Sveobuhvatan pogled na ciklus imuniteta od raka (CIC) kod raka grlića materice posredovanog HPV-om i izgledi za nove terapeutske mogućnosti, 2. dio

2.2. Hvatanje i obrada antigena (korak 2)

Ćelije koje predstavljaju antigen (APC) karakteriziraju da imaju receptore za prepoznavanje uzoraka (PRR) na vanjskoj površini njihove membrane, koja ima sposobnost prepoznavanja širokog spektra egzogenih (molekularnih obrazaca povezanih s patogenom – PAMP) i endogenih antigena (oštećenja -povezani molekularni obrasci—DAMPs) [68]. Vezivanje antigena sa PRR-ovima pokreće signalne puteve koji omogućavaju internalizaciju, obradu i naknadnu prezentaciju adaptivnim imunim ćelijama (CIC-korak 2) [68]. Promjene u ovim mehanizmima također su uočene tokom razvoja CC. Istraživanja su pokazala da je jedan od glavnih razloga perzistentnosti HPV infekcije sposobnost virusa da poremeti receptore i senzore urođenog imuniteta i tako izbjegne imunološki sistem domaćina.

U svetlu ovoga, otkriveno je da receptor sličan naplati (TLR) 9 igra ključnu ulogu u sistemu imunog odgovora protiv HPV infekcije i neoplazmi grlića materice [69]. In vitro i in vivo istraživanja su pokazala da je izmijenjena ekspresija TLR9 povezana s tumorskim mikrookruženjem kod karcinoma grlića materice povezanog s HPV-om [69–73]. Druge studije ekspresije gena su otkrile samo značajno smanjenje TLR1 i povećanje TLR3 iz epitelnih ćelija kod karcinoma grlića materice [74]. Osim toga, prisustvo TLR4 receptora je u pozitivnoj korelaciji sa stanjem hipoksije u mikrookruženju tumora i trebalo bi okarakterizirati ove promjene na način koji odgovara različitim stadijumima i podtipovima CC i tako biti u stanju jasnije razaznati njihove funkcije. u antitumorskom imunološkom odgovoru.

Kao rezultat interakcije između APC-a i tumorskog mikrookruženja, broj APC-a može biti smanjen i njihove funkcije promijenjene [76,77]. Pad broja oklopnih vozila nastaje i zbog smanjenja rezidentnih i migratornih transportera. Na početku, treba napomenuti da je infektivni ciklus HPV-a sam po sebi mehanizam izbjegavanja za imunološki sistem domaćina jer replikacija virusa i oslobađanje novih virusnih čestica ne uzrokuju lizu ćelija, jer je smrt keratinocita programirana. Dakle, postoji ili smanjenje ili potpuni nedostatak proinflamatornih citokina koji aktiviraju migraciju APC [78]. U stvari, pronađene su promjene u ekspresiji nekih citokina koji stimuliraju migraciju APC u tumor. Na primjer, u CC ćelijama, smanjena migracija APC u epitel grlića materice radi preuzimanja antigena uzrokovana je smanjenjem regulacije hemokinskog CC motiva liganda (CCL) 2, CCL20 i liganda hemokina (CXC motiv) (CXCL) 14 [79- 81]. Pored toga, in vitro i in vivo studije CC pronašle su dokaze o smanjenoj regulaciji CD11b i CD207 markera LC, što je uticalo na hvatanje antigena i smanjilo diferencijaciju i sazrevanje dendritskih ćelija (DC) [79–81]. Postoje dokazi koji pokazuju da je HPV ciljni CCL20 hemokin Langerhansovih ćelija (LC) koji privlači ćelije, koji ometa NF-κB put [79]. Ovaj put reguliše ekspresiju više gena uključenih u pro- i antiinflamatorne procese, kao što su hemokini, citokini i adhezioni molekuli [82]. Druge strategije imunološke evazije koje HPV primjenjuje da inhibira NF-κB put uključuju interakciju virusnih onkoproteina sa faktorom povezanim s P300/CBP (PCAF) i povećanjem UCHL1 [83–85].

Nadalje, studije su pokazale da onkoproteini HPV-a ometaju interakciju između keratinocita i LC kroz molekule adhezije. Niske količine LC proizlaze iz smanjene ekspresije kadherina i adhezionih proteina koji se nalaze u CC [77,86]. Međutim, nedavna studija koja je uključivala upotrebu in vivo modela pokazala je da iako je smanjenje E-kadherina promijenilo morfologiju LC, nije bilo bitno osigurati da oni ostanu u epitelu [87]. Dodatno, onkoprotein HPV E5 smanjuje regulaciju glavnog kompleksa histokompatibilnosti na površini ćelije (MHC) klase I ometajući prezentaciju antigena, a time i prepoznavanje HPV-inficiranih ćelija od strane citotoksičnih T limfocita [88,89]. Međutim, još su potrebne daljnje studije kako bi se istražile promjene koje su prijavljene u unutrašnjim mehanizmima obrade antigena u APC-ima, uključujući faktore kao što su interakcija s različitim HPV sojevima, histološke karakteristike, stimulansi mikrookruženja i klinički stadij, te da se odredi u čemu na koji način to može značajno uticati na antitumorski imuni odgovor.

Genetske varijacije, kao što su polimorfizmi, mogu uticati na različite aspekte imunog sistema, uključujući hvatanje i obradu antigena. Funkcionalne implikacije ovih genetskih varijacija zavise od oblika i položaja varijacija u genomu i mogu se kretati od zanemarljivih do značajnih promjena u funkciji gena. Bioinformatička analiza u oblasti TLR receptora je otkrila da polimorfizmi mogu potencijalno uticati na mesta vezivanja transkripcionih faktora i poremetiti aktivaciju TLR signalnih puteva.

