) bél,tüdő,vese,glioblastoma CTLA-4 (Cytotoxic T Lymphocyte Antigen 4) melanoma PD-L1 (programmed death ligand-1) melanoma CD20 folliculáris B sejt CD52 krónikus lymphoid leukémia CD30 Hodgkin lymphoma CD33 akut myeloid leukémia
A tumor kezelés jelenlegi fő stratégiája: az alábbi módszerek személyre szabott kombinációja 1. Tumor sejt célzott terápia a. Sugárterápia b. Monoklonális ellenanyag terápia 2. Kemoterápia 3. a.tumor antigén specifikus immunterápia b. TIL sejtek reinfúziója