Imunoterapie pankreatického adenokarcinomu


Princip nádorové imunoterapie

Imunitní systém má dvě spolupracující složky, vrozenou a získanou imunitu. Rozhodli jsme se využít obrovský potenciál vrozené imunity (jen neutrofilů se v člověku denně vytváří 1011), která působí velmi rychle a proti které si nádory nevytvářejí dostatečnou obranu. Nejsou k tomu ani nuceny, protože vrozená imunita nepovažuje nádorové buňky za cíle svého ataku. To ale měníme. Vážeme na nádorové buňky molekuly mananu, který jsou součástí buněčné stěny kvasinek. Buňky vrozené imunity se pak soustředí na takto označené nádorové buňky a zlikvidují je. Pomocí tzv. TLR agonistů (složky bakterií a virů) se snažíme přitáhnout do nádorů co nejvíce buněk vrozené imunity.

Atak na úrovni vrozené imunity je pak následován aktivací získané imunity, která likviduje zbytky primárního nádoru, snaží se zlikvidovat i metastázy a ukládá si informace o antigenní struktuře nádorů do paměti. Tato imunologická paměť pak chrání organismus před rekurencí onemocnění. Hlavní mechanismy terapie jsou uvedeny na Obr. 1.

 

Obr. 1  Mechanismus protinádorového účinku naší imunoterapie. TLR agonisté vyvolávají silnou zánětlivou infiltraci nádorů. Infitrující buňky zabíjejí uměle označené nádorové buňky. Uvolněné antigeny jsou prezentovány získané imunitě. TLR agonisté na základě stimulace tvorby IL-12 a kostimulačních molekul podporují antigenní prezentaci a vytvoření protinádorové Th1 imunitní odpovědi.

 

Pomocí naší imunoterapie jsme dosáhli úplného vyléčení u více jak 80 % myší s melanomem, sarkomem a pankreatickým adenokarcinomem. Obdobné výsledky získaly dvě úzce spolupracující laboratoře na NIH (Bethesda, Maryland) a to v případě feochromocytomu (laboratoř prof. Pacáka) a kolorektálního karcinomu a gliomu (laboratoř prof. Zhuanga). Na Obr. 2 jsou uvedeny výsledky terapie velmi obtížně léčitelného pankreatického adenokarcinomu.

Obr. 2: Imunoterapie pankreatického adenokarcinomu. Model Panc02/myš. A/ redukce nádorového růstu. B/ přežití myší

 

Cíl projektu

Cílem projektu je optimalizovat námi vyvinutou metodu nádorové imunoterapie pro dosažení eliminace nejen primárního nádoru ale i velkých metastáz pankreatického adenokarcinomu.

Pomocí naší imunoterapie dosahujeme, jak vyplývá z Obr. 2, výrazné redukce nádorového růstu i vyléčení většiny myší, které jsou pak odolné vůči rekurenci onemocnění (zjišťujeme následnou retransplantací). Vlastním nádorem tedy navakcinujeme celý organismus. Dochází však nicméně k potlačení růstu pouze  mikrometastáz. Základním problémem je, že zejména velké metastázy si vytvářejí výrazně imunosupresivní prostředí. Chceme tedy studovat možnosti, jak navakcinování organismu spojit s nezávislým narušením metastáz, které oslabí jejich odolnost vůči imunitnímu ataku.

Na modelu pankreatického adenokarcinomu (Panc02/myš) budeme pracovat v dvounádorovém režimu. Jeden nádor budeme léčit naší imunoterapii a budeme hledat způsoby, jak prolomit obranu druhého distálního nádoru. Tento atak musí být veden tak, aby nedošlo k zeslabení ataku vedeného na úrovni získané imunity. Budeme tedy hledat prostředky a způsoby jejich aplikace včetně timingu, které budou vzájemně kompatibilní a budou vést k žádané synergii účinku.

Jednou z možností je cílený chemoterapeutický atak. Základním principem naší koncepce je to, že nejprve usilujeme o maximální naimunizování organismu vlastním nádorem a vytvoření stabilní imunitní paměti. Následná chemoterapie poškodí především obranyschopnost nádorů, neboť paměťové buňky jsou v klidovém a tudíž odolném stavu G0. Po difuzi imunosupresivních látek z poškozeného nádoru (zbytky chemoterapeutika, TGF-beta, adenosin, inosin) může získaná imunita na zbývající nádorovou hmotu zaútočit.

Druhým způsobem bude injikovat distální tumor efektorovými buňkami vrozené imunity. Tyto buňky budou aktivovány mimo organismus myši, takže se zamezí předávkování TLR agonisty (to by mohlo vest k nežádoucím systémovým účinkům).

   

  

LITERATURA

Janotova, T.; Jalovecka, M.; Auerova, M.; Svecova, I.; Bruzlova, P.; Maierova, V.; Kumzakova, Z.; Cunatova, S.; Vlckova, Z.; Caisova, V.; Rozsypalova, P.; Lukacova, K.; Vacova, N.; Wachtlova, M.; Salat, J.; Lieskovska, J.;  Kopecky, J.; Zenka, J. The use of anchored agonists of phagocytic receptors for cancer immunotherapy: B16-F10 murine melanoma model. PLoS One 2014, 9, e85222.

Waldmannova, E.; Caisova, V.; Faberova, J.; Svackova, P.; Kovarova, M.; Svackova, D.; Kumzakova, Z.; Jackova, A.; Vacova, N.; Nedbalova, P.; Horka, M.; Kopecky, J.; Zenka, J. The use of Zymosan A and bacteria anchored to tumor cells for effective cancer immunotherapy: B16-F10 murine melanoma model. Int Immunopharmacol 2016, 39, 295-306.

Caisova, V.; Vieru, A.; Kumzakova, Z.; Glaserova, S.; Husnikova, H.; Vacova, N.; Krejcova, G.; Padoukova, L.; Jochmanova, I.; Wolf, K. I.; Chmelar, J.; Kopecky, J.; Zenka, J. Innate immunity based cancer immunotherapy: B16-F10 murine melanoma model. BMC Cancer  2016, 16, 940.

Caisova, V.; Uher, O.; Nedbalova, P.; Jochmanova, I.; Kvardova, K.; Masakova, K.; Krejcova, G.; Padoukova, L.; Chmelar, J.; Kopecky, J.; Zenka, J. Effective cancer immunotherapy based on combination of TLR agonists with stimulation of phagocytosis. Int Immunopharmacol  2018, 59, 86-96.

Caisová, V.; Li, L.; Gupta, G.; Jochmanová, I.; Jha, A.; Uher, O.; Huynh,T.T.; Miettinen, M.; Pang, Y.; Abunimer, L.; Niu, G.; Chen, X.; Ghayee, H.K.; Taïeb, D.; Zhuang, Y.; Zenka, J.; Pacak, K. The significant reduction or  complete eradication of subcutaneous and metastatic lesions in a  pheochromocytoma mouse model after immunotherapy using mannan-BAM, TLR ligands, and-anti-CD40. Cancers 2019, 11, 654; doi:10.3390/cancers11050654.

Uher, O.; Caisova, V.; Hansen, P.; Kopecky, J.; Chmelar, J.; Zhuang, Z.; Zenka, J.; Pacak, K. Coley's immunotherapy revived: Innate immunity as a link in priming cancer cells for an attack by adaptive immunity. Seminars in Oncology 2019, doi:10.1053/j.seminoncol.2019.10.004