Međutim, sposobnost zaključivanja funkcionalnosti ovih alata je ograničena i potrebna su dodatna istraživanja kako bi se u potpunosti razumjeli molekularni mehanizmi iza ovih promjena [90]. U međuvremenu, sprovedena je meta-analiza kako bi se istražio uticaj preovlađujućih varijacija gena TLR9 i TLR2 (TLR9 1486 T/C, TLR9 G2848A, TLR2– 196 do −174 del/ins) na incidencu CC. Analiza je otkrila da je polimorfizam TLR9–1486T/C (rs187084) povezan sa povećanim rizikom od CC, dok nije pronađena veza sa varijantom TLR2–196 do −174 del/ins [72,73]. Slično, druga studija je pokazala da varijante IL-12B rs3212227 i TLR9 rs352140 nisu na bilo koji način povećale vjerovatnoću CC. Suprotno tome, genetske varijacije XRCC3 RS861539, TNF-rs1800629 i IL{26}} rs1800795 bile su u korelaciji [91]. Druga analiza polimorfizma gena otkrila je da je GG genotip rs311678 SNP u cikličkom GMP-AMP (cGAMP) genu STING (stimulator gena za interferon) povezan sa značajno smanjenim rizikom od prekanceroznih lezija grlića materice. Štaviše, ista studija je takođe otkrila značajnu antagonističku interakciju između HPV infekcije i polimorfizma rs311678 na aditivnoj skali koristeći model interakcije sa tri lokusa, koji uključuje HPV infekciju, starosnu dob za menarhu i rs311678 SNP u cGAS-u [92]. Polimorfizmi takođe mogu uticati na gene odgovorne za proteazomske podjedinice unutar MHC-I, potencijalno utičući na prezentaciju antigena. Utvrđeno je da je polimorfizam rs2071543 povezan s povećanim rizikom od CC-a povezanih s HPV-om kada je prisutan kao T/T i T/G genotipovi proteazomske 8 podjedinice beta i A/A i A/G genotipa podjedinice 9 [93 ].

Nedavno provedena meta-analiza istraživala je odnos između nekodirajućih SNP-a i prekanceroznih lezija i CC. Studija je ispitala 48 polimorfizama i otkrila 16 SNP-ova (povezanih sa imunim proteinima, uključujući interleukine, interferon, TLR, TNF, CTLA i metaloproteinaze), koji su usko povezani sa povećanim rizikom od CC [94]. Na osnovu toga, može se pretpostaviti da su polimorfizmi široko uočeni u genima koji se odnose na sistem imunološkog odgovora na HPV povezanu CC i da mogu predstavljati evoluirajuću adaptaciju na dinamično okruženje. Međutim, rezultati istraživanja polimorfizma mogu varirati među različitim populacijama i etničkim grupama. Postoje i neka ograničenja za ove studije, uključujući: (a) disparitete u studijama uključenim u metaanalizu, (b) mali broj studija koje ispituju određene polimorfizme, i (c) mogućnost pristranosti objavljivanja. Ipak, provođenje eksperimentalne validacije funkcionalnih razlika između genetskih polimorfizama povezanih s HPV-indukovanom karcinogenezom može pomoći u razvoju ciljane imunoterapije za specifične populacije.

2.3. Priprema i aktivacija imunih ćelija (korak 3)

Nakon hvatanja i obrade antigena, prajming i aktivacija T-ćelija se odvija iz naivnih T-ćelija (korak 3) (Slika 1). Ovo zahtijeva da APC migriraju u limfne čvorove. Međutim, smanjeni migracioni kapacitet povezan sa niskom ekspresijom CCR7, potrebnog receptora za izlazak T-ćelija iz perifernih tkiva i ulazak u limfne čvorove, uočen je kod DC-ova koji infiltriraju tumor [95]. Među uključenim mehanizmima, bilo je dokaza da E6 i E7 proteini iz HPV-a smanjuju CCR7 tako što povećavaju IL-6 u ćelijskim linijama raka grlića materice [96,97]. S druge strane, in vitro modeli su pokazali da LC iz CC koji su stimulirani s-Poly-I:C eksprimiraju CCR7 i povećavaju migraciju na njihov ligand (CCL21), što naglašava važnost njihove ekspresije za migraciju LC u limfni čvorovi za primanje T-ćelija [98,99].

Jednom kada se APC infiltriraju u limfne čvorove, susreću naivne T-ćelije, gdje započinju njihovu pripremu i aktivaciju. U ovoj fazi, uočeno je tokom in vivo ispitivanja CC da postoje LC prvenstvene CD8 plus T-ćelije sa umjerenom proliferativnom aktivnošću, niskom proizvodnjom IFN-a i visokim nivoom IL-10 [100] i IL{6}}A [101]. U specifičnom slučaju IL-10 (antiinflamatorni citokin), treba napomenuti da u CC keratinociti, makrofagi i LC također imaju povećanu proizvodnju IL-10 [102], a uočena je jedna studija da Treg ćelije, in vitro, kroz efekte IL-10, smanjuju kapacitet aktivacije naivnih T-ćelija, što bi se moglo protumačiti kao mehanizam povratne sprege imunološkog odgovora [102,103]. Pokazano je da smanjenje nivoa ekspresije miR-155 može biti povezano sa HPV infekcijom i stvara povoljno mikrookruženje za karcinogenezu smanjenjem ekspresije IFN i povećanjem ekspresije IL-10 [104,105]. Osim toga, in vivo modeli koji koriste K14E7 miševe koji eksprimiraju E7 HPV-16 protein, pokazali su smanjenje u pražnjenju CD8 plus T-ćelija od strane LC-a [106], smanjeni broj Th1 stanica koje primaju DC, prevlast primanja T-ćelija sa Foxp3 plus fenotipom, i visokom ekspresijom CD73 i folatnog receptora 4, iz CD4 plus naivnih T-ćelija [107]. Međutim, neočekivano, druga studija koja je koristila in vivo model miševa koji eksprimiraju E7 HPV-16 protein, uprkos smanjenju broja i markera aktivacije LC; štaviše, smanjenje prajminga CD8 plus citotoksičnih T-ćelija bilo je nezavisno od LC-a [108].

Potonje zapažanje može biti povezano s činjenicom da postoji nekoliko podtipova APC-a i oni zauzvrat pokazuju promjenjive faze sazrijevanja. U prilog tome, in vitro studije su pružile dokaze da Langerin- DCs podtip primarnih CD8 plus T-ćelija imaju povišenu proliferativnu aktivnost, visoku proizvodnju IFN-a i nizak IL-10 [109]. Međutim, neophodne su daljnje studije u kojima su podtipovi APC direktno uključeni u pripremanje i aktiviranje svakog podtipa T-ćelija, ovisno o podtipu CC. Tako, na primjer, kada su podtipovi T-ćelija upoređivani u limfnim čvorovima koji dreniraju tumor iz adenokarcinoma grlića materice (ADC), bilo je veće prisustvo T-ćelija, sa prevlašću Tregs ćelija, CD8 plus T-ćelija sa većim 'izduvni' profil, viši nivoi CD8 plus centralnih memorijskih T-ćelija (TMC CD27 plus CD45RA-) i CD8 plus efektorskih memorijskih T-ćelija (TEM CD27-CD45RA-) nego što je to bio slučaj sa karcinomom skvamoznih ćelija grlića materice (SCC) [110]. Dakle, postoje razlike (sa stanovišta prajminga i aktiviranja T-ćelija) među histološkim podtipovima CC koje treba istražiti.

