Piroptoza na čelu imuniteta protiv raka
Nov 14, 2023
Abstract
Otpornost tumora na apoptozu i imunosupresivno tumorsko mikrookruženje su dva glavna faktora koji doprinose lošim terapijskim odgovorima tokom intervencije raka. Piroptoza, litički i inflamatorno programirani put ćelijske smrti različit od apoptoze, kasnije je izazvao značajan interes među istraživačima raka za njen potencijal da se klinički iskoristi i riješi ove probleme. Nedavni dokazi pokazuju da indukcija piroptoze u tumorskim stanicama dovodi do snažnog upalnog odgovora i izražene regresije tumora. U osnovi njegovog antitumorskog učinka, piroptoza je posredovana gastrinskim proteinima koji stvaraju pore koji olakšavaju aktivaciju i infiltraciju imunoloških stanica kroz njihovo oslobađanje proinflamatornih citokina i imunogenog materijala nakon rupture stanice. Međutim, s obzirom na njenu inflamatornu prirodu, aberantna piroptoza takođe može biti implicirana u formiranju mikrookruženja koje podržava tumor, što je dokazano povećanjem regulacije proteina gastrina kod određenih karcinoma. U ovom pregledu predstavljeni su molekularni putevi koji vode do piroptoze, nakon čega slijedi pregled naizgled isprepletenih veza između piroptoze i raka. Opisujemo ono što je poznato o utjecaju piroptoze na imunitet protiv raka i dajemo uvid u potencijal korištenja piroptoze kao alata i njegove primjene na nove ili postojeće strategije protiv raka.
cistanche tubulosa-poboljšava imuni sistem
Ključne riječi: piroptoza, antitumorski imunitet, gasdermin, rak, imuni pejzaž
Pozadina
Iako je dugo izbjegavao otkriće, postojanje i fiziološki značaj puteva programirane ćelijske smrti (PCD) koji se razlikuju od apoptoze izazvali su sve veći interes posljednjih godina, dijelom zbog visoke prevalencije otpornosti na apoptozu u tumorima [1]. Od ovih različitih oblika, piroptoza, nekrotična i litička PCD, izdvaja se od drugih po svojoj sposobnosti da izazove snažan upalni odgovor [2]. Slično nekroptozi, programiranom obliku nekroze, vjeruje se da piroptoza postoji uglavnom kao obrana od patogena pokretanjem antimikrobnog odgovora kroz oslobađanje imunogenog ćelijskog sadržaja, uključujući molekularne obrasce povezane s oštećenjem (DAMP) i upalne citokine [3]. Za razliku od nekroptoze, koja je posredovana pseudokinazom nalik domeni kinaze mješovite loze (MLKL) i neovisnom o kaspazi [4], piroptoza je posredovana proteinima porodice gastrina (GSDM) i, poput apoptoze, u velikoj mjeri ovisi o kaspazi [5]. Drugi oblici regulisane nekroze, kao što je feroptoza, takođe su se nedavno pojavili [6-10] i porede se sa nekrozom i apoptozom u tabeli 1.
Potraga za prevladavanjem raka i njegovim teškim globalnim posljedicama više puta nas je dovela do suočavanja s prijevarom smrti i otkrivanjem ćelija raka. Iako je još uvijek relativno zamagljen proces, piroptoza predstavlja potencijalno iskoristivo i snažno sredstvo ne samo da se zaobiđe otpornost na apoptozu, već i da se aktivira imunitet specifičan za tumor i/ili poboljša učinkovitost postojećih terapija. Ovdje raspravljamo o trenutnom znanju o piroptozi u kontekstu antikancerogenog imuniteta kako bismo dali uvid u njen potencijal u borbi protiv raka.
Tabela 1. Poređenje odabranih oblika ćelijske smrti
Piroptoza na prvi pogled
Piroptoza je prvi put opisana 1990-ih godina kod makrofaga inficiranih sa S. enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium) [11] i S. flexneri [12]. Iako se prvobitno smatralo da se radi o procesu apoptoze, daljnja studija je otkrila da ova bakterijska ćelijska smrt u velikoj mjeri ovisi o kaspazi-1 [13], kaspazi koja nije uključena u izvršenje apoptoze (tj. kaspaza{{6 }}). Ubrzo nakon toga, 2001. godine, ovaj PCD je skovan piroptoza, ili "vatreno padanje", da opiše oslobađanje proinflamatornih signala od strane umirućih ćelija. Piroptotičke ćelije dele nekoliko karakteristika sa apoptotičkim ćelijama, kao što su kondenzacija hromatina i fragmentacija DNK, ali se razlikuju po netaknutoj jezgri, formiranju pora, bubrenju ćelije i osmotskoj lizi (Tablica 1) [14]. Općenito, piroptotička ćelijska ruptura se postiže aktivacijom posredovanom kaspazom GSDM proteina koji formiraju pore nakon vezivanja DAMP-a ili molekularnih obrazaca povezanih s patogenom (PAMP) [15]. Te iste kaspaze također mogu direktno ili indirektno doprinijeti sazrijevanju proinflamatornih citokina koji, uz DAMP, iniciraju ili održavaju upalni odgovor kada se otpuste. Iako ima važnu zaštitnu ulogu u rješavanju patogena, piroptoza je implicirana kao faktor komplikacija u nekoliko ljudskih bolesti, kao što su kardiovaskularne bolesti [16], neurodegenerativne bolesti [17] i HIV/AIDS [18]. Metabolički poremećaji poput dijabetesa također mogu biti podstaknuti piroptozom kroz kroničnu upalu i proizvodnju citokina koji ometaju inzulin [19]. Čini se da je uloga piroptoze kod raka dvostruka. S jedne strane, piroptoza može brzo dovesti do regresije tumora, a s druge, može olakšati razvoj mikrookruženja tumora. Stoga, ćelije raka mogu ili potisnuti ili potaknuti piroptozu kako bi podržale njihovo napredovanje ovisno o kontekstu.
Prednosti cistanche tubulosa- jača imunološki sistem
Molekularni mehanizmi piroptoze
verovatno da će se povećati u budućnosti, trenutno postoje dva glavna i nekoliko alternativnih puta koji su do danas razjašnjeni (slika 1). U glavnim putevima, piroptozu inducira GSDMD i uključuje inflamatornu kaspazu-1 (kanonski put) ili kaspazu-4/5 (ili mišju kaspazu-11) (nekanonski put). Od alternativnih puteva, najrasprostranjeniji je GSDME-inducirana piroptoza putem kaspaze-3 [5], iako su također prijavljeni različiti putevi koji uključuju druge članove GSDM porodice i kaspaze ili granzime. Strukturno, GSDMA, GSDMB, GSDMC, GSDM D i GSDME se sastoje od N-terminalnog domena za formiranje pora i C-terminalnog regulatornog domena koji su povezani linker regionom [20]. U normalnim uslovima, region linkera dozvoljava C-terminalnom domenu da se preklopi preko vrha N-terminalnog domena i funkcionalno inhibira njegovu smrtonosnu aktivnost. Cepanje na mestu linkera kaspazama ili granzimima, međutim, odustaje od ove auto-inhibitorne strukture i dovodi do translokacije fragmenta N-terminalnog domena u plazmu i mitohondrijalne membrane. Jednom vezana, N-terminalna domena oligomerizuje i formira transmembranske pore koje olakšavaju lučenje proinflamatornog sadržaja, poput interleukina (IL)- 1 i IL-18, i izazivaju lizu ćelija kroz osmotsku barijeru poremećaj [21]. U narednim odjeljcima dat je sažetak koraka uključenih u svaki od puteva koji vode do piroptoze.
Kanonski inflamasomski put
U kanonskom inflamasomskom putu do piroptoze, prepoznavanje DAMP-a (npr. fibrinogen, proteini toplotnog šoka, DNK) i/ili PAMP-a (npr. flagelin, glikani, lipopolisaharidi (LPS)) receptorima za prepoznavanje uzoraka (PRR) dovodi do aktivacije odgovarajući citosolni signalni kompleksi koji se nazivaju inflamazomi, koji se tipično sastoje od senzornog proteina, adaptora i efektorske kaspaze [22]. Iako su različiti PRR-ovi, poput NOD-sličnih receptora (NLR) i receptora sličnih toll-u (TLR), uključeni u ovaj proces, poznato je da samo podskup njih može direktno sastaviti inflamasome i aktivirati cistein proteazu kaspazu{ {3}} [23]. Konkretno, senzori PRR/inflamazoma u ovoj podskupini uključuju NLR familiju pirinskih domena (NLRP)1, NLRP3, NLRP4, odsutne u melanomu 2 (AIM2) i Pyrin. Nakon njihove aktivacije, većina ovih senzora stupa u interakciju sa proteinom koji je povezan sa apoptozom adapterskog proteina, koji sadrži CARD (ASC), koji aktivira kaspazu-1 kroz regrutaciju i cijepanje prokapaze-1. Osim što oslobađa i aktivira smrtonosnu N-terminalnu domenu GSDMD (GSDMD-N), kaspaza-1 također sazrijeva pro-IL-1 i pro-IL-18 u IL{{22 }} i IL-18, koji se oslobađaju kroz nekrotične pore membrane formirane od GSDM DN [24].
