¿Qué experimentos podemos hacer con los TIL para determinar el mecanismo de acción de los inhibidores de los puntos de control?

Los objetivos típicos de los inhibidores del punto de control (generalmente anticuerpos monoclonales humanizados) son moléculas tales como la proteína de muerte celular programada 1 – Wikipedia (PD-1), PD-L1 – Wikipedia, CTLA-4 – Wikipedia. La aplicación de inhibidores de punto de control (inmunoterapia contra el cáncer – Wikipedia) cuando dichas moléculas son expresadas por células dentro de un tumor dado es similar a liberar los frenos de linfocitos tumorales específicos de antígenos tumorales – Wikipedia (TIL) presentes en ellos, lo que les permite eliminar dichos tumores . Este es el supuesto mecanismo de acción (MOA) de los inhibidores del punto de control. Sin embargo, su principal problema es la no especificidad , como el potencial de respuestas fuera del objetivo, ya que podrían liberar los frenos de todas las células T que las expresan, no solo aquellas que son específicas del antígeno tumoral. Para poder aprovechar eficazmente los TIL para destruir cualquier tumor dado,

1. En primer lugar, el tumor debe tener TIL dentro.
2. El tumor debe expresar “neoantígenos”, es decir, antígenos específicos de tumores.
3. Los TIL que se usan en inmunoterapia (1) deben ser específicos para péptidos derivados de antígenos expresados ​​específicamente por tumor (2).

2 y 3 presentan desafíos formidables porque, a menos que se cumplan ambas condiciones, la inmunoterapia contra el cáncer podría terminar atacando al cuerpo mismo, con resultados trágicos, ya que incluso la muerte es posible. Por ejemplo, aunque no se han divulgado los detalles, las muertes más altas de lo anticipado en los ensayos clínicos han llevado a la principal compañía de inmunoterapia contra el cáncer, Juno Therapeutics – Wikipedia, a descartar recientemente su terapia CAR-T líder (1).

Por lo tanto, a pesar de los inhibidores del punto de control, para evaluar si los TIL pueden inducirse para dirigirse específicamente a un tumor dado, el proceso experimental implica

1. Evaluar si el tumor tiene TIL y, en caso afirmativo, luego aislarlos.
2. Evaluar si el tumor expresa antígenos específicos de tumor comparando tejido sano tumoral y emparejado.
3. Confirmar que las células tumorales sí pueden procesar y presentar estos antígenos específicos del tumor dentro de MHC clase I (células T citotóxicas específicas del tumor CD8 +) o MHC clase II (células CD4 + auxiliares del tumor específicas), una tarea extremadamente desafiante desde el punto de vista técnico aún más arduo por las siguientes advertencias,
1. Incluso si un tumor dado expresa varios antígenos específicos de tumores, es posible que no presente los péptidos derivados de ellos, ya que se sabe que los tumores tienen rutas de presentación y procesamiento de antígenos aberrantes (2).
2. La diferenciación inmunológicamente relevante de los péptidos irrelevantes está resultando ser más compleja de lo previsto (3).
3. Los péptidos de unión MHC de clase II son más largos y se unen de forma más promiscua en comparación con los que se unen a la clase I, por lo que las predicciones de unión son mucho más complejas desde el punto de vista técnico.
4. Las células tumorales rara vez expresan MHC clase II.
4. Evaluar si las TIL aisladas son específicas de tumor, es decir, se unen específicamente a pMHC derivado del tumor (péptidos unidos al complejo de histocompatibilidad mayor – Wikipedia (MHC)).
5. Evaluar el efecto de los inhibidores de punto de control en tales TIL específicos de tumor. Si las TIL específicas para tumor no expresan los objetivos de tales inhibidores de punto de control y, sin embargo, tampoco atacan y eliminan el tumor,
1. Podrían ser Tregs (célula T reguladora – Wikipedia) en cuyo caso puede ser difícil o imposible diseñar una inmunidad antitumoral efectiva usándolos.
2. Si no es así, Tregs podría necesitar evaluar si tales TIL expresan nuevos “frenos”, objetivos para nuevos inhibidores de puntos de control.

Un montón de obstáculos se interponen en el camino de estos imperativos experimentales. Los pasos 3 y 4 son los más diabólicamente complicados, no existe un único método para evaluar de manera confiable ambos en una forma de alto rendimiento ni existen in silico – Wikipedia se acerca a prueba de tontos (4). También hay otros obstáculos.

• No todos los tumores expresan abundantes antígenos específicos de tumores (4, 5, 6, 7).
• Algunos tumores pueden mutar ferozmente, es decir, la Inmunoedición del cáncer – Wikipedia (8, 9), que reduce la probabilidad de encontrar TIL específicos para el tumor.
• En lugar de ser específicos del antígeno tumoral, algunos TIL pueden ser específicos para los antígenos que expresan tanto el tumor como las células normales del tejido ( reactividad cruzada ).
• Las células T funcionan reconociendo y uniendo pMHC a través de su receptor de células T – Wikipedia (TCR). Tolerancia central: Wikipedia, el proceso de desarrollo para eliminar las células T reactivas a las células del cuerpo en el que se desarrollan, está incompleto .
• El TCR es intrínsecamente de reactividad cruzada , capaz de unirse a> 1 pMHC, es decir, puede unir péptidos derivados de diferentes antígenos presentados por la misma molécula de MHC ( reactividad cruzada ) (10).
• Por lo tanto, es posible que los inhibidores del punto de control activen la autoinmunidad.