2.4. Migracija imunih ćelija u tumor (korak 4)

Nakon toga, pripremljene i aktivirane T-ćelije od strane APC-a moraju migrirati do tumora (korak 4). Kao što je uočeno u prethodnim koracima, pronađeno je nekoliko abnormalnosti. Stoga se prisustvo određenih hemokina pokazalo posebno važnim. Na primjer, CC ćelije su povećale proizvodnju IL-6, koji stimulira fibroblaste strome da proizvode CCL20 citokin putem signalnog puta CCAAT/pojačivača-vezujućeg proteina (C/EBP), što je zauzvrat povezano s povećanim tumorom. regrutovanje CD4/IL17/CCR6 plus Th17 protumogenih ćelija [41,101]. Štaviše, in vivo i in vitro modeli su pokazali da onkoprotein HPV E7 smanjuje ekspresiju CXCL14 hipermetilacijom promotora CXCL14. Na ovaj način, prisilna ekspresija ovog hemokina u CC ubrzava migraciju NK ćelija, CD4 plus T-ćelija i CD8 plus T-ćelija u lokalno okruženje [111,112]. Slično, pokazalo se da je niska ekspresija XCR1 u DC-ima važna jer smanjuje direktnu migraciju CD8 plus T-ćelija interakcijom hemokinskog liganda CXCL1, kao i njegovu vlastitu aktivaciju i aktivaciju NK ćelija [113,114]. Nadalje, in vitro, cijepanje liganada hemokinskih receptora CXCL9, CXCL10 i CXCL11 od strane proteina matriks metalopeptidaze 9 (MMP-9) dovelo je do smanjenja migracije T-ćelija; u skladu sa prethodnim nalazima, inhibicija MMP9 je pokazala povećanu ekspresiju CXCL10, IL-12p70 i IL18 [115].

Neke studije su pokazale da se promjene mogu razlikovati u skladu s histološkim podtipom CC. Dakle, migracija T-ćelija u ADC je niža nego u SCC; ova jedinstvena karakteristika je povezana sa niskom ekspresijom CXCL9, CXCL10 i CXCL11 u ADC-u u poređenju sa onom kod SCC-a i veruje se da se to može pripisati većoj prisutnosti konvencionalnih DC-ova tipa 1 (cDC1) u SCC-u, a ne u ADC, koji je povezan sa većom proizvodnjom citokina koji stimulišu migraciju citotoksičnih CD8 plus T-ćelija u tumor [110]. Dodatno, pronađena je niska ekspresija CCL4 i -catenina, kao i pozitivna korelacija između njegovih nivoa i cDC1 koji infiltrira tumor [110]. Dakle, varijabilnost profila kemoatrakcije citokina T-ćelija može djelomično objasniti heterogenost uočenu u migracijskim defektima imunih ćelija u CC.

2.5. Infiltracija imunih ćelija u tumor (korak 5)

Nakon što su pripremljene i aktivirane, T-ćelije se infiltriraju u tumorsko tkivo (korak 5). U ovom koraku, CD4 plus Th17 T-ćelije i Foxp3 plus T-ćelije imaju veće stope infiltracije od onih koje se nalaze u normalnom tkivu. Vjeruje se da ova dva podtipa ćelija doprinose progresiji tumora, kroz povećanje IL-6, IL-10 i transformirajućeg faktora rasta (TGF-) [101,116]. Štaviše, jedna imunohistohemijska studija je istraživala odnos između nivoa STING, CD103 plus infiltracije T-ćelija i prognoze raka grlića materice. Ova studija je otkrila da je kombinacija visokih nivoa STING-a i visoke infiltracije CD103 plus T-ćelija sredstvo za postizanje poboljšane prognoze raka grlića materice. Međutim, treba napomenuti da su potrebna dodatna istraživanja kako bi se u potpunosti razumjeli mehanizmi koji leže u osnovi ovih asocijacija i odredio tačan potencijal STING-a i CD103 plus infiltracije T-ćelija, kao terapijskih ciljeva kod raka grlića materice [117]. Nadalje, dokazi podržavaju gledište da promjene u ekstracelularnom matriksu koje nastaju razvojem i progresijom tumorskih stanica igraju važnu ulogu u regulaciji infiltracije imunoloških stanica. Tako, na primjer, tumorske ćelije stimulišu sintezu komponenti matriksa fibroblastima, stvarajući gušće strukture koje ometaju infiltraciju imunih ćelija kao što su CD8 plus T ćelije [118]. Među dokazima mehanizama koji olakšavaju povećanje rasta tumora i metastaza sa smanjenom infiltracijom T-ćelija je remodeliranje ekstracelularnog matriksa i stimulans putem faktora rasta i citokina [115,119].

Shodno tome, došlo je do povećane proizvodnje proteina ekstracelularnog matriksa kao što su fibronektin 1 (FN1), MMP1 i MMP9 u hroničnim upalnim i tumorskim stanjima grlića materice [51,119–122]. Osim toga, autori su otkrili pozitivnu korelaciju između nivoa njihove ekspresije i porasta kroničnih upalnih procesa, kliničke progresije, invazije i tumorskih metastaza [119,120,122]. Iz tog razloga, kombinovana upotreba MMP9 sa drugim tumorskim markerima kao što je CA-125 je preporučena za dijagnozu CC [121]. Provedene su in vitro studije sa SiHa, HeLa i C-33A ćelijama kako bi se analizirala migracija ovih ćelija i otkriveno je da fenil-mliječna kiselina (PLA) često proizvedena od strane mikrobiota laktobacila povećava staničnu migraciju i ekspresiju MMP9 [123,124]. Predloženo je da bi trebalo da dođe do povećanja nuklearne translokacije faktora IκB i p65 PLA stimulacijom aktiviranjem NF-kB signalnog puta [124]. Među mehanizmima predloženim u regulaciji ekspresije MMP9 je povećanje proizvodnje IL-6 tumorskim ćelijama raka grlića materice [95]