Prednosti cistanche tubulosa-Antitumor
Nekanonski inflamasomski put
Za razliku od kanonskog inflamasomskog puta, nekanonski inflamasomski put je nezavisan od kaspaze-1 i umjesto toga se oslanja na kaspazu-4 i -5 kod ljudi i kaspazu-11 kod miševa [25]. Aktivacija ovih kaspaza se događa direktnim vezivanjem LPS-a za odgovarajuće pro-kapaze i zaobilazi potrebu za inflamasomskim senzorima. Porijeklom od gram-negativnih bakterija, citoplazmatska isporuka LPS-a može se dogoditi putem infekcije ili membranskih vezikula. Iako ove kaspaze ne aktiviraju direktno IL-1 i IL-18, njihovo pokretanje piroptoze kroz GSDMD cijepanje dovodi do efluksa kalijevih jona koji aktivira NLRP3 inflamasom i pojačava djelovanje kaspaze{{11} } [26].
Slika 1 Šema signalnih puteva piroptoze. Kanonski inflamasomski put do piroptoze induciran je raznim stimulusima i rezultira aktivacijom kaspaze-1, dok je nekanonski put induciran LPS-om i rezultira aktivacijom kaspaze-4/5. I aktivirana kaspaza-1 i kaspaza-4/5 cijepaju autoinhibirani GSDMD na njegovom linkerskom području kako bi oslobodili N-terminalni domen GSDMD (GSDMD-N) od njegovog represorskog C-terminalnog domena (GSDMD-C) . GSDMD-N se zatim translocira na plazma membranu i podliježe oligomerizaciji i formiranju pora, što uzrokuje povećanje osmotskog tlaka i na kraju ćelijsku lizu. Formiranje pora također olakšava oslobađanje intracelularnog sadržaja i inflamatornih citokina IL-18 i IL-1 nakon njihove aktivacije kaspazom-1. Putem alternativnih puteva, GSDMD se također može cijepati kaspazom-8, slično GSDME, koji se dodatno može cijepati kaspazom-3 i granzimom B. Osim toga, GSDMD-N i GSDMB-N se također mogu aktivirati NLRP3 ili kaspaza-4. U drugim alternativnim putevima, GSDMB se cijepa kaspazom-1 ili granzimom A, dok se GSDMC cijepa kaspazom-8 i transkripcijski se podiže pod hipoksijom kroz interakciju pSTAT3 sa programiranim ligandom smrti 1. Mehanizmi GSDMA -posredovana piroptoza tek treba da se razjasni. AIM2, odsutan kod melanoma 2; DAMP, molekularni obrasci povezani s opasnošću; FADD, protein domene smrti povezan sa Fas; GSDMA/B/C/D/E, gastrin A/B/C/D/E; IL, interleukin; LPS, lipopolisaharidi; NLRP1/3/4, NLR porodica pirinskih domena koja sadrži 1/3/4; PAMP, molekularni obrasci povezani s patogenom; RIPK1, serin/treonin-protein kinaza 1 u interakciji s receptorom; pSTAT3, fosfo-signalni pretvarač i aktivator transkripcije 3; TAK1 (takođe poznat MAP 3 K7), transformirajući faktor rasta beta-aktivirana kinaza 1
Alternativni putevi
Otkriveno je da se u određenim kontekstima, kao što su kemoterapija ili ciljana terapija raka, put od apoptoze do piroptoze može inducirati putem kaspaze- 3 [5]. Iako su uglavnom povezane sa izvršavanjem apoptoze i morfološkim promjenama, kaspaze-3 mogu posredovati u piroptozi kroz cijepanje GSDME, što na sličan način dovodi do formiranja pora GSDME-N i permeabilizacije membrane. Kada su nivoi GSDME visoki, piroptoza se brzo pokreće nakon aktivacije kaspaze-3, ali kada su nivoi GSDME niski, umjesto toga se pokreće apoptoza [5]. Uzimajući u obzir da većina proteaza uključenih u piroptozu takođe može posredovati u apoptozi kada je njihov odgovarajući GSDM protein odsutan [27, 28], sugestivno je da ravnoteža između piroptoze i apoptoze u velikoj meri zavisi od nivoa GSDM proteina. Ovaj pojam zahtijeva dodatne dokaze, međutim, jer je u suprotnosti sa studijama koje osporavaju ulogu GSDME u piroptozi [29, 30]. Prijavljeno je i nekoliko drugih alternativnih puteva piroptoze i, ukratko, uključuju GSDMD cijepanje kaspazom-8 [31], GSDME cijepanje kaspazom-8 [32] ili granzim B (GzmB) [33], GSDMB cijepanje kaspazom-1 [34] ili granzim A (GzmA) [35], cijepanje GSDMC kaspazom- 8 i regulacija transkripcije programiranim smrtnim ligandom 1 (PD-L1) i pSTAT3 aktiviranim hipoksijom [36], i formiranje pora GSDMA kroz nepoznati mehanizam [37].
Prednosti cistanche tubulosa-Antitumor
Piroptoza i njeni sastojci u raku
Čini se da je nejasna uloga piroptoze u karcinomu kontekstualna i ovisi o tipu ćelije, genetici i trajanju indukcije piroptoze. Nakon aberantne ekspresije i produžene aktivnosti, GSDM, inflamazomi i/ili proinflamatorni citokini mogu doprinijeti tumorskoj patologiji indukcijom imunosupresivnih stanica, promicanjem epitelne u mezenhimalni prijelaz i/ili regulacijom matriksnih metaloproteinaza za ekstracelularni matriks [38]. Nedavno je otkriveno da piroptoza može potaknuti progresiju tumora kod kolorektalnog karcinoma (CRC) povećanjem ekspresije proliferirajućeg ćelijskog nuklearnog antigena putem oslobađanja proteina 1 kutije grupe visoke pokretljivosti (HMGB1) [39]. U hipoksičnim regijama MDA-MB-231 ksenotransplantata kod golih miševa, također je zabilježeno da apoptoza posredovana PD-L1-prebacivanjem na piroptozu olakšava kroničnu nekrozu tumora [36], što može potaknuti rast tumora i ometaju antitumorski imunitet [40]. Uporedo sa ovim efektima, međutim, piroptoza takođe može započeti supresiju i izvršenje tumora [5, 33, 41–43]. U ćelijama hepatocelularnog karcinoma (HCC), na primjer, indukcija piroptoze kroz aktivaciju inflamasoma NLRP3 značajno je ometala metastatski potencijal in vitro i rast tumora in vivo u modelu mišjeg ksenografta [44]. Ideja da supresija piroptoze daje selektivnu prednost u HCC ćelijama je dalje podržana zapažanjem da se nivoi mRNA kaspaze-1 i proteina aktivno smanjuju u ljudskim HCC tkivima i ćelijskim linijama [45].
S obzirom na dvostruku ulogu piroptoze, njene molekularne komponente su, kao što bi se očekivalo, abnormalno i različito izražene kod različitih karcinoma (Tablica 2). GSDM su, na primjer, deregulirani kod raka dojke, želuca, grlića materice i pluća, između ostalog, i pokazalo se da kontroliraju proliferaciju, metastaze, terapijsku rezistenciju i antitumorski imunitet dok djeluju ili kao onkogeni ili kao supresori tumora [65, 66]. . Kod karcinoma želuca (GC), ekspresija GSDMD je značajno smanjena i rezultirala je povećanom proliferacijom tumora i in vitro i in vivo, vjerovatno ubrzavanjem tranzicije S/G2 ćelija [57]. Suprotno tome, nivoi GSDMD proteina su značajno povećani kod karcinoma ne-malih ćelija pluća (NSCLC) u poređenju sa susednim kontrolama i bili su povezani sa većom veličinom tumora, naprednijim stadijumima metastaza tumorskih čvorova i, kod adenokarcinoma pluća (LUAD), lošijom prognozom [27 ]. Štaviše, GSDMD nokdaun u NSCLC ćelijama je oslabio njihovu proliferaciju kroz indukciju apoptoze i inhibiciju EGFR/Akt signalizacije. Slično kao kod GSDMD, ekspresija GSDME je takođe smanjena u GC, kao i kod raka dojke i CRC [47, 59, 67]. Posebno kod CRC-a, srušenje GSDME je povećalo ćelijsku invazivnost i broj kolonija, dok je prekomjerna ekspresija GSDME smanjila ćelijski rast i formiranje kolonija [51]. Prilikom ispitivanja hirurških uzoraka primarnog GC-a, ekspresija GSDMC je uočena samo u određenim slučajevima, iako je kontrastno regulirana u CRC-u, gdje je promovirala kancerogenezu i proliferaciju in vitro i rast tumora in vivo [50]. Viši nivoi GSDMB takođe su u korelaciji sa višim stopama metastaza i nižim stopama preživljavanja kod pacijenata sa karcinomom dojke [46]. Među ostalim sastojcima piroptoze, ekspresija AIM2 je bila značajno smanjena ili izostala u većini uočenih CRC tumora i vezana za loše ishode pacijenata [52]. Nizak nivo AIM2 takođe je korelirao sa naprednijim tumorom u HCC, dok je prekomerna ekspresija AIM2 oslabila proliferaciju i invaziju ćelija [61]. Nivoi NLRP1 su na sličan način smanjeni u tumorskim tkivima CRC i povezani sa povećanim metastazama i lošim preživljavanjem [54]. Ipak, NLRP1 je također uključen u potporu tumora. U melanomu, na primjer, otkriveno je da NLRP1 doprinosi stečenoj rezistenciji na lijekove [62], a kod raka dojke je bio prekomjerno eksprimiran u primarnim tkivima i povezan s metastazama u limfnim čvorovima [49]. Kod miševa, NLRP1 je također promovirao proliferaciju raka dojke, invaziju, metastaze i tumorigenost [49]. Dalje, nivoi mRNA kaspaze-1 su značajno smanjeni u tkivima karcinoma dojke pacijenata [48], a gubitak kaspaze-1 je bio povezan sa tumorigenezom prostate [64] i CRC [53]. Uprkos očiglednoj ulozi u suzbijanju tumora kod ovih karcinoma, ekspresija kaspaze{32}} je značajno povećana u tkivima humanog glioma i sugeriše se da igra ključnu ulogu u proliferaciji i migraciji ćelija glioma kroz kontrolu piroptoze i naknadni doprinos lokalnom tumoru mikrookruženje [60].
