Imunoeditace
Imunoeditace nádorů popisuje vztah mezi nádorovými buňkami a buňkami imunitního systému. Nádor je velmi heterogenní prostředí sestávající z nádorových i nenádorových buněk. Mezi nenádorové buňky se řadí především buňky imunitního systému, např. makrofágy, NK buňky, T lymfocyty atd a dále např. fibroblasty. Pojem imunoeditace zahrnuje tři fáze - eliminace, ustanovení rovnováhy a únik imunitnímu systému. Tyto fáze nejsou striktně rozděleny, nýbrž se navzájem prolínají a jednotlivé buňky nádoru se mohou v jednom okamžiku nacházet v různých fázích.
Eliminace
Nádorová buňka vzniká mutagenezí či virovou onkogenezí z buňky zdravé. Zpočátku jsou nádorové buňky rozpoznávány a eliminovány imunitním systémem, čehož se účastní jako vrozená, tak adaptivní imunita.[1] Hlavní roli v rozpoznávání a eliminaci nádorových buněk hrají cytotoxické T lymfocyty, které rozpoznávají nádorové antigeny prezentované komplexem MHC I[2].Důležitým cytokinem ve fázi eliminace je Interferon γ, který se účastní mnoha imunitních dějů, např. aktivace Makrofágů [3][4], které mohou následně eliminovat nádorové buňky produkcí dusíkatých radikálů [5]. Většina nádorových buněk je v této fázi eliminována, jsou ovšem i takové, kterým se podaří eliminaci vyhnout a dostávají se tak do fáze rovnováhy.
Ustanovení rovnováhy
Další fází je ustanovení rovnováhy mezi buňkami nádorovými a buňkami imunitního systému. Jedná se o imunitu dočasnou a dynamickou. Nádorové buňky v dynamické rovnováze jsou imunogenní, na rozdíl od buněk nacházejících se ve fázi úniku imunitního systému, které vykazují sníženou imunogenicitu[6].V této fázi nedochází ani k přílišnému růstu nádorů, ani k eliminaci nádorových buněk. Imunitní odpověď je vedena především získanou imunitou a to hlavně CD4+ T lymfocyty a CD8+ T lymfocyty, z cytokinů jsou to pak IFN-γ, IL-12 a IL-23. IL-12 a IL-23 působí antagonisticky, kdy IL-12 podporuje Th1 buňky, čímž zabraňuje nádorovému bujení, oproti tomu IL-23 podporuje přetrvávání a růst nádorů[7].V téhle fázi může nádor přetrvávat dlouho dobu.
Únik imunitnímu systému
Nádorová buňka může porušit danou rovnováhu tím, že si vyvine mechanismus, kterým se skryje imunitnímu systému. Pokud se nádorovým buňkám podaří vyhnout se pomocí daných mechanismů imunitnímu systému, dochází k růstu nádoru. Mezi způsoby, jakými nádory mohou unikat imunitnímu systému patří:
- Snížení či úplná ztráta exprese klasických MHC I [8]
- Zvýšení exprese neklasických MHC I
- Ustanovení nádorového mikroprostředí [9]
- Produkce cytokinů způsobující apoptózu aktivovaných T lymfocytů [10]
- Genomová nestabilita [11][12]
Snížená exprese MHC I
- Snížení exprese klasických MHC I (HLA-A, HLA-B a HLA-C) je jedním z nejdůležitějších mechanismů úniku imunitnímu systému. Dochází k němu až u 90 % nádorů [13]. Komplex MHC I je důležitý pro prezentaci antigenních peptidů cytotoxickým T lymfocytům. Při snížení exprese MHC I nejsou T lymfocyty schopny vést efektivní imunitní odpověď, proto jsou nádorové buňky schopny uniknout imunitnímu systému. Ke snížení MHC I dochází nejrůznějšími způsoby. Často je způsobeno epigenetickými změnami a to především změnami v metylaci[14] a acetylaci[15]. Dále může být snížení způsobeno například změnami v expresi určitých transkripčních genů[16], změnami v expresi onkoproteinů[17] či změnami ve strukturách genů/chromozomů[18].
Neklasické MHC I
- U některých nádorů dochází při snížení exprese klasických MHC zároveň ke zvýšení exprese neklasických MHC I (HLA-E, HLA-F a HLA-G).[19] HLA-E a HLA-G mohou poté interagovat s NK buňkami a bránit tak jejich aktivaci [20][21]. Nádorové buňky jsou pak schopny unikat imunitní odpovědi vedené buňkami NK [22].
Nádorové mikroprostředí
- Nádorové mikroprostředí je oblast obklopující samotné nádorové buňky. V případě některých nádorů tvoří samotné nádorové buňky pouze menšinu buněk v nádoru [23]. Buňky nádorového mikroprostředí napomáhají rozvoji nádoru například produkcí růstových faktorů[24] či faktorů zodpovědných za neovaskularizaci [25].