Proces abnormalne neovaskularizacije kod raka grlića materice pokazao je da nije povezan samo sa opskrbom tumorskih stanica krvlju; takođe doprinosi stvaranju tumorskog imunosupresivnog okruženja. To je zato što se angiogeneza odvija na anomalan način i dovodi do diferencijacije imunosupresivnih stanica i smanjenja kapaciteta infiltracije i funkcije citotoksičnih imunoloških stanica [125]. Kada su imunohistohemijske tehnike korišćene u karcinomu skvamoznih ćelija grlića materice, faktor izazvan hipoksijom-1 (HIF-1) je (a) utvrđeno da je pojačan, (b) doveo je do lošije prognoze [126], i (c) je identificiran kao mogući protein uključen u ovaj proces. Vjeruje se da hipoksija uzrokovana mikrookruženjem tumora stimulira ekspresiju HIF-1 i faktora rasta vaskularnog endotela (VEGF) istovremeno izazivajući abnormalnu angiogenezu i mijenjajući ekspresiju nekih intercelularnih adhezionih molekula (ICAM) i adheziju vaskularnih stanica molekule (VCAM) [127].

Kada su upoređene različite loze ćelija raka grlića materice inficirane različitim tipovima HPV-a, uočeno je da u zavisnosti od loze postoje razlike u infiltraciji imunih ćelija. Na primjer, in vivo i korištenjem golih miševa i RAG1−/− modela, ćelije SiHa (HPV16 plus) i Hela (HPV18 plus) pokazale su veću infiltraciju inflamatornih ćelija nego C33A ćelije (HPV−) [128]. Štaviše, visoki nivoi faktora inhibitora migracije makrofaga (MIF) i CCL5 uočeni su u svim ćelijama; međutim, samo SiHa i HeLa ćelije smanjuju ekspresiju ICAM-a, a inhibitor aktivatora plazminogena-1 (PAI-1) je pojačan C33A ćelijama, a smanjen je SiHa i HeLa ćelijama [128]. Stoga se preporučuje da se uzmu u obzir i različiti tipovi HPV-a koji hronično inficiraju cerviks, s ciljem razjašnjenja uočenih razlika u infiltraciji imunih ćelija kod tumora raka grlića materice.

2.6. Prepoznavanje tumorskih ćelija od strane imunoloških ćelija (korak 6)

Nakon toga, T-ćelije infiltriraju tumorsko tkivo i to bi im trebalo omogućiti da prepoznaju ćelije raka. Međutim, postoje dokazi o tumorskim ćelijama raka grlića materice sa smanjenom regulacijom nekoliko gena MHC, što rezultira smanjenim prepoznavanjem tumorskih ćelija od strane citotoksičnih T-ćelija i NK ćelija [129,130]. Među smanjenim MHC-I genima koji su pronađeni kod raka grlića materice su humani leukocitni antigen (HLA) A, HLAB, HLA-C, HLA-E i HLA g [131]. Dokaz o karcinomu glave i vrata je dat da se identifikuju uključeni mehanizmi smanjenja regulacije, kao i smanjenje ekspresije CXCL14 uzrokovano HPV hroničnom infekcijom, a time i smanjenje MHC-I gena [112]. Vjeruje se da se to može dogoditi na sličan način kod raka grlića materice [112]. Stoga su in vivo i in vitro testovi provedeni kako bi se pružili dokazi da je circEYA1 kružna RNK smanjena u adenokarcinomu grlića materice i da ima kapacitet da uhvati miR-582-3p koji povećava CXCL14 [132]. Dodatno, studije metiloma, koristeći besmrtne keratinocite, otkrile su da distalni promotorski element (CGI) HLA-E gena pokazuje hipermetilaciju od strane E7 HPV onkoproteina i povezan je s njegovom smanjenom regulacijom [131]. Međutim, potrebno je provesti više epigenetskih studija s ciljem razumijevanja specifičnih mehanizama imunološkog prepoznavanja tumorskih stanica od strane T-stanica.

Geni kompleksa MHC-II su također bili meta promjena u njihovoj ekspresiji. Dakle, in vivo modeli, koji koriste K14.E7 miševe, pokazali su smanjenje MHC-II u infiltrirajućim epidermalnim LC-ima i povećanje gena povezanih sa smanjenim imunološkim odgovorom, kao što je Indoelamina-2-3-dioksigenaza (IDO) 1, Arginaza 1, IL-12/23p40 i IL-6 [106]. Nadalje, pronađeno je kod raka grlića materice da Foxp3 plus Treg ćelije, in vitro povećavaju regulaciju membranski povezane E3 ubikvitin ligaze RING-CH (MART) 1 i E3 ubikvitin ligaze. Ovi proteini razgrađuju CD86 i MHC-II DC, koji su posredovani IL-10 proizvedenim od Foxp3 plus Treg ćelija [103]. Čini se da proteini prisutni u ekstracelularnom matriksu također igraju važnu ulogu u mehanizmima prepoznavanja tumorskih stanica. U svjetlu ovoga, pronađeni su dokazi da protein galektin (Gal) 3 sprječava interakciju između TCR i CD8 receptora, uzrokujući inaktivaciju i indukujući imunosupresivnu aktivnost [133]. Dakle, prepoznavanje tumorskih ćelija od strane imunoloških ćelija može biti izmijenjeno globalno, a ne samo putem MHC-I kompleksa.

2.7. Uništavanje tumorskih ćelija (korak 7)

Konačno, nakon što T-ćelije prepoznaju tumorske ćelije, treba pokrenuti mehanizme koji dovode do uništenja tumorskih ćelija (korak 7). Znakovi defekata koji se otkrivaju u ovoj fazi uključuju pojačanu regulaciju ko-inhibitornih molekula kao što je inducibilni ligand kostimulatora T-ćelija (ICOSLG), CD276, inhibitor aktivacije T-ćelija koji sadrži V-set domene (VTCN) i programirani proteinski ligand ćelijske smrti (PD-L), za koji se pokazalo da je jedan od glavnih inhibitornih mehanizama antitumorskog imunog odgovora [134,135]. Kod karcinoma grlića materice povezanog s HPV-om, uočeni su visoki nivoi ekspresije PD-L1 i interferonom inducibilnog 16 receptora (IFI16), a ova ekspresija je povezana sa progresijom tumora. Nadalje, pokazano je da IFI16 može stimulirati ekspresiju PD-L1 kroz STING-TBK1-NF-kB put [136].