Nepotrebno je reći da će razjašnjavanje odnosa između piroptoze i raka i dalje zahtijevati opsežna istraživanja. Uzimajući u obzir nedostatak konsenzusa među studijama, jedan značajan izazov će biti razaznati i spojiti uloge specifične za tumor i regulaciju svake piroptotičke molekularne komponente. Sa višestrukim putevima koji dovode do piroptoze i višestrukim sastojcima koji se preklapaju, sugestivno je da je karakterizacija ukupnog tumor-specifičnog efekta svakog puta, a ne pojedinačnih efekata svake komponente, možda efikasnija strategija za razumijevanje i/ili predviđanje tumorske modulacije piroptoze. Ipak, kako se novi putevi piroptoze još uvijek otkrivaju, praznine u našem znanju mogu nas spriječiti da shvatimo bilo koje veće modulacijske teme sve dok se svi odgovarajući signalni putevi ne razjasne i u skladu s tim organiziraju unutar trenutne sheme ili nove.
Tabela 2 Ekspresija odabranih piroptotičkih komponenti u karcinomima i njihove povezane posljedice
Tabela 2 Ekspresija odabranih piroptotičkih komponenti u karcinomima i njihove povezane posljedice (nastavak)
Veze između piroptoze i imuniteta protiv raka
Sposobnost smrti ćelije da izazove adaptivni imuni odgovor poznata je kao imunogena ćelijska smrt (ICD). Konkretno, imunogeni potencijal umiruće ćelije raka definiran je njenim antigenskim i adjuvantnim karakteristikama, kao što su prisustvo antigena povezanih s tumorom i oslobađanje endogenih DAMP-ova, respektivno [68, 69]. Za razliku od apoptoze, koja je u osnovi imunotolerantni proces, piroptoza posjeduje molekularnu mašineriju da izazove snažan inflamatorni odgovor i u nekim slučajevima se sugerira da je oblik ICD-a [33]. Iako veza između piroptoze i imuniteta protiv raka još nije jasna, sve veći broj studija pokazuje da se klirens tumora posredovan piroptozom postiže pojačavanjem imunološke aktivacije i funkcije. Štaviše, pored toga što se pokreće spontano kroz različite stresore i prebacivanja apoptoze na piroptozu, piroptozu tumorskih ćelija mogu direktno inducirati određene imune ćelije, što sugeriše da piroptoza može učestvovati u petlji pozitivne povratne sprege u antitumorskom imunitetu. U sljedećim odjeljcima, najnovija istraživanja koja impliciraju piroptozu na imunitet protiv raka su istaknuta prema uključenom GSDM proteinu.
cistanche koristi za muškarce - jača imuni sistem
Kliknite ovdje za pregled proizvoda Cistanche Enhance Immunity
【Zatražite više】 Email:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692
GSDMA
borat (Phe-BF3) u kombinaciji sa isporukom zlatnih nanočestica (NP), Wang et al. prijavili su uspješnu isporuku mišje izoforme GSDMA, Gsdma3, selektivno u ljudske ćelije raka HeLa (cervikalne), mišje EMT6 (mamure) i mišje 4 T1 (mamure), što je dovelo do piroptoze u 20-40% ćelija u zavisnosti od ćelije linija [70]. Kada je ovaj sistem isporuke primijenjen na miševe BALB/c subkutano implantirane sa 4 T1 ili EMT6 ćelije nakon dvije sedmice rasta, tri kruga tretmana s NP-Gsdma3 i Phe-BF3, bilo intravenskom ili intratumoralnom injekcijom, dovela su do značajnog smanjenja tumora ; a nakon 25 dana opterećenje tumorom je bilo zanemarljivo. Za usporedbu, nije primijećeno smanjenje tumora kada su NP-Gsdma3 ili Phe-BF3 ubrizgani sami, ili kada su mutantni NP-Gsdma3 i Phe-BF3 injektirani zajedno, što sugerira da je funkcija Gsdma3 bila neophodna za uočeni antitumorski učinak . Zanimljivo je da je kod BALB/c miševa tretiranih NP-Gsdma3 i Phe-BF3 otkriveno da je piroptoza u manje od 15% od 4 T1 tumorske ćelije bila dovoljna da eliminiše ceo transplantat tumora dojke. Ovaj efekat regresije tumora je izostao kod Nu/Nu miševa kojima nedostaju zrele T ćelije, međutim, snažno ukazuje da je efekat eliminacije tumora piroptoze posredovane Gsdma{31}}, barem djelomično, zavisan od imunološkog sistema. Shodno tome, povećanje infiltracije CD3+ T ćelija, kao i smanjenje CD4+ FOXP3+ T regulatornih ćelija kod BALB/c miševa, uočeno je samo kod 4 T1 tumora tretirani sa NP–Gsdma3 i Phe-BF3. Nadalje, iscrpljivanje populacija CD4+ i CD8+ ćelija u ovom modelu liječenja spriječilo je regresiju tumora, što implicira da i CTL i CD{42}} T pomoćne stanice igraju nezamjenjivu ulogu tokom piroptoze izazvane klirens tumora. Kada se uporedi sa PBS kontrolnim 4 T1 tumorima, dalja analiza je također otkrila da su se, dok su CD4+, CD8+, prirodni ubica (NK) i M1 makrofagne populacije povećale u NP-Gsdma3 i Phe-BF3 liječenim tumorima tumori, smanjena je populacija monocita, neutrofila, supresorskih ćelija izvedenih iz mijeloida i M2 makrofaga. Pored povećanog nivoa IL-1, IL-18 i HMGB1 u serumu i tumora, utvrđeno je da su brojni imunostimulirajući i antitumorski efektorski geni (npr. Cd69, Gzma, Gzmb) pojačani i različiti imunosupresivni i protumorski geni (npr. Csf1, Vegfa, Cd274) smanjeni su u 4 T1 tumora tretirana NP-Gsdma3 i Phe-BF3 kod BALB/c miševa [70].
GSDMD
Fokusirajući svoju pažnju na citotoksične T limfocite (CTL), Xi i kolege su ispitivali ekspresiju GSDM gena u CTL-u u odnosu na markere CD8+ T ćelija u LUAD-u, karcinomu skvamoznih ćelija pluća (LUSC) i uzorcima tumora melanoma koristeći podatke iz Atlasa genoma raka (TCGA) [71]. Od pet članova GSDM gena, samo ekspresija GSDMD je pokazala pozitivnu korelaciju sa genima markera CD8+ T ćelija (npr. CD8A, CD8B, PRF1, GZMA, GZMB i IFNG) u CTL-ovima u sve tri tumorske kohorte. Pozitivna korelacija između ekspresije GSDMD i CD8A, GZMB i IFNG u CTL-ovima također je uočena u mnogim drugim tipovima tumora i u 30 primarnih tumorskih uzoraka pacijenata sa NSCLC, dodatno potvrđujući povezanost uočenu iz TCGA. Dalja studija je otkrila da je ekspresija GSDMD u aktiviranim CTL-ovima kod OT-1 miševa značajno povećana u poređenju sa naivnim T limfocitima. Slično, ljudske CD8+ T ćelije su povećale regulaciju GSDMD nakon njihove aktivacije, a u LUAD i LUSC uzorcima tkiva, visoki nivoi GSDMD proteina su uočeni u limfocitima koji infiltriraju tumor (TIL). I u OT-1 iu CD8+ T ćelijama aktiviranim ljudima, aktivacija kaspaze-11 odnosno kaspaze-4 je poboljšana i ciljano na njih sa kratkom ukosnom RNA oslabljenom GSDMD dekoltea. Kada su aktivirane OT-1 T ćelije zajedno kultivisane sa ćelijama Lewisovog karcinoma pluća (3LL-OVA) koje eksprimiraju ovalbumin, uočena je ko-lokalizacija GSDMD i GzmB u CTL-ovima u blizini njihovih imunoloških sinapsi; štaviše, citotoksičnost CTL prema 3LL-OVA ćelijama je smanjena nakon obaranje GSDMD. Slični rezultati zabilježeni su korištenjem humanih CTL-ova i ćelijske linije H1299 NSCLC [71]. Uzimajući u obzir da je jedan kritični način na koji CTL ubijaju tumorske ćelije putem oslobađanja citotoksičnih molekula u imunološku sinapsu koju one formiraju, nagađalo se da je isporuka GSDMD i GzmB u efektorske ćelije raka možda bio mehanizam koji leži u osnovi citotoksičnosti CTL-a viđenog u ovu studiju [71].
