Resistencia cruzada: una terapia contra el cáncer puede socavar la siguiente
ARRIBA: Las células inmunitarias (rojas y magenta) se infiltran en un tumor de piel (amarillo) en esta biopsia de un paciente con melanoma. LABORATORIO DE INVESTIGACIÓN TRADUCCIONAL, INSTITUTO DE MELANOMA AUSTRALIA
La terapia dirigida y la inmunoterapia a menudo se emplean como un doble golpe para tratar ciertos tipos de cáncer, pero a veces este enfoque se queda corto. En un estudio publicado el 15 de julio en Nature Cancer, los investigadores encontraron que las células dendríticas, células cruciales para activar el sistema inmunitario durante la inmunoterapia, eran menos activas y menos numerosas en modelos de melanoma en ratones que se habían vuelto resistentes a terapia dirigida, lo que explica por qué estos tumores eran menos sensibles a la inmunoterapia. La estimulación de las células dendríticas restauró la respuesta de los tumores a la inmunoterapia.
Este estudio proporciona una visión mecánica de un fenómeno que muchos expertos en melanoma han observado de primera mano en la clínica y que se ha descrito recientemente en estudios retrospectivos: respuesta deficiente a inmunoterapia después del desarrollo de resistencia a la terapia [dirigida], Brent Hanks, oncólogo médico de la Universidad de Duke que no participó en este estudio, le dice a The Scientist en un correo electrónico. En general, esta es una contribución importante a la investigación del melanoma que puede tener implicaciones en el manejo de otros . . . cánceres también.
De hecho, fueron los primeros datos clínicos los que despertaron el interés de Anna Obenauf, investigadora del cáncer en el Instituto de Investigación de Patología Molecular en Viena, Austria, quien dirigió el equipo internacional detrás del nuevo estudio. . Este es un rompecabezas clínico en cierto modo, porque ¿cómo pueden estos dos tipos diferentes de terapias estar conectados entre sí, y esta resistencia a uno conduce a una resistencia cruzada al otro? Mientras que la terapia dirigida bloquea vías moleculares específicas dentro de las células cancerosas para detener la proliferación, la inmunoterapia funciona al estimular las células inmunitarias para erradicar las células tumorales.
Su trabajo que muestra que se puede revertir el fenotipo agregando estos agentes estimulantes de células dendríticas fue una buena prueba de principio para demostrar que realmente eran esas células las que estaban siendo restringidas.
Brian Ruffell, Moffitt Cancer Center
Obenauf y sus colegas comenzaron recapitulando estas observaciones clínicas en un modelo de ratón. Usando dos líneas celulares de melanoma murino, los investigadores establecieron tumores en ratones, que trataron con dabrafenib, una terapia dirigida aprobada para el tratamiento de pacientes con melanoma que tienen una mutación en el gen BRAF. Dabrafenib interrumpe la vía de la MAP quinasa al inhibir la enzima B-Raf. Si bien los tumores inicialmente respondieron a la terapia, el cáncer finalmente recayó y se volvió resistente. Tomando células de los tumores sensibles al tratamiento y de los tumores resistentes al tratamiento, los investigadores establecieron líneas celulares. Estas células se inyectaron nuevamente en ratones, que fueron tratados con inhibidores del punto de control anti-PD-1 o anti-CTL-4, inmunoterapias destinadas a liberar el freno del sistema inmunitario. Los inhibidores de puntos de control anti-PD-1 y anti-CTL-4 también están aprobados para el tratamiento de ciertos pacientes con melanoma.
Con este enfoque, los investigadores pudieron implantar tumores resistentes en ratones que no habían sido expuestos primero a la terapia dirigida. Esto permitió al equipo evaluar si la terapia dirigida tiene un efecto directo en las células inmunitarias que podría generar resistencia a la inmunoterapia, o si algo más está sucediendo dentro del tumor. Resultó ser lo último. Los tumores [resistentes al tratamiento] son de hecho resistentes a los inhibidores de puntos de control, dice Obenauf.
Las inmunoterapias generalmente actúan promoviendo las respuestas de las células T, por lo que el grupo observó más de cerca cómo se comportaban las células T de los ratones. Si bien las células T pudieron eliminar las células tumorales resistentes al tratamiento in vitro, cuando los investigadores usaron un modelo de ratón que carecía de células T endógenas y agregaron células T que podían rastrear usando luciferasa, vieron que la T las células no podían infiltrarse en el tumor resistente; el tumor siguió creciendo. Eso nos ha llevado a la pregunta [de] si el microambiente del tumor está mediando la resistencia, recuerda Obenauf.
Así que los investigadores crearon ratones con melanoma combinados. Cuando colocaron células tumorales resistentes al tratamiento dentro de un gran tumor sensible al tratamiento, las células tumorales resistentes fueron eliminadas. Obenauf explica que parecía que los tumores sensibles al tratamiento tenían un microambiente tumoral inmunopermisivo. Por el contrario, cuando los investigadores colocaron células sensibles al tratamiento dentro de un gran tumor resistente al tratamiento, las células sobrevivieron, aparentemente protegidas de la muerte mediada por células T.