Nedavno sprovedene studije otkrivaju da T-ćelije pacijenata oboljelih od raka grlića materice pokazuju pojačanu ekspresiju PD-1, što dovodi do veće proizvodnje TGF- i IL-10, smanjenog nivoa IFN-a i smanjenog Proliferacija T-ćelija, čime se uspostavlja imunološka tolerancija i olakšava rast tumora [135,137]. Kao potvrdu ovoga, in vitro testovi su pokazali da je inhibicija ekspresije PD-L1 u CaSki ćelijama povezana sa povećanom proliferacijom i citotoksičnom aktivnošću CD8 plus T-ćelija [138,139]. Osim toga, kao i povišeni nivoi ekspresije PD-1, CD8 plus infiltrirajuće T-ćelije u karcinomu skvamoznih ćelija imaju veći profil 'iscrpljenosti' i povećanu regulaciju T-ćelijskog imunoglobulina i domene mucina (TIM) 3 i gen za aktivaciju limfocita (LAG) 3 [110]. U in vitro testovima je pronađeno da E2 protein visokog rizika HPV smanjuje STING, senzor urođenog imunološkog odgovora tumora koji pomaže u proizvodnji tip I IFN-a [139].

Tačne promjene u funkciji STING kod CC-a povezanih s HPV-om još uvijek nisu u potpunosti razjašnjene. Međutim, in vitro studija je pokazala da HPV16 E7 protein može stupiti u interakciju s NLRX1 i povećati promet STING senzora, što dovodi do smanjenja interferonskog odgovora i razvoja i progresije karcinoma skvamoznih stanica glave i vrata (HNSCC). Interakcija između HPV16 E7 proteina, NLRX1 i STING pronađenog u HNSCC može sugerirati da postoji sličan regulatorni mehanizam za sistem imunološkog odgovora domaćina u CC [140]. Osim toga, objavljeno je da HPV E7 protein može potisnuti ekspresiju STING epigenetskim mehanizmima [141]. Kao rezultat toga, sugerirano je da bi STING signalni put mogao djelovati kao ključni kontrolor CIC-a, ne samo igrajući ulogu u uništavanju tumorskih stanica, već i aktivirajući DC, poboljšavajući prezentaciju antigena, aktivirajući i diferencirajući rast T. -ćelije, stimulišući infiltraciju citotoksičnih T limfocita (CTL) i inhibirajući infiltraciju imunosupresivnih regulatornih T-ćelija [20].

Što se tiče citotoksičnosti CD8 plus T-ćelija, pronađena je smanjena ekspresija E-kadherina i to je povezano sa lošijom prognozom raka grlića materice [142,143]. Pokazalo se da je E-kadherin važan za polarizaciju i oslobađanje citotoksičnih granula koje koriste CD8 plus citotoksične T-ćelije za ubijanje tumorskih stanica, koje su stimulirane interakcijom između integrina E (CD103) T-ćelija koje infiltriraju tumor i E-kadherin tumorskih ćelija [144–148].

Također je proučavan utjecaj nekih metabolita na ćelijski imunološki odgovor. Stoga je pronađena pozitivna korelacija između koncentracija metabolita triptofana koje proizvode ćelije raka i progresije tumora i metastaza u limfnim čvorovima u karcinomu skvamoznih stanica vrata maternice [149]. Među proučavanim metabolitima je i kinurenin, dok je omjer kinunerin/triptofan povećan kod raka grlića materice [150]. In vitro studija koja je koristila različite linije raka grlića materice pokazala je povećanje regulacije enzima IDO1 koji razgrađuje triptofan; međutim, njegovo smanjenje in vitro nije pokazalo razlike u rastu tumorskih ćelija [151]. Ipak, studije koje su koristile modele miševa BALB/c nude i K14.E7 (koji eksprimiraju E7 HPV gen) in vivo su pokazale da je smanjenje IDO1 značajno povezano sa povećanim brojem infiltrirajućih NK ćelija i smanjenim rastom tumora [151,152]. Mehanizmi uključeni u K14.E7 modele miševa su identifikovani primećujući da je pojačana regulacija IDO1 povezana sa lokalnim lučenjem IFN i supresijom CD8 plus T-ćelija [152].

U ovoj fazi, regulacija imunološkog odgovora CD4 plus T-ćelija također se čini posebno važnom. Dokazi pokazuju da postoji veća incidencija raka grlića materice kod pacijenata sa imunosupresijom infekcijom virusom humane imunodeficijencije (HIV) [153,154]. Uočeno je da je povećan broj cirkulirajućih CD4 plus NKG2D plus T-ćelija i niska ekspresija CD28 kostimulatornih receptora kod pacijenata s karcinomom grlića materice povezani sa smanjenom učestalošću citotoksičnih markera i smanjenom proizvodnjom proinflamatornih citokina [155]. Štaviše, postojali su dokazi da protein galektin-1 (Gal-1) indukuje klirens CD4 plus Th17 i Th1 ćelija i indukuje proliferaciju Tregs ćelija [133].

Interakcija između različitih podtipova imunoloških stanica također može utjecati na uništavanje tumorskih stanica. Shodno tome, in vitro studijski modeli su pokazali da LC raka grlića materice stimulirani s-Poly-I:C imaju povećanu ekspresiju markera sazrijevanja ćelija (CD40, CD80, CD83, CD86, CCR7, MHC1 i MHCII), poboljšana migracija i povećana proizvodnja proinflamatornih citokina povezanih sa stimulacijom [ćelijski posredovanog citotoksičnog odgovora CD8 plus ćelija (IL-1beta, IL-6, IL-12p70, IP-10, TNF-alpha, IFNalfa, MCP-1, MIP-1alfa, MIP{19}}beta i RANTES) [99]. Međutim, in vivo eksperimenti na miševima su otkrili da smanjenje LC povećava citotoksičnu aktivnost T-ćelija [109]. Poslednjih godina primećeno je da se CD4 plus T ćelije mogu diferencirati u podtip sa nejasnim ili kontroverznim funkcijama, kao što su Th17 ćelije [156,157]. Studije koje su analizirale rak grlića materice u cjelini otkrile su da je prisustvo Th17 ćelija povezano s dobrom prognozom [158]. Međutim, analize koje su uključivale samo ADC pokazale su da dominacija Th17 ćelija izaziva progresiju tumora [159]. Nedavno je veći broj PU.1 plus T-ćelija pronađen kod raka grlića materice u poređenju sa normalnim tkivom grlića materice, ali njihova funkcija je još uvijek nepoznata [160]. Do sada, kada su in vivo modeli korišćeni sa CH3 miševima, pokazalo se da ove ćelije imaju efikasnu inhibitornu funkciju na rast oralnog skvamoznog karcinoma i induciraju apoptozu stimulacijom proizvodnje IL-9 u tumorskim ćelijama [ 161]. Međutim, još uvijek je potrebno razjasniti njihove funkcije u karcinomu grlića materice.