GSDMB
Ubrzo nakon izvještaja Xija i njegovih kolega, mehanizam piroptoze tumorskih ćelija izazvane NK i CTL-om putem oslobađanja granzima je pojačan u nekoliko studija [33, 35, 72]. Za razliku od Xi et al., međutim, Zhou et al., na primjer, impliciraju učešće GzmA i GSDMB, umjesto GzmB i GSDMD, u ćelijskim linijama koje su ispitivali, podržavajući ideju da je reakcija ćelije na granzime i GSDM je kontekstualno i zavisi od tipa ćelije [35, 71]. Konkretno, otkriveno je da je prisilna ekspresija GSDMB, ali nema drugih članova GSDM u ljudskim embrionalnim bubrezima (HEK)- 293 T ćelijama kojima nedostaje endogena ekspresija GSDM-a, dovela do piroptotičkog ubijanja 293 T ćelija od strane ko-kultiviranih humanih NK{{10 }}MI ćelije [35]. Zanimljivo je da je GSDMB posredovano ubijanje od strane NK ćelija bilo nezavisno od kaspaze, jer tretman inhibitorom pankapaze nije imao efekta. Inhibicija granzima ili degranulacije NK ćelija i perforina, međutim, ne samo da je blokirala piroptozu izazvanu NK ćelijama, već i cijepanje GSDMB u 293 T ćelija. Od pet ljudskih granzima u HEK-293F ćelijama, otkriveno je da samo GzmA brzo cijepa GSDMB na obrascu sličnom onom koji se vidi u testovima ubijanja NK ćelija. Kada je GzmA elektroporisan u GSDMB-rekonstituisane 293 T ćelije, rezultiralo je ekstenzivno GSDMB cepanje i piroptotičko ubijanje; ali kada je mutant GzmA S212A s nedostatkom proteaze elektroporiran ili je eksprimiran mutant GSDMB K244A koji se ne može cijepati ili dvostruki mutant K229A/K244A, indukcija piroptoze je značajno smanjena. Slično, GzmA posredovano cijepanje GSDMB je bilo potrebno u fiziološkim uvjetima za piroptotičko ubijanje NK stanica 293 T ćelija, a bilo kakvi poremećaji u cijepanju, kao što je ekspresija GSDMB mutanta, ukazivali su 293 T ćelije na otpornost na piroptozu. U ljudskim ćelijskim linijama raka koje endogeno eksprimiraju GSDMB, posebno OE19 (karcinom jednjaka), SW837 (CRC) i SKCO1 (CRC), dalje je pokazano da je isporuka GzmA putem elektroporacije ili perforina bila dovoljna da izazove piroptozu posredovanu GSDMB [35].
Primjetno, druge ćelijske linije raka s neprimjetnim razinama GSDMB, kao što su OE33 (ćelije karcinoma jednjaka) i HCC1954 (ćelije raka dojke), mogu biti transkripcijski inducirane da povećaju ekspresiju GSDMB kroz izlaganje citokinima koje obično oslobađaju aktivirani citotoksični limfociti-gamma, poput interferona. (IFN-) i faktor nekroze tumora-alfa (TNF-) [35]. Zauzvrat, IFN-priming značajno je povećao piroptotičku ćelijsku smrt u nizu ovih ćelijskih linija, iako je ovaj efekat na kraju zavisio od GzmA. Slično njihovoj inkubaciji sa NK-92MI ćelijama, pronađeno je da 293 T ćelije koje eksprimiraju CD19 i GSDMB prolaze kroz GSDMB cepanje i piroptozu kao odgovor na inkubaciju sa humanim anti-CD19 himernim antigen receptorom (CAR) -T ćelijama. Do ovog cijepanja i indukcije piroptoze, međutim, nije došlo kada je necijepiva verzija GSDMB eksprimirana u 293 T ćelija ili kada je GZMA oboren u CAR-T ćelijama. Idući naprijed, grupa je pokazala da, iako GSDMB nema ortologe kod miševa, CTL generirani od OT-1 transgenih miševa mogu koristiti mišji GzmA (mGzmA) da cijepaju ljudski GSDMB i indukuju piroptozu u mišjim MC38 CRC ćelijama koje eksprimiraju ljudski GSDMB. Primjenjujući ovo znanje na in vivo model, grupa nije pronašla značajne razlike u rastu usađenih mišjih CT26 CRC ćelija kod BALB/c miševa bez obzira da li je ljudski GSDMB rekonstituisan u ćelijama ili ne. Kasnije je izneseno da je prepoznavanje CT26 tumorskih ćelija od strane CTL-a u modelu moglo biti otežano interakcijom programirane ćelijske smrti proteina 1 (PD-1) – programirane smrti liganda 1 (PD-L1), tako, sprečavanje CTL isporuke mGzmA u ciljne ćelije CT26 i indukciju piroptoze CT26 ćelija. Zanimljivo, blokiranjem vezivanja PD-1-PD-L1 u modelu putem injekcije PD-1 antitijela, grupa je bila u stanju malo smanjiti rast kontrolnih CT26 tumora i gotovo u potpunosti potisnuti rast ljudskog GSDMB-a. koji eksprimiraju CT26 tumore. Djelomična inhibicija rasta tumora također je viđena kod CT26 tumora koji eksprimiraju GzmA-rezistentni dvostruki mutantni oblik GSDMB pod uvjetom PD-1 antitijela, ali samo u mjeri blizu onoj kod kontrolnih tumora. Grupa je također prijavila slične nalaze koristeći agresivniji B16-F10 model tumora melanoma kod C57BL/6 miševa [35]. Uzeti zajedno, ovi nalazi ne samo da su pokazali da GSDMB posredovana piroptoza djeluje nizvodno od GzmA, već da citotoksični limfociti mogu isporučiti GzmA u ćelije raka koje eksprimiraju GSDMB kako bi se olakšao antitumorski imunitet.
GSDME
Zhang et al. također su prijavili isti mehanizam indukcije piroptoze od strane citotoksičnih limfocita, ali su ukazali na GSDME i GzmB uključenost [33]. Dovodeći do ovih nalaza, pokazalo se da ektopična ekspresija mišjeg GSDME (mGSDME) u mišjim 4T1E ćelijama raka dojke usadjenim u imunokompetentne BALB/c miševe značajno inhibira rast 4T1E tumora i dovodi do povećanja infiltracije NK ćelija i makrofaga povezanih s tumorom. (TAM) [33]. Osim toga, povećana je ekspresija NK ćelija i CD8+ TIL GzmB i perforina u ovim tumorima, kao i CD8+ TIL proizvodnja IFN- i TNF-a kada je stimulisana forbolom 12- miristatom { {11}}acetat i jonomicin. Suprotno tome, ekspresija nefunkcionalnih ili necijepivih verzija mGSDME u 4T1E ćelijama značajno je ublažila ove efekte, dok je nokaut mGSDME u EMT6 tumorima imao suprotne efekte. Kada su 4T1E tumorske ćelije koje eksprimiraju pojačani zeleni fluorescentni protein (eGFP) implantirane u ove miševe, vidjelo se da je broj eGFP-pozitivnih CD{20}} TIL-ova značajno veći kada su 4T1E ćelije također prekomjerno eksprimirale mGSDME. eGFP-pozitivni TIL-ovi u tumorima sa prekomjernom ekspresijom mGSDME također su imali veću ekspresiju perforina i proizvodnju citokina sekundarno nakon GFP bojenja; i udvostručenje eGFP-pozitivnih TAM-ova u ovim tumorima u poređenju sa kontrolama snažno je indiciralo veću fagocitozu tumorskih ćelija, što je možda pomoglo u promicanju antitumorskog adaptivnog imuniteta. Da bi se ispitala veza između supresije tumora posredovane GSDME i imunološkog odgovora, grupa je zasebno koristila NSG miševe bez zrelih limfocita i BALB/c miševe s nedostatkom perforina kako bi otkrila da je antitumorski učinak GSDME bio i limfocitni i perforin- ovisni i implicirani uključivanje NK i CD8+ T ćelija. Daljnjim istraživanjem, pokazano je da ljudska NK ćelijska linija YT može aktivirati piroptozu u HeLa stanicama koje eksprimiraju GSDME, a iz eksperimenata sa ćelijskom linijom humanog neuroblastoma SH-SY5Y se spekuliralo da je ova indukcija postignuta putem GzmB, koji ne samo da cijepa GSDME na ista lokacija kao caspase-3 ali indirektno aktivira caspase-3. Eksperimenti s vakcinom/izazovom također su snažno ukazali da je piroptoza oblik ICD-a, što je u skladu s povećanom infiltracijom i poboljšanom funkcijom imunoloških stanica uočenim tokom ranijih eksperimenata sa stanicama sa prekomjernom ekspresijom mGSDME [33].