Un tumor que no ha recibido terapia dirigida (arriba) contiene muchas más células inmunitarias (rojas y verdes) que uno que ha adquirido resistencia (abajo).IMP/Izabela Krecioch
La secuenciación de ARN y el análisis de citometría de flujo revelaron que las células dendríticas, un tipo de célula crucial para activar el sistema inmunitario durante la inmunoterapia, eran menos abundantes en ratones con tumores resistentes al tratamiento. Cuando los investigadores cocultivaron células dendríticas con células T, vieron que las células dendríticas de tumores resistentes no activaban las células T ni las estimulaban a proliferar como lo hacían las células dendríticas de tumores sensibles. En colaboración con un equipo de la Universidad de Sydney en Australia, el grupo adquirió biopsias de pacientes con melanoma que fueron tratados con una terapia dirigida. Una vez que los pacientes se volvieron resistentes al tratamiento, sus tumores contenían menos células dendríticas que antes.
En conjunto, los resultados sugieren que una disminución en las células dendríticas genera un microambiente tumoral inmunoevasivo que responde poco a la inmunoterapia posterior con inhibidores de puntos de control, explica Hanks.
Notablemente , el efecto fue reversible. Después de tratar los modelos de ratones con inmunoestimulantes experimentales que maduran y expanden los grupos de células dendríticas, los investigadores observaron que un mayor número de células T se infiltraban en los tumores de los animales, que como resultado se encogían. Su trabajo que muestra que se puede revertir el fenotipo agregando estos agentes estimulantes de células dendríticas fue una buena prueba de principio para mostrar que realmente eran esas células las que estaban restringidas, Brian Ruffell, un inmunólogo del cáncer en el Centro de Cáncer Moffitt que no participó. en este estudio, le dice a The Scientist.
Creo que este [estudio] realmente analiza parte de la biología de por qué querría tratar a los pacientes con inmunoterapia antes de entrar y permitirles que se desarrollen clones resistentes a partir de la terapia dirigida, agrega Ruffell. Desde el punto de vista de la ciencia básica, realmente ayuda agregar al creciente cuerpo de literatura que necesitamos para estudiar todas las terapias en el contexto de la inmunoterapia o el sistema inmunitario.
Para comprender cómo las células desarrollaban resistencia cruzada, Obenauf y sus colegas analizaron los transcriptomas de células de ratones y muestras de pacientes que se habían vuelto resistentes a una terapia dirigida a la señalización de la MAP quinasa ruta. Una vía hiperactiva de la MAP quinasa conduce a la proliferación celular descontrolada, pero el inhibidor la rechaza y los tumores se reducen en respuesta. Cuando los tumores recaen y se vuelven resistentes a los inhibidores, la vía de la MAP quinasa se reactiva con frecuencia.
Podemos concluir con certeza que la reactivación de la vía es lo que impulsa la resistencia a la terapia inmunológica.
p>Kristian Hargadon, Hampden-Sydney College
En sus muestras, el equipo de Obenauf identificó una firma de genes que se expresan diferencialmente en tumores resistentes a la terapia dirigida frente a tumores sensibles. Usando un análisis computacional para encontrar los reguladores que gobiernan esta firma genética, los científicos encontraron que la vía de señalización de la MAP quinasa se activó nuevamente en tumores resistentes y aparentemente ahora impulsa la evasión inmune. Fue sorprendente que se predijera que las diferencias entre los tumores [sensibles al tratamiento] y [resistentes al tratamiento] estarían impulsadas por la vía MAP [quinasa], dice Obenauf, porque los tumores [sensibles al tratamiento], a pesar de la MAPK hiperactiva, eran tan sensibles a la inmunoterapia, mientras que los tumores [resistentes al tratamiento], en los que se reactiva la vía MAPK, eran tan resistentes a la inmunoterapia.
Resultó que la MAPK La vía de la cinasa en los tumores resistentes impulsa con más fuerza la expresión génica de los genes diana que en los tumores sensibles. Los componentes de la vía también tuvieron acceso a nuevos sitios reguladores de genes, lo que significa que podrían impulsar la expresión de diferentes genes. La vía de la MAP quinasa, la misma vía que es muy importante para la iniciación del tumor, se reconfigura y mejora en este proceso de resistencia a la terapia para establecer un fenotipo inmunitario muy diferente, dice Obenauf.
Podemos concluir firmemente que esa vía de reactivación es lo que impulsa la resistencia a la terapia inmunológica, dice Kristian Hargadon, biólogo de Hampden-Sydney College que no está relacionado con el estudio. Y eso es algo que la gente no habría esperado hasta este momento, pero ahora eso explica muchas observaciones anteriores.
Juntando todos estos hilos, el equipo trató ratones que tenían tumores resistentes al tratamiento con un MEK inhibidor, que inhibe la vía de la MAP quinasa en un punto diferente al del tratamiento dirigido utilizado inicialmente. In vitro, esta inhibición revirtió la expresión del 80 por ciento de los genes que formaban la firma de resistencia a la firma de expresión sensible al tratamiento. Cuando a los ratones con un tumor resistente al tratamiento se les administró el inhibidor de MEK, las células dendríticas se volvieron más numerosas y activas, lo que indujo la proliferación de células T. Cuando los investigadores administraron inmunoterapia a los animales, las células T pudieron controlar los tumores y los ratones sobrevivieron más tiempo. Los efectos fueron bastante drásticos, lo que indica que la ruta de la MAP quinasa junto con las células dendríticas son realmente responsables de mediar la resistencia cruzada, dice Obenauf.
Este es un estudio muy elegante, intrincado y exhaustivo, Hargadon concluye. Se estudiaron varios modelos de tumores diferentes, se evaluaron varios regímenes terapéuticos diferentes, todos apuntando al mismo fenómeno aquí.
Corrección (19 de julio): esta historia se ha actualizado desde su versión original corregir el nombre de la institución de Anna Obenauf del Instituto de Investigación de Biología Molecular al Instituto de Investigación de Patología Molecular. El Científico lamenta el error.