Među ostalim proučavanim mehanizmima vezanim za ubijanje tumorskih ćelija je metabolizam reaktivnih vrsta kiseonika. Dakle, u SCC-u postoje dokazi o povećanju regulacije gena dvojne oksigenaze 1 (DUOX1), dvojne oksigenaze 2 (DUOX2) i NADPH oksidaze 2 (NOX2). Pronađena je povezanost s povećanjem preživljavanja bez bolesti, vjerovatno zahvaljujući mehanizmima koji uključuju interferon gama (IFN-), proizvodnju interferona alfa (IFN-) i aktivaciju signalnih puteva NK stanica [162]. Tabela 1 prikazuje svaki CIC korak i njihove izmjene za neregulirane mete kod raka grlića materice.

3. CIC ciljane imunoterapije kod raka grlića materice

3.1. DNK vakcine

Na osnovu promjena pronađenih u oslobađanju antigena (faza 1), postoje studije o alternativama za uvođenje različitih molekula koji mogu aktivirati imunološki odgovor. Među njima, postoje terapijske vakcine zasnovane na epitopu; međutim, nemogućnost da mali peptidi proizvode jak imuni odgovor predstavlja izazov za razvoj ovih vrsta vakcina [163]. Stoga su neke studije koristile epitope HPV E6 i E7 povezane s adjuvansima, ali rezultati su još uvijek u preliminarnoj fazi [164]. Genetska imunizacija je dokumentovana kao efikasna strategija za indukciju humoralnog i ćelijskog imuniteta kod velikog broja životinjskih modela [165,166]. Međutim, neke studije pokazuju nisku imunogenost, što se može objasniti uvođenjem genetskog materijala u nespecifične ćelije, i njegovom nesposobnošću da se replicira ili širi kroz susjedne ćelije in vivo [167,168]. Dakle, postoje brojne istraživačke studije koje su osmišljene da potenciraju DNK terapeutske vakcine, kao što je optimizacija sistema za isporuku DNK ćelijama, fizičkim sredstvima (elektroporacija, biobalistika, tetovaža, itd.) i hemijskim metodama (liposomi, nanočestice, kationske peptidi, itd.) [169–175]. Učinjeni su pokušaji da se poboljša sama sekvenca gena: adaptacija kodona za ekspresiju kod sisara [176]; fuzija sa drugim proteinima koji favorizuju prisustvo vakcinalnog antigena [177–179]; i inkorporacija kostimulativnih molekula kao što su citokini i hemokini [180–182]. Međutim, rezultati ovih vakcina su još uvek nedovoljni da bi se omogućilo njihovo korišćenje kao tretman i ostaju u fazama pretkliničkih studija [171].

3.2. Vakcine na bazi DC

Kao rezultat identificiranih promjena u prezentaciji antigena (korak 2 i 3), terapijske vakcine koje koriste DC su se pojavile kao obećavajuća opcija liječenja u posljednjih nekoliko godina [183]. Upotreba DC-a za razvoj terapijskih vakcina protiv raka zasniva se na njihovom kapacitetu da prezentuju antigene i indukuju efikasan imuni odgovor, kroz prajming i stimulaciju proliferacije i aktivacije T-ćelija [184]. Trenutno, eksperimenti sa terapeutskim vakcinama protiv raka zasnovanim na DC uključuju njihovu izloženost HPV antigenima, drugim vrstama antigenskih proteina, peptidima ili ex vivo tumorskim lizatom, infekciju ili transfekciju DC sa DNK ili RNA koji kodiraju HPV antigene, i naknadnu isporuku DC. pacijentima [183,185–187]. Neke studije su se pokazale efikasnim u liječenju raka grlića materice u pretkliničkim fazama.

Na primjer, DC pulsirani fuzionim proteinom, formiranim od funkcionalnog peptida Mycobacterium tuberculosis proteina termalnog šoka (MTBHsp70) spojenog sa ekstracelularnom domenom receptora formil peptida 1 (FPR1), pokazali su sve veće sazrijevanje DC-a, kao i sposobnost povećanja proizvodnje IL-12p70, IL-1, TNF-a i pojačavanja citotoksičnih efekata citotoksičnih T-ćelija (CTL) kod miševa [187]. U stvari, u nedavnoj studiji, korišćeni su egzosomi izvedeni iz DC-a napunjeni peptidom E7 i poli (I:C), u in vitro i in vivo modelima, koji su inducirali stvaranje i proliferaciju citotoksičnih CD8 plus T-ćelija, zajedno sa povećanje lučenja IL-2 i IFN-a i smanjenje oslobađanja IL-10 [186]. Štaviše, in vitro studije, korištenjem biološke kombinacije RIX-2 (koju čine: IL-1, IL-2, IL-6, IL-8, TNF, GM-CSF i IFN) u LC ćelijama, pokazali su pojačanu regulaciju markera sazrijevanja, povišenu proizvodnju IL-12p70, CXCL10 i CCL2, povećanu ekspresiju CCR7 i migraciju ćelija, kao i povećanu proliferaciju i aktivaciju citotoksičnih CD8 plus T-ćelija [188]. Međutim, potrebno je razjasniti niz ozbiljnih pitanja kako bi se povećala efikasnost ovih vakcina i poboljšala infiltracija i zadržavanje efektorskih T-ćelija, uključujući identifikaciju membranskih receptora i aktivatora DC, i određivanje koji specifični podtipovi DC mogu biti uključeni u ovaj proces za efikasnu stimulaciju i aktivaciju T-ćelija [189].