Ovi nalazi su u skladu s onima Liua et al., koji sugeriraju da CAR-T stanice mogu inducirati GSDME posredovanu piroptozu tumorskih stanica u B leukemijskim i solidnim tumorskim ćelijama putem otpuštanja perforina i GzmB [72]. Takođe je pokazano da GzmB brzo cijepa GSDMB i aktivira kaspazu-3 u Luc-Raji i NALM- 6 ćelijama, iako je sugerirano da njegovo oslobađanje i potencijal da izazove piroptozu ćelija melanoma B16 zavise od CAR-T afinitet antigena staničnog tumora i domene ko-signalizacije ili njegovu količinu kada se oslobodi, respektivno. Tretiranje makrofaga ljudskog porijekla sa supernatantima iz zajednički kultiviranih CD19-CAR-T ćelija i ćelija raka (NALM-6, Raji, ili primarne B leukemijske ćelije) podstaklo je makrofagnu aktivaciju kaspaze{{14} }, cijepanje GSDMD i oslobađanje IL-6 i IL-1 . Ova zapažanja, međutim, nisu uočena da li su kokultivisane ćelije raka imale nedostatak GSDME ili makrofaga u kaspazi-1, GSDMD ili NLRP3. Također je otkriveno da su ATP i HMGB1 u kokultiviranim piroptotičkim supernatantima bili dovoljni da promovišu lučenje IL-1 makrofaga i regulaciju IL-6. U velikoj mjeri, ovi nalazi su nagovijestili one viđene u mišjem modelu sindroma oslobađanja citokina izazvanog CAR-T stanicama (CRS) (koristeći Raji ili NALM-6 ćelije u teškim kombinovanim imunodeficijentnim bež miševima), što ukazuje da je CAR-T ćelijska terapija je izazvala CRS kroz piroptozu uz pomoć GSDME. Ova ideja je dodatno podržana kada su analizirane primarne B leukemijske ćelije pacijenata prije tretmana CD19-CAR T ćelijama i pokazalo se da su povećani nivoi GSDME povezani sa težim CRS-om [72].
Osim toga, vrijedno je spomenuti da je u odvojenoj studiji, tretmanom izazvana piroptoza u stanicama melanoma putem GSDME i kaspaze-3 u skladu s tim promovirala oslobađanje HMGB1 i bila je direktno povezana s infiltracijom i T stanica povezanih s tumorom i aktiviranih dendritskih stanica. [73]. Grupa je, stoga, sugerirala da DAMP, poput HMGB1, mogu aktivirati dendritične stanice koje, zauzvrat, izazivaju proliferaciju i sazrijevanje T ćelija i doprinose antitumorskim imunološkim odgovorima [73].
cistanche tubulosa-poboljšava imuni sistem
Izgledi za piroptozu u terapiji protiv raka
Poslednjih godina, sve veći broj studija ilustruje izvodljivost i terapeutski potencijal korišćenja piroptoze za angažovanje antitumorskog imuniteta kroz različite metode ciljanja i isporuke (slika 2). Koristeći mikročestice iz tumorskih ćelija (TMP), na primjer, Gao et al. isporučili su metotreksat u ćelije holangiokarcinoma (CCA) kako bi izazvali piroptozu posredovanu GSDME, što je dovelo do aktivacije makrofaga dobivenih od pacijenta i regrutacije neutrofila na mjesto tumora za uništavanje tumora usmjerenog lijekom [74]. Štaviše, kada je ovaj sistem za isporuku metotreksata-TMP infundiran u lumen žučnih kanala kod pacijenata sa ekstrahepatičnim CCA, aktivacija neutrofila i nestanak bilijarne opstrukcije uočeni su kod 25% pacijenata [74]. Utvrđeno je da je piroptoza posredovana GSDME-om potaknuta kod melanoma kombinacijom BRAF i MEK inhibitora, što uzrokuje infiltraciju/aktivaciju imunoloških stanica i regresiju melanoma [73]. U drugoj strategiji, metformin, najčešći lijek koji se koristi za liječenje dijabetesa tipa 2, korišten je za inhibiciju proliferacije stanica raka indirektnom aktivacijom piroptoze putem kaspaze-3 [75]. Konkretno, metformin je doprinio mitohondrijalnoj disfunkciji i aktivirao put AMPK/SIRT1/NF-κB, promovišući akumulaciju Baxa i oslobađanje citokroma c, što je zauzvrat dovelo do aktivacije kaspaze-3 i cijepanja GSDME [75]. Otkriveno je da niz inhibitora malih molekula koji ciljaju na KRAS-, EGFR- ili ALK-mutantne karcinome pluća izazivaju piroptotičku smrt kroz kaspazu-3- posredovano cijepanje GSDME nakon aktivacije mitohondrijalnog intrinzičnog apoptoznog puta [43]. Nalazi grupe sugeriraju da se ova dva PCD puta međusobno regulišu i da se piroptoza može koristiti za povećanje efikasnosti terapija usmjerenih protiv raka, iako je ovaj efekat smanjen kada je apoptotička funkcija netaknuta [43]. U ćelijama raka dojke, tretman sa RIG- 1 agonistom pokrenuo je ekstrinzični put apoptoze i piroptozu, aktivirajući STAT1 i NF-κB i povećavajući regulaciju hemokina koji regrutuju limfocite [76]. Shodno tome, smanjenje metastaza raka dojke i rast tumora praćeno je povećanjem tumorskih limfocita nakon RIG-1 aktivacije kod miševa [76]. Iako prelazak sa apoptoze na piroptozu tek treba da bude u potpunosti razjašnjen, otkriveno je da nedavno sintetizovani NF-κB inhibitor, 13d, zaustavlja ćelije raka u G2/M fazi i promoviše ovu promjenu [77]. Tretman sa 13d je takođe proizveo snažan antitumorski efekat in vivo dok je pokazao nisku toksičnost [77], slično kao L61H10, još jedno jedinjenje za koje se navodi da indukuje prebacivanje apoptoze na piroptozu, takođe verovatno kroz inhibiciju NF-κB [78].
Jedna značajna prepreka u razvoju strategija protiv karcinoma zasnovanih na piroptozi je činjenica da mnogi karcinomi značajno smanjuju ekspresiju GSDM proteina ili eksprimiraju mutirane, nefunkcionalne oblike istih [33]. Na sreću, ova dilema je zaokupila interesovanje mnogih istraživača koji su počeli da razvijaju pametna rešenja, poput Fana i saradnika, koji su pristupili problemu putem epigenetskog ciljanja [79]. Koristeći decitabin za demetilaciju GSDME u kombinaciji sa nanolipozomima koji nose hemoterapijske lijekove koji aktiviraju kaspazu-3, grupa je efikasno preokrenula utišavanje GSDME u tumorskim ćelijama i izazvala piroptozu. Pored supresije rasta tumora, metastaza i recidiva, ovaj režim je takođe stimulisao imune odgovore putem oslobađanja citokina izazvanog piroptozom [79]. Uzimajući u obzir da je 91% GSDME mutacija povezanih sa oboljelim od raka koje su procijenili Zhang et al. za koje se vidi da uzrokuju gubitak funkcije [33], međutim, sugestivno je da epigenetsko ciljanje možda nije efikasna metoda za indukciju piroptoze kod određenih pacijenata. Ciljana isporuka funkcionalnih GSDM proteina direktno u ćelije raka putem nanotehnologije [70], ipak može pružiti pouzdan i efikasan način da se zaobiđe ova dilema. Još jedna velika prepreka sa kojom se suočavaju gotovo sve imunoterapijske strategije protiv raka je disregulacija koja proizlazi iz imunosupresivnog tumorskog mikrookruženja, kao što je preko inhibitornih receptora kao što je PD-1. Da bi se pozabavili ovim, Lu et al. konstruisane NK92 ćelije koje sadrže himerni kostimulatorni konvertujući receptor (CAR) koji pretvara inhibitorni PD-1 signal u aktivirajući signal, efikasno povećavajući antitumorsko delovanje ćelija protiv ćelija raka pluća H1299 [80]. In vitro, CR NK92 ćelije su brzo ubile ćelije H1299 putem piroptoze posredovane GSDME i, in vivo, značajno inhibiraju rast tumora [80]. Uzeto zajedno sa zapažanjima Liua i kolega o piroptozi izazvanoj CAR-T ćelijama [72], čini se da će buduće istraživanje terapija zasnovanih na CAR, iako izazovno, biti posebno vredno truda. Štaviše, uzbudljiv i sve veći broj izvještaja da indukcija piroptoze sinergije sa PD-1 inhibitorima kako bi "hladne" tumore pretvorile u "vruće" sugeriraju da smo tek počeli razumijevati kombinatorni potencijal piroptoze (slika 2) [35 , 70].