Reference
- STREET, Shayna E. A.; TRAPANI, Joseph A.; MACGREGOR, Duncan. Suppression of Lymphoma and Epithelial Malignancies Effected by Interferon γ. Journal of Experimental Medicine. 2002-07-01, roč. 196, čís. 1, s. 129–134. PMID 12093877. Dostupné online [cit. 2017-08-08]. ISSN 0022-1007. DOI 10.1084/jem.20020063. PMID 12093877. (anglicky)
- DUPAGE, Michel; MAZUMDAR, Claire; SCHMIDT, Leah M. Expression of tumour-specific antigens underlies cancer immunoediting. Nature. Roč. 482, čís. 7385, s. 405–409. Dostupné online. DOI 10.1038/nature10803. PMID 22318517.
- SHANKARAN, Vijay; IKEDA, Hiroaki; BRUCE, Allen T. Nature. Roč. 410, čís. 6832, s. 1107–1111. Dostupné online. DOI 10.1038/35074122.
- O’SULLIVAN, Timothy; SADDAWI-KONEFKA, Robert; VERMI, William. Cancer immunoediting by the innate immune system in the absence of adaptive immunity. Journal of Experimental Medicine. 2012-09-24, roč. 209, čís. 10, s. 1869–1882. PMID 22927549. Dostupné online [cit. 2017-08-08]. ISSN 0022-1007. DOI 10.1084/jem.20112738. PMID 22927549. (anglicky)
- HIBBS, J. B.; TAINTOR, R. R.; VAVRIN, Z. Nitric oxide: a cytotoxic activated macrophage effector molecule. Biochemical and Biophysical Research Communications. 1988-11-30, roč. 157, čís. 1, s. 87–94. PMID 3196352. Dostupné online [cit. 2017-08-08]. ISSN 0006-291X. PMID 3196352.
- KOEBEL, Catherine M.; VERMI, William; SWANN, Jeremy B. Adaptive immunity maintains occult cancer in an equilibrium state. Nature. Roč. 450, čís. 7171, s. 903–907. Dostupné online. DOI 10.1038/nature06309.
- TENG, Michele W. L.; VESELY, Matthew D.; DURET, Helene. Opposing Roles for IL-23 and IL-12 in Maintaining Occult Cancer in an Equilibrium State. Cancer Research. 2012-08-14, roč. 72, čís. 16, s. 3987–3996. Dostupné online [cit. 2017-01-04]. DOI 10.1158/0008-5472.can-12-1337.
- APTSIAURI, Natalia; GARCIA-LORA, Angel Miguel; CABRERA, Teresa. HLA Class I Expression in Human Cancer. [s.l.]: Springer, New York, NY Dostupné online. DOI 10.1007/978-1-4614-6543-0_2. S. 13–30. (anglicky) DOI: 10.1007/978-1-4614-6543-0_2.
- BALKWILL, Frances R.; CAPASSO, Melania; HAGEMANN, Thorsten. The tumor microenvironment at a glance. J Cell Sci. 2012-12-01, roč. 125, čís. 23, s. 5591–5596. PMID 23420197. Dostupné online [cit. 2017-08-08]. ISSN 0021-9533. DOI 10.1242/jcs.116392. PMID 23420197. (anglicky)
- DONG, Haidong; STROME, Scott E.; SALOMAO, Diva R. Tumor-associated B7-H1 promotes T-cell apoptosis: A potential mechanism of immune evasion. Nature Medicine. Dostupné online. DOI 10.1038/nm730.
- SREEKANTAIAH, C.; LADANYI, M.; RODRIGUEZ, E. Chromosomal aberrations in soft tissue tumors. Relevance to diagnosis, classification, and molecular mechanisms.. The American Journal of Pathology. June 1994, roč. 144, čís. 6, s. 1121–1134. PMID 8203453 PMCID: PMC1887449. Dostupné online [cit. 2017-08-29]. ISSN 0002-9440. PMID 8203453.
- ALBERTSON, Donna G; COLLINS, Colin; MCCORMICK, Frank. Chromosome aberrations in solid tumors. Nature Genetics. Roč. 34, čís. 4, s. 369–376. Dostupné online. DOI 10.1038/ng1215.
- GARRIDO, Federico; ROMERO, Irene; APTSIAURI, Natalia. Generation of MHC class I diversity in primary tumors and selection of the malignant phenotype. International Journal of Cancer. 2016-01-15, roč. 138, čís. 2, s. 271–280. Dostupné online [cit. 2017-08-08]. ISSN 1097-0215. DOI 10.1002/ijc.29375. (anglicky)
- NIE, Y