3.3. Vakcine zasnovane na T-ćelijama

Promjene uočene u koracima od 4 do 7 CIC-a dovele su do terapijskih strategija koje su usmjerene na poboljšanje funkcija T-ćelija. Dakle, postoje dokazi da E6 i E7 HPV epitope specifične CD4 plus i CD8 plus T-ćelije mogu biti proizvedene in vitro, korišćenjem limfocita ekstrahovanih iz limfnih čvorova pacijenata sa karcinomom grlića materice [190]. Štaviše, klinička ispitivanja faze II kod pacijenata sa metastatskim karcinomom grlića materice, koristeći infuziju ex vivo tretiranih T-ćelija i odabranih kao reaktivnih protiv E6 i E7; u nekim slučajevima je uočeno da je došlo do potpune ili djelomične regresije karcinoma [191]. Međutim, trenutno je zabilježena stopa efikasnosti od približno 30 posto, zajedno sa razvojem terapijske rezistencije [191–193]. Osim toga, varijabilni odgovor na ovaj oblik liječenja može se objasniti i individualnom genetskom varijabilnosti i heterogenošću ćelija raka. Kao potvrdu ovoga, uočene su mutacije na interferonu gama 1 i HLAA receptorima [194]. Štaviše, postojali su dokazi da se reaktivnost T-ćelija na tumore karcinoma grlića materice inficiranih HPV16- razlikuje od reaktivnosti uočene kod tumora inficiranih HPV{20}} [195]. Stoga, prije nego što se može koristiti za poboljšanje učinkovitosti ovog tretmana, dizajn ove vrste terapije zahtijeva dublje proučavanje genetike svakog pojedinca i karakteristika tumora prije primjene ex vivo tretmana. T-ćelije.

3.4. Terapije koje se ne kodiraju na bazi RNA

Studije o otpornosti na imunoterapiju otkrile su da nekodirajuće RNK mogu modulirati ove procese [196]. Među mikroRNA proučavanim kod raka grlića materice, otkriveno je da se ekspresija PD-L1 može smanjiti stimulacijom sa miR140/142/340/383 i supresijom miR-18a [197]. Ova strategija je od velike vrijednosti jer je upotreba anti-PD-1/PD-L1 antitijela u kliničkim ispitivanjima faze I i faze II kod raka grlića materice pokazala nisku efikasnost i otpornost na liječenje [198,199]. Druga studija je pokazala da je primjena miR-34a i sPD-1, korištenjem potkožnih kationskih lipidnih mikromjehurića kod miševa, dovela do povećane proizvodnje IFN-a povezane s povećanim antitumorskim imunološkim odgovorom [200]. Nedavno su druge pretkliničke studije raka grlića materice preporučile izazivanje ekspresije E-kadherina stimulacijom ekspresije miR-185-5p [201], korištenjem miR-126 za indukciju citotoksičnosti posredovane TNF- i FasL [ 202] i korištenjem lncRNA HOX (HOTAIR—dugi nekodirajući RNA HOX transkript antisense), koji djeluje kompetitivno protiv miR-148a i pokazao je sposobnost da učestvuje u regulaciji HLA-G ekspresije [203]. Međutim, dokazi sugeriraju da je još uvijek potrebno poboljšati ove strategije.

3.5. Uređivanje gena CRISPR/Cas9

Novo sredstvo za uklanjanje ekspresije HPV onkoproteina, E6 i E7, je alat za uređivanje gena CRISPR/Cas9. Inturi i Jemth [204] su pokazali da je nokautiranje ovih onkoproteina od strane CRISPR/Cas9 omogućilo da se obnove signalni putevi p53/p21 i pRb/p21, što je izazvalo starenje u ovim ćelijama. S obzirom na sposobnost CRISPR/Cas sistema da inhibira rast tumorskih ćelija grlića materice kod golih miševa, uočeno je da je volumen tumora bio značajno manji kod miša koji je bio podvrgnut cijepanju mRNA E6/E7 CRISPR/Cas sistemom nego kod kontrolna grupa [205,206]. Druga studija je pokazala da poremećaj HPV onkogena od strane CRISPR/Cas9 u HPV-pozitivnim orofaringealnim skvamoznim karcinomima (OPSCC) rezultira obnavljanjem cGAS-STING puta. Ovaj rezultat pruža novi uvid u tretman koji je potreban za ciljanje HPV infekcije, kao i raka grlića materice, budući da se STING smatra potencijalnom novom imunoterapijskom metom za rak grlića materice [207,208].

U nedavnoj studiji koja je koristila humanizirane SCID miševe sa ksenotransplantiranim SiHa ćelijama, analizirano je blokiranje PD-1 puta kroz CRISPR/Cas9 zajedno sa nokautom HPV onkogena. Rezultati su pokazali da je funkcija limfocita obnovljena povećanim brojem CD8 plus i CD4 plus T-ćelija, kao i dendritskih ćelija [209]. Dodatno, studija Zhena i kolega [210] pokazala je da isporuka CRISPR/cas9 liposoma, in vivo, može eliminirati HPV, što rezultira povećanim brojem CD8 T-ćelija i ekspresijom proinflamatornih citokina. Uočeno je i smanjenje broja T reg ćelija i mijeloinih supresorskih ćelija.

Inovativni oblici isporuke CRISPR/Cas sistema predstavljaju veliki napredak jer omogućava usvajanje novih kliničkih pristupa u liječenju HPV-a i karcinoma grlića materice, a njegova efikasnost se pokazala izuzetnom i in vivo i in vitro. Isporuka CRISPR/Cas komponenti, ubrizganih intratumoralno, pokazala je značajno smanjenje stope rasta tumora i tumora, kao i očuvanje susjednih struktura i osiguravanje da tehnologija ima dobre sigurnosne uslove za normalne ćelije. Sistemska primjena CRISPR/Cas također je zabilježena u literaturi i otvorila je nove i potencijalne terapijske primjene koje nisu ograničene na mjesto primjene [211].