Slika 2 Piroptoza zagrijava imunitet protiv raka. 'Hladni tumor': tumorske ćelije stvaraju imuno-tolerantno mikrookruženje i izbjegavaju imunološko otkrivanje i ubijanje regrutacijom imunosupresivnih ćelija, povećanjem proteina imunoloških kontrolnih tačaka, ometanjem prezentacije antigena i oslobađanjem faktora koji inhibiraju imunitet. 'Zagrijavanje tumora': različite strategije se koriste za induciranje piroptoze tumorskih stanica i "zagrijavanje" tumora iz imunološki tihih stanja. 'Topli tumor': piroptotičke tumorske ćelije oslobađaju proinflamatorne citokine i imunogeni materijal koji podstiču aktivaciju i regrutaciju imunoloških ćelija. 'Vrući tumor': infiltrirane imune ćelije prepoznaju i ubijaju tumorske ćelije, a ovo ubijanje može sudjelovati u pozitivnoj povratnoj sprezi koja povećava imunitet specifičan za tumor. Eliminacija tumora može se dodatno povećati kroz kombinatorne terapijske strategije. CAR-T, himerni antigen receptor T ćelija; CR-NK, himerni kostimulatorni konvertujući receptor prirodna ćelija ubica; DC, dendritična ćelija; GSDM, proteini gastrina; HMGB1, protein grupne kutije visoke pokretljivosti 1; IFN-, interferon-gama; IL, interleukin; MDSC, supresorske ćelije izvedene iz mijeloida; MHC, glavni kompleks histokompatibilnosti; NK, prirodna ćelija ubica; NP, nanočestica; PD-L1, programirana smrt-ligand 1; PD-1, protein programirane ćelijske smrti 1; TNF-, faktor nekroze tumora-alfa; Tregs, regulatorne T ćelije
Zaključci i buduće perspektive
Kao način upalne ćelijske smrti, piroptoza igra važnu ulogu u supresiji tumora podstičući antitumorski imunološki odgovor u akciju. U nekim slučajevima, sugestivno je da sama indukcija piroptoze može biti dovoljna da spreči rast tumora, iako varijabilnost u njenoj efikasnosti i povezanim štetnim efektima (npr. CRS u terapiji CAR-T ćelijama) nagoveštava da će njena klinička primena verovatno biti najefikasnija kada koristi se u kombinaciji s drugim antikancerogenim modalitetima i prilagođen pojedinim pacijentima i karcinomima. Čini se da je jedan od najvećih izazova s kojima se suočava terapijska primjena piroptoze nepravilnost u ekspresiji i funkciji komponenti povezanih s piroptozom, ne samo kod različitih karcinoma već i unutar njih. Ipak, napredak u molekularnim, genetskim i epigenetskim sistemima ciljanja/isporuke, uz preciznost i personaliziranu medicinu, daju nadu da bismo uskoro mogli posjedovati alate i znanje potrebne da iskoristimo ove moćne mehanizme kao oružje protiv raka.
Reference
1. Wong RS. Apoptoza kod raka: od patogeneze do liječenja. J Exp Clin Cancer Res. 2011;30(1):1–14.
2. Fang Y, Tian S, Pan Y, Li W, Wang Q, Tang Y, et al. Piroptoza: nova granica u raku. Biomed Pharmacother. 2020;121:109595. https://doi.org/10.1016/j. biopha.2019.109595.
3. de Vasconcelos NM, Lamkanfi M. Nedavna saznanja o inflamazomima, gastrinskim porama i piroptozi. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2020;12(5): a036392. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a036392.
4. Gong Y, Fan Z, Luo G, Yang C, Huang Q, Fan K, et al. Uloga nekroptoze u biologiji i terapiji raka. Mol Cancer. 2019;18(1):1–17.
5. Wang Y, Gao W, Shi X, Ding J, Liu W, He H, et al. Hemoterapijski lijekovi indukuju piroptozu kroz kaspazu-3 cijepanje mozga. Priroda. 2017; 547(7661):99–103. https://doi.org/10.1038/nature22393.
6. Bebber CM, Müller F, Prieto Clemente L, Weber J, von Karstedt S. Feroptoza u biologiji ćelija raka. Rakovi. 2020;12(1):164. https://doi.org/10.3390/ca ncers12010164.
7. Mou Y, Wang J, Wu J, He D, Zhang C, Duan C, et al. Feroptoza, novi oblik ćelijske smrti: mogućnosti i izazovi kod raka. J Hematol Oncol. 2019;12(1):1–16.
8. Inoue H, Tani K. Multimodalna imunogena smrt ćelija raka kao posljedica citotoksičnih tretmana protiv raka. Cell Death Differ. 2014; 21(1):39–49. https://doi.org/10.1038/cdd.2013.84.
9. Amarante-Mendes GP, Adjemian S, Branco LM, Zanetti LC, Weinlich R, Bortoluci KR. Receptori za prepoznavanje uzoraka i molekularna mašinerija za smrt ćelije domaćina. Front Immunol. 2018;9:2379. https://doi.org/10.3389/ fimmu.2018.02379.
10. Tang R, Xu J, Zhang B, Liu J, Liang C, Hua J, et al. Feroptoza, nekroptoza i piroptoza u antikancerogenom imunitetu. J Hematol Oncol. 2020;13(1):1–18.
11. Monack DM, Raupach B, Hromockyj AE, Falkow S. Invazija Salmonella typhimurium inducira apoptozu u inficiranim makrofagima. Proc Natl Acad Sci. 1996;93(18):9833–8. https://doi.org/10.1073/pnas.93.18.9833.
12. Zychlinsky A, Prevost MC, Sansonetti PJ. Shigella flexneri inducira apoptozu u inficiranim makrofagima. Priroda. 1992;358(6382):167–9. https://doi.org/10.1 038/358167a0.
13. Hilbi H, Moss JE, Hersh D, Chen Y, Arondel J, Banerjee S, et al. Apoptoza izazvana šigelom zavisi od kaspaze-1 koja se vezuje za IpaB. J Biol Chem. 1998;273(49):32895–900. https://doi.org/10.1074/jbc.273.49.32895. 14. Fink SL, Cookson BT. Formiranje pora ovisno o kaspazi tokom piroptoze dovodi do osmotske lize inficiranih makrofaga domaćina. Cell Microbiol. 2006;8(11):1812–25. https://doi.org/10.1111/j.1462-5822.2006. 00751.x.
15. Wu C, Lu W, Zhang Y, Zhang G, Shi X, Hisada Y, et al. Aktivacija inflamasoma izaziva zgrušavanje krvi i smrt domaćina kroz piroptozu. Imunitet. 2019;50(6):1401–11. e1404.
16. Zhaolin Z, Guohua L, Shiyuan W, Zuo W. Uloga piroptoze u kardiovaskularnim bolestima. Cell Prolif. 2019;52(2):e12563. https://doi.org/10.1111/ cpr.12563.
17. Voet S, Srinivasan S, Lamkanfi M, van Loo G. Inflamazomi u neuroinflamatornim i neurodegenerativnim bolestima. EMBO Mol Med. 2019; 11(6):e10248.
18. Doitsh G, Galloway NL, Geng X, Yang Z, Monroe KM, Zepeda O, et al. Ćelijska smrt piroptozom dovodi do iscrpljivanja CD4 T-ćelija u HIV-1 infekciji. Priroda. 2014;505(7484):509–14. https://doi.org/10.1038/nature12940.
19. Qiu Z, Lei S, Zhao B, Wu Y, Su W, Liu M, et al. Piroptoza posredovana aktivacijom inflamasoma NLRP3 pogoršava ishemiju/reperfuziju miokarda kod dijabetičkih štakora. Oxid Med Cell Longev. 2017;2017.
20. Kuang S, Zheng J, Yang H, Li S, Duan S, Shen Y, et al. Uvid u strukturu GSDMD otkriva osnovu autoinhibicije GSDMD u ćelijskoj piroptozi. Proc Natl Acad Sci. 2017;114(40):10642–7. https://doi.org/10.1073/pnas.17081 94114.
21. Guey B, Bodnar M, Manié SN, Tardivel A, Petrilli V. Autoproteoliza kaspaze{1}} je različito potrebna za funkciju inflamasoma NLRP1b i NLRP3. Proc Natl Acad Sci. 2014;111(48):17254–9. https://doi.org/10.1073/pnas.141 5756111.
22. Shi J, Zhao Y, Wang Y, Gao W, Ding J, Li P, et al. Inflamatorne kaspaze su urođeni imuni receptori za intracelularni LPS. Priroda. 2014;514(7521):187–92. https://doi.org/10.1038/nature13683.