Sin embargo, la promesa de este enfoque se sustenta en ejemplos de TIL específicos de tumor (11) que se han encontrado en

• Cáncer humano de pulmón de células no pequeñas (12).
• Melanoma humano (13, 14, 15, 16, 17, 18, 19).
• LMA humana (leucemia mieloide aguda) (20).
• CLL humana (leucemia linfocítica crónica) (21, 22).

Bibliografía

1. http://www.xconomy.com/seattle/2…

2. Leone, Patrizia, et al. “Maquinaria de procesamiento y presentación de antígenos MHC clase I: organización, función y defectos en células tumorales”. Revista del Instituto Nacional del Cáncer 105.16 (2013): 1172-1187. https://oup.silverchair-cdn.com/…

3. Gilchuk, Pavlo, et al. “Descubrir epítopos protectores de células T CD8, ¡ninguna propiedad inmunológica lo predice!”. Opinión actual en inmunología 34 (2015): 43-51. https://www.researchgate.net/pro…

4. Gfeller, David, y col. “Herramientas actuales para predecir la inmunidad de las células T específicas para el cáncer”. OncoImmunology 5.7 (2016): e1177691. https://www.researchgate.net/pro…

5. Alexandrov, Ludmil B., et al. “Firmas de procesos mutacionales en cáncer humano”. Nature 500.7463 (2013): 415-421. https://www.researchgate.net/pro…

6. Gubin, Matthew M., y col. “Neoantígenos tumorales: construcción de un marco para la inmunoterapia personalizada contra el cáncer”. The Journal of clinical research 125.9 (2015): 3413-3421. Neoantígenos tumorales: construcción de un marco para la inmunoterapia personalizada contra el cáncer

7. Schumacher, Ton N. y Robert D. Schreiber. “Neoantígenos en la inmunoterapia del cáncer”. Science 348.6230 (2015): 69-74. http://pmpathway.wustl.edu/files…

8. Matsushita, Hirokazu, et al. “El análisis del exoma del cáncer revela un mecanismo de inmunoedición del cáncer dependiente de las células T”. Nature 482.7385 (2012): 400-404. https://www.researchgate.net/pro…

9. Rooney, Michael S., et al. “Propiedades moleculares y genéticas de los tumores asociados con la actividad citolítica inmune local”. Cell 160.1 (2015): 48-61. http://wulab.dfci.harvard.edu/si…

10. Respuesta de Tirumalai Kamala a ¿Cómo es posible que un Receptor de células T (TCR) reconozca tan poco como 1-3 residuos del péptido asociado al MHC?

11. McGranahan, Nicholas, et al. “Los neoantígenos clonales inducen la inmunorreactividad de las células T y la sensibilidad al bloqueo del punto de control inmunológico”. Science 351.6280 (2016): 1463-1469. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc…

12. Rizvi, Naiyer A., ​​y col. “El paisaje mutacional determina la sensibilidad al bloqueo de PD-1 en el cáncer de pulmón de células no pequeñas”. Science 348.6230 (2015): 124-128. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc…

13. Kvistborg, Pia, et al. “La terapia con TIL amplía el compartimento de células T CD8 + reactivas al tumor en pacientes con melanoma”. Oncoimmunology 1.4 (2012): 409-418. http://www.tandfonline.com/doi/p…

14. Andersen, Rikke Sick, et al. “Alta frecuencia de células T específicas para epítopos crípticos en pacientes con melanoma”. Oncoimmunology 2.7 (2013): e25374 .; http://www.tandfonline.com/doi/p…

15. Robbins, Paul F., et al. “Extracción de datos de secuenciación exómica para identificar antígenos mutados reconocidos por células T reactivadas por tumor transferidas adoptivamente”. Nature medicine 19.6 (2013): 747-752. http://ggdpathway.wustl.edu/file…

16. Lu, Yong-Chen, et al. “Identificación eficiente de antígenos de cáncer mutados reconocidos por las células T asociadas con regresiones tumorales duraderas”. Clinical Cancer Research 20.13 (2014): 3401-3410. http: //clincancerres.aacrjournal…

17. Frøsig, Thomas Mørch, et al. “Ampliar el repertorio de epítopos de células T asociadas al melanoma”. Cancer Immunology, Immunotherapy 64.5 (2015): 609-620. https://www.researchgate.net/pro…

18. Linnemann, Carsten, et al. “El descubrimiento de epítopes de alto rendimiento revela el reconocimiento frecuente de neoantígenos por las células T CD4 + en el melanoma humano”. Nature medicine 21.1 (2015): 81-85.

19. Cohen, Cyrille J., y col. “Aislamiento de células T específicas de neoantígeno de tumores y linfocitos periféricos”. The Journal of clinical research 125.10 (2015): 3981-3991. Aislamiento de células T específicas de neoantígeno de tumor y linfocitos periféricos

20. Berlin, C., et al. “Mapeo del paisaje ligandoma HLA de la leucemia mieloide aguda: un enfoque dirigido hacia la inmunoterapia basada en péptidos”. Leucemia 29.3 (2015): 647-659.

21. Rajasagi, Mohini, et al. “Identificación sistemática de neoantígenos específicos de tumores personales en la leucemia linfocítica crónica”. Blood 124.3 (2014): 453-462. ; http://www.bloodjournal.org/cont…

22. Kowalewski, Daniel J., et al. “El análisis del ligando de HLA identifica las especificidades subyacentes de las respuestas inmunes antileucémicas espontáneas en la leucemia linfocítica crónica (LLC)”. Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias 112.2 (2015): E166-E175. http://www.pnas.org/content/112/…

Gracias por el R2A, Steven Silz-Carson.