4. Zaključak

Na osnovu rezultata gore navedenih studija, jasno je da je u proučavanju antitumorskog imunog odgovora uključen visok stepen složenosti budući da postoji nekoliko odstupanja u svim fazama ćelijskog adaptivnog imunološkog odgovora protiv raka grlića materice [212]. Isto tako, citotoksične CD8 plus T-ćelije igraju ključnu ulogu u uništavanju tumorskih ćelija. Međutim, dokazi sugeriraju da oni sami po sebi nisu dovoljni za postizanje efikasnog antitumorskog imunološkog odgovora. Stoga je neophodno ispitati studiju u sprezi sa drugim tipovima ćelija uključenim u CIC. Na primjer, funkcije različitih APC podtipova mogu utjecati i na primanje i aktivaciju T-ćelija, kao i na njihov migratorni i efektorski kapacitet. Imunosupresivnu funkciju Treg ćelija takođe treba uzeti u obzir jer postoji stalna i dinamička interakcija između različitih tipova imunih ćelija i tumorskih ćelija. Štaviše, budući da mnoge studije sprovode analizu raka grlića materice na holistički način, postoje neki kontradiktorni rezultati između podtipova raka grlića materice kao što su ADC i SCC. Stoga bi razdvajanje studija prema njihovom histološkom podtipu moglo pomoći da se razjasne mehanizmi uključeni u imunološki odgovor na efikasniji način.

Trenutno usvojene strategije za borbu protiv ovih promena nisu dovoljno efikasne i samo je mala grupa pacijenata imala koristi [196,213]. Ovo može biti rezultat činjenice da je većina identificiranih terapijskih ciljeva rezultat redukcionističkih analiza koje su značajno doprinijele boljem razumijevanju mehanizama imunološkog odgovora. Ipak, imunološki odgovor je visoko integriran i zahtijeva terapije koje postižu više ciljeva, dok sprječavaju mehanizme kompenzacije da stvore otpor na liječenje. Slično tome, budući terapijski pristupi bi trebali imati personaliziraniji pogled. Na primjer, treba dalje istražiti razlike u imunološkom odgovoru protiv raka grlića materice uzrokovane varijablama kao što su histološki podtipovi, HPV sojevi, starost i klinički stadijum.

Doprinosi autora:

Konceptualizacija, JPA i ECC; pretraživanje literature, JPA i ECC; pisanje – priprema originalnog nacrta, JPA; pisanje—pregled i uređivanje, BMC i ECC; nadzor, ECC i BMC Svi autori su pročitali i složili se s objavljenom verzijom rukopisa.

finansiranje:

Ovu studiju je djelimično finansirala Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior—Brasil (CAPES)—Finansijski kod 001.

Sukobi interesa:

Autori izjavljuju da nemaju suprotstavljene interese.

Reference

Sung, H.; Ferlay, J.; Siegel, RL; Laversanne, M.; Soerjomataram, I.; Jemal, A.; Bray, F. Globalna statistika raka 2020: GLOBOCAN procjene incidencije i mortaliteta u svijetu za 36 karcinoma u 185 zemalja. CA Cancer J. Clin. 2021, 71, 209–249. [CrossRef]

2. Stelzle, D.; Tanaka, LF; Lee, KK; Ibrahim Khalil, A.; Baussano, I.; Shah, ASV; McAllister, DA; Gottlieb, SL; Klug, SJ; Winkler, AS; et al. Procjene globalnog opterećenja raka grlića materice povezanog sa HIV-om. Lancet Glob. Zdravlje 2021, 9, e161–e169. [CrossRef]

3. Bhatla, N.; Aoki, D.; Sharma, DN; Sankaranarayanan, R. Rak grlića materice: ažuriranje iz 2021. Int. J. Gynecol. Obstet. 2021, 155 (Suppl. S1), 28–44. [CrossRef]

4. Wiemann, B.; Starnes, CO Coleyjevi toksini, faktor nekroze tumora i istraživanje raka: istorijska perspektiva. Pharmacol. Ther. 1994, 64, 529–564. [CrossRef] [PubMed]

5. McCarthy, EF Toksini Williama B. Coleya i liječenje sarkoma kostiju i mekih tkiva. Iowa Orthop. J. 2006, 26, 154–158.

6. Guo, ZS Nobelova nagrada za medicinu 2018. ide imunoterapiji raka. BMC Cancer 2018, 18, 1086. [CrossRef]

7. Pioniri imunoterapije protiv raka osvojili Nobelovu nagradu za medicinu. Dostupno na mreži: https://www.science.org/content/article/cancerimmunotherapy-pioneers-win-medicine-nobel (pristupljeno 16. decembra 2022.).

8. Farhood, B.; Najafi, M.; Mortezaee, K. CD8 plus citotoksični T limfociti u imunoterapiji raka: pregled. J. Cell. Physiol. 2019, 234, 8509–8521. [CrossRef] [PubMed]

9. Maskey, N.; Maskey, N.; Thapa, N.; Thapa, N.; Maharjan, M.; Maharjan, M.; Shrestha, G.; Shrestha, G.; Maharjan, N.; Maharjan, N.; et al. Infiltriranje CD4 i CD8 limfocita u HPV inficirani cervikalni milje materice. Cancer Manag. Res. 2019, 11, 7647–7655. [CrossRef] [PubMed]

10. Borst, J.; Ahrends, T.; B ˛abała, N.; Melief, CJM; Kastenmüller, W. CD4 plus T ćelije pomažu u imunologiji raka i imunoterapiji. Nat. Rev. Immunol. 2018, 18, 635–647. [CrossRef]

11. Najafi, M.; Farhood, B.; Mortezaee, K. Doprinos regulatornih T ćelija raku: Pregled. J. Cell. Physiol. 2018, 234, 7983–7993. [CrossRef]

12. Moynihan, KD; Irvine, DJ Uloge za urođeni imunitet u kombinovanim imunoterapijama. Cancer Res. 2017, 77, 5215–5221. [CrossRef] [PubMed]

13. DeMaria, O.; Cornen, S.; Daëron, M.; Morel, Y.; Medzhitov, R.; Vivier, E. Iskorištavanje urođenog imuniteta u terapiji raka. Nature 2019, 574, 45–56. [CrossRef] [PubMed]

14. Kametani, Y.; Miyamoto, A.; Seki, T.; Ito, R.; Habu, S.; Tokuda, Y. Značaj humaniziranih mišjih modela za procjenu humoralnog imunološkog odgovora na vakcine protiv raka. Pers. Med. Univ. 2018, 7, 13–18. [CrossRef]

15. Varn, FS; Mullins, DW; Arias-Pulido, H.; Fiering, S.; Cheng, C. Programi adaptivnog imuniteta kod raka dojke. Imunologija 2016, 150, 25–34. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com