23. Nyström S, Antoine DJ, Lundbäck P, Lock JG, Nita AF, Högstrand K, et al. Aktivacija TLR-a reguliše izoforme molekularnog uzorka povezane sa oštećenjem koje se oslobađaju tokom piroptoze. EMBO J. 2013;32(1):86–99. https://doi.org/10.1038/ emboj.2012.328.
24. Wang K, Sun Q, Zhong X, Zeng M, Zeng H, Shi X, et al. Strukturni mehanizam za ciljanje GSDMD autoprocesiranim kaspazama u piroptozi. Cell. 2020;180(5):941–55. e920.
25. Kayagaki N, Warming S, Lamkanfi M, Walle LV, Louie S, Dong J, et al. Nekanonska aktivacija inflamasoma cilja kaspazu-11. Priroda. 2011; 479(7371):117–21. https://doi.org/10.1038/nature10558.
26. Kayagaki N, Stowe IB, Lee BL, O'Rourke K, Anderson K, Warming S, et al. Kaspaza-11 cijepa gasdermin D za nekanonsku signalizaciju inflamasoma. Priroda. 2015;526(7575):666–71. https://doi.org/10.1038/nature1 5541.
27. Gao J, Qiu X, Xi G, Liu H, Zhang F, Lv T, et al. Smanjenje regulacije GSDMD smanjuje proliferaciju tumora putem intrinzičnog mitohondrijalnog apoptotičkog puta i inhibicije EGFR/Akt signalizacije i predviđa dobru prognozu kod karcinoma pluća ne-malih ćelija. Oncol Rep. 2018;40(4):1971–84. https://doi.org/10.3892/or.2018.6634.
28. Tsuchiya K, Nakajima S, Hosojima S, Nguyen DT, Hattori T, Le TM, et al. Kaspaza-1 inicira apoptozu u odsustvu gasdermina D. Nat Commun. 2019;10(1):1–19.
29. Lee BL, Mirrashidi KM, Stowe IB, Kummerfeld SK, Watanabe C, Haley B, et al. ASC-i kaspaza{2}}zavisni apoptotički put odstupa od NLRC4 inflamasoma u makrofagima. Sci Rep. 2018;8(1):1–12.
30. Chen KW, Demarco B, Heilig R, Shkarina K, Boetcher A, Farady CJ, et al. Ekstrinzična i intrinzična apoptoza aktiviraju paneksin-1 da pokreće sklop NLRP 3 inflamasoma. EMBO J. 2019;38(10):e101638.
31. Demarco B, Grayczyk JP, Bjanes E, Le Roy D, Tonnus W, Assenmacher CA, et al. Cepanje gasdermina D zavisi od kaspaze-8–8 promoviše antimikrobnu odbranu, ali daje osetljivost na smrtnost izazvanu TNF-om. Sci Adv. 2020; 6(47):eabc3465.
32. Aizawa E, Karasawa T, Watanabe S, Komada T, Kimura H, Kamata R, et al. Nepotpuna piroptoza zavisna od GSDME dozvoljava selektivno oslobađanje IL-1 pod inhibicijom kaspaze-1. iScience. 2020;23(5):101070.
33. Zhang Z, Zhang Y, Xia S, Kong Q, Li S, Liu X, et al. Gasdermin E suzbija rast tumora aktiviranjem antitumorskog imuniteta. Priroda. 2020;579(7799): 415–20. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2071-9.
34. Li L, Li Y, Bai Y. Uloga GSDMB u piroptozi i raku. Cancer Manag Res. 2020;12:3033–43. https://doi.org/10.2147/CMAR.S246948.
35. Zhou Z, He H, Wang K, Shi X, Wang Y, Su Y, et al. Granzim A iz citotoksičnih limfocita cijepa GSDMB kako bi pokrenuo piroptozu u ciljnim stanicama. Nauka. 2020;368(6494).
36. Hou J, Zhao R, Xia W, Chang CW, You Y, Hsu JM, et al. PD-L1-posredovana ekspresija gasdermina C prebacuje apoptozu na piroptozu u ćelijama raka i olakšava nekrozu tumora. Nat Cell Biol. 2020;22(10):1264–75. https:// doi.org/10.1038/s41556-020-0575-z.
37. Tang L, Lu C, Zheng G, Burgering BM. Novi uvidi o ulozi pokretača u infekcijama i upalnim bolestima. Clin Transl Immunol. 2020;9(10):e1186.
38. Wang M, Jiang S, Zhang Y, Li P, Wang K. Višestruke uloge piroptotičkih puteva ćelijske smrti u raku. Rakovi. 2019;11(9):1313. https:// doi.org/10.3390/cancers11091313.
39. Tan G, Huang C, Chen J, Zhi F. HMGB1 oslobođen iz GSDME-posredovanih piroptotičkih epitelnih ćelija učestvuje u tumorigenezi kolorektalnog karcinoma povezanog s kolitisom putem ERK1/2 puta. J Hematol Oncol. 2020;13(1):1–11.
40. Vakkila J, Lotze MT. Upala i nekroza potiču rast tumora. Nat Rev Immunol. 2004;4(8):641–8. https://doi.org/10.1038/nri1415.
41. Wang F, Liu W, Ning J, Wang J, Lang Y, Jin X, et al. Simvastatin suzbija proliferaciju i migraciju kod karcinoma pluća ne-malih ćelija putem piroptoze. Int J Biol Sci. 2018;14(4):406–17. https://doi.org/10.7150/ijbs.23542.
42. Cc Z, Cg L, Wang Yf, Xu Lh, He Xh, Qz Z, et al. Hemoterapeutski paklitaksel i cisplatin različito indukuju piroptozu u ćelijama raka pluća A549 putem aktivacije kaspaze-3/GSDME. Apoptoza. 2019;24(3):312–25.
43. Lu H, Zhang S, Wu J, Chen M, Cai MC, Fu Y, et al. Molekularno ciljane terapije izazivaju istovremenu apoptotičku i GSDME zavisnu piroptotičku smrt tumorskih ćelija. Clin Cancer Res. 2018;24(23):6066–77. https://doi.org/10.11 58/1078-0432.CCR-18-1478.
44. Zhang Y, Yang H, Sun M, He T, Liu Y, Yang X, et al. Alpinumisoflavon suzbija rast ćelija hepatocelularnog karcinoma i metastaze putem piroptoze posredovane inflamazomom NLRP3. Pharmacol Rep. 2020;72(5):1370–82. https://doi.org/10.1007/s43440-020-00064-8.
45. Chu Q, Jiang Y, Zhang W, Xu C, Du W, Tuguzbaeva G, et al. Piroptoza je uključena u patogenezu humanog hepatocelularnog karcinoma. Oncotarget. 2016;7(51):84658–65. https://doi.org/10.18632/oncotarget.12384.
46. Hergueta-Redondo M, Sarrió D, Molina-Crespo Á, Megias D, Mota A, RojoSebastian A, et al. Gasdermin-B potiče invaziju i metastaze u ćelijama raka dojke. PLoS One. 2014;9(3):e90099. https://doi.org/10.1371/journal. pone.0090099.
47. Kim MS, Lebron C, Nagpal JK, Chae YK, Chang X, Huang Y, et al. Metilacija DFNA5 povećava rizik od metastaza u limfnim čvorovima kod raka dojke kod ljudi. Biochem Biophys Res Commun. 2008;370(1):38–43. https://doi.org/1 0.1016/j.bbrc.2008.03.026.
48. Sun Y, Guo Y. Ekspresija kaspaze-1 u tkivima raka dojke i njeni efekti na ćelijsku proliferaciju, apoptozu i invaziju. Oncol Lett. 2018;15(5): 6431–5. https://doi.org/10.3892/ol.2018.8176.
49. Wei Y, Huang H, Qiu Z, Li H, Tan J, Ren G, et al. Prekomjerna ekspresija NLRP1 je u korelaciji s tumorigenezom i proliferacijom tumora dojke kod ljudi. Biomed Res Int. 2017;2017:1–9. https://doi.org/10.1155/2017/4938473.
50. Miguchi M, Hinoi T, Shimomura M, Adachi T, Saito Y, Niitsu H, et al. Gasdermin C se pojačava inaktivacijom receptora transformirajućeg faktora rasta tipa II u prisustvu mutiranog Apc, promovišući proliferaciju kolorektalnog karcinoma. PLoS One. 2016;11(11):e0166422. https://doi.org/10.13 71/journal.pone.0166422.
51. Kim M, Chang X, Yamashita K, Nagpal J, Baek J, Wu G, et al. Aberantna promotorska metilacija i tumor supresivna aktivnost gena DFNA5 u kolorektalnom karcinomu. Onkogen. 2008;27(25):3624–34. https://doi.org/10.103 8/sj.onc.1211021. 52. Dihlmann S, Tao S, Echterdiek F, Herpel E, Jansen L, Chang-Claude J, et al. Nedostatak ekspresije melanoma 2 (AIM2) u tumorskim ćelijama usko je povezan sa lošim preživljavanjem pacijenata sa kolorektalnim karcinomom. Int J Cancer. 2014;135(10):2387–96. https://doi.org/10.1002/ijc.28891.
53. Hu B, Elinav E, Huber S, Booth CJ, Strowig T, Jin C, et al. Tumogeneza izazvana upalom u debelom crijevu regulirana je kaspazom-1 i NLRC4. Proc Natl Acad Sci. 2010;107(50):21635–40. https://doi.org/10.1073/pnas.101 6814108.
54. Chen C, Wang B, Sun J, Na H, Chen Z, Zhu Z, et al. DAC može obnoviti ekspresiju NALP1 kako bi suzbio rast tumora kod raka debelog crijeva. Cell Death Dis. 2015;6(1):e1602–2. https://doi.org/10.1038/cddis.2014.532.
55. Saeki N, Kim D, Usui T, Aoyagi K, Tatsuta T, Aoki K, et al. GASDERMIN često potisnut kod raka želuca, meta je LMO1 u TGF- - zavisnoj apoptotičkoj signalizaciji. Onkogen. 2007;26(45):6488–98. https://doi. org/10.1038/sj.onc.1210475.
56. Saeki N, Usui T, Aoyagi K, Kim DH, Sato M, Mabuchi T, et al. Izrazita ekspresija i funkcija četiri gena porodice GSDM (GSDMA-D) u normalnom i malignom epitelu gornjeg gastrointestinalnog trakta. Geni hromozomi Rak. 2009;48(3):261–71. https://doi.org/10.1002/gcc.20636.
57. Wang WJ, Chen D, Jiang MZ, Xu B, Li XW, Chu Y, et al. Smanjenje regulacije gastrina D potiče proliferaciju raka želuca regulacijom proteina vezanih za ćelijski ciklus. J Dig Dis. 2018;19(2):74–83. https://doi.org/10.1111/1751-2 980.12576.
58. Akino K, Toyota M, Suzuki H, Imai T, Maruyama R, Kusano M, et al. Identifikacija DFNA5 kao mete epigenetske inaktivacije kod raka želuca. Cancer Sci. 2007;98(1):88–95. https://doi.org/10.1111/j.1349-7006.2 006.00351.x.
59. Croes L, Fransen E, Hylebos M, Buys K, Hermans C, Broeckx G, et al. Određivanje potencijalnih tumor-supresivnih efekata GSDME u hemijski indukovanom i genetski modifikovanom mišjem modelu raka creva. Rakovi. 2019;11(8):1214.
60. Jiang Z, Yao L, Ma H, Xu P, Li Z, Guo M, et al. miRNA-214 inhibira ćelijsku proliferaciju i migraciju u ćelijama glioma ciljajući kaspazu 1 uključenu u piroptozu. Oncol Res. 2017;25(6):1009–19. https://doi.org/10.3727/09650401 6X14813859905646.
61. Ma X, Guo P, Qiu Y, Mu K, Zhu L, Zhao W, et al. Gubitak ekspresije AIM2 potiče napredovanje hepatokarcinoma kroz aktivaciju mTOR-S6K1 puta. Oncotarget. 2016;7(24):36185–97. https://doi.org/10.18632/oncota rget.9154.
62. Zhai Z, Samson JM, Yamauchi T, Vaddi PK, Matsumoto Y, Dinarello CA, et al. Inflamasomski senzor NLRP1 daje stečenu otpornost na lijekove na temozolomid kod humanog melanoma. Rakovi. 2020;12(9):2518. https://doi. org/10.3390/cancers12092518.
63. Zhai Z, Liu W, Kaur M, Luo Y, Domenico J, Samson JM, et al. NLRP1 potiče rast tumora tako što pojačava aktivaciju inflamasoma i potiskuje apoptozu u metastatskom melanomu. Onkogen. 2017;36(27): 3820–30. https://doi.org/10.1038/onc.2017.26.
64. Winter RN, Kramer A, Borkowski A, Kyprianou N. Gubitak ekspresije proteina kaspaze-1 i kaspaze{2}} kod raka prostate kod ljudi. Cancer Res. 2001; 61(3):1227–32.
65. Wang M, Chen X, Zhang Y. Biološke funkcije gasdermina u raku: od molekularnih mehanizama do terapeutskog potencijala. Front Cell Dev Biol. 2021;9:189.
66. Yu P, Zhang X, Liu N, Tang L, Peng C, Chen X. Piroptoza: mehanizmi i bolesti. Signal Transduct Tar. 2021;6(1):1–21.
67. Ibrahim J. Op de Beeck K, Fransen E, Croes L, Beyens M, Suls A, Vanden Berghe W, Peeters M, Van camp G. Analiza metilacije Gasdermina E pokazuje veliko obećanje kao biomarker za kolorektalni karcinom. Cancer Med. 2019;8(5):2133–45. https://doi.org/10.1002/cam4.2103.
68. Tan Y, Chen Q, Li X, Zeng Z, Xiong W, Li G, et al. Piroptoza: nova paradigma ćelijske smrti za borbu protiv raka. J Exp Clin Cancer Res. 2021;40(1):1–15.
69. Fucikova J, Kepp O, Kasikova L, Petroni G, Yamazaki T, Liu P, et al. Detekcija imunogene ćelijske smrti i njen značaj za terapiju raka. Cell Death Dis 2020;11(11):1–13, 1013. https://doi.org/10.1038/s41419-020-03221-2.
70. Wang Q, Wang Y, Ding J, Wang C, Zhou X, Gao W, et al. Bioortogonalni sistem otkriva antitumornu imunološku funkciju piroptoze. Priroda. 2020; 579(7799):421–6. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2079-1.
71. Xi G, Gao J, Wan B, Zhan P, Xu W, Lv T, et al. GSDMD je potreban za efektorske CD8+ T ćelijske odgovore na ćelije raka pluća. Int Immunopharmacol. 2019;74: 105713. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2019.105713.
72. Liu Y, Fang Y, Chen X, Wang Z, Liang X, Zhang T, et al. Piroptoza ciljne ćelije posredovana Gasdermin E– E od strane CAR T ćelija izaziva sindrom oslobađanja citokina. Sci Immunol. 2020;5(43).
73. Erkes DA, Cai W, Sanchez IM, Purwin TJ, Rogers C, Field CO, et al. Mutantni BRAF i MEK inhibitori regulišu imunološko mikrookruženje tumora putem piroptoze. Cancer Discov. 2020;10(2):254–69. https://doi.org/10.1158/2159- 8290.CD-19-0672.
74. Gao Y, Zhang H, Zhou N, Xu P, Wang J, Gao Y, et al. Metotreksatom napunjene mikrovezikule izvedene iz tumorskih ćelija mogu ublažiti bilijarnu opstrukciju kod pacijenata sa ekstrahepatičnim holangiokarcinomom. Nat Biomed Eng. 2020;4(7):743–53. https://doi.org/10.1038/s41551-020-0583-0.
75. Zheng Z, Bian Y, Zhang Y, Ren G, Li G. Metformin aktivira put AMPK/SIRT1/NF- κB i inducira mitohondrijalnu disfunkciju za pokretanje piroptoze ćelija raka posredovane kaspazom3/ GSDME. Cell Cycle. 2020;19(10):1089–104. https://doi.org/10.1080/15384101.2020.1743911.
76. Elion DL, Jacobson ME, Hicks DJ, Rahman B, Sanchez V, Gonzales-Ericsson PI, et al. Terapeutski aktivni RIG-I agonist inducira imunogeno ubijanje tumorskih ćelija kod karcinoma dojke. Cancer Res. 2018;78(21):6183–95. https://doi.org/1 0.1158/0008-5472.CAN-18-0730.
77. Chen L, Li Q, Zheng Z, Xie J, Lin X, Jiang C, et al. Dizajnirajte i optimizirajte Nsupstituted EF 24 kao efikasan i niskotoksični NF-κB inhibitor za terapiju raka pluća putem prebacivanja apoptoze na piroptozu. Chem Biol Drug Des. 2019;94(1):1368–77. https://doi.org/10.1111/cbdd.13514.
78. Chen L, Weng B, Li H, Wang H, Li Q, Wei X, et al. Derivat tiopirana s niskom toksičnošću za mišje s terapeutskim potencijalom na rak pluća koji djeluje preko NF-κB posredovanog prebacivanja apoptoze na piroptozu. Apoptoza. 2019; 24(1):74–82. https://doi.org/10.1007/s10495-018-1499-y.
79. Fan JX, Deng RH, Wang H, Liu XH, Wang XN, Qin R, et al. Piroptoza tumorskih ćelija zasnovana na epigenetici za jačanje imunološkog efekta hemoterapeutskih nanonosača. Nano Lett. 2019;19(11):8049–58. https://doi. org/10.1021/acs.nanolett.9b03245.
80. Lu C, Guo C, Chen H, Zhang H, Zhi L, Lv T, et al. Novi himerni PD1- NKG2D-41BB receptor pojačava antitumorsko djelovanje NK92 ćelija protiv H1299 ćelija karcinoma pluća kod ljudi pokrećući piroptozu. Mol Immunol. 2020;122:200–6. https://doi.org/10.1016/j.molimm.2020.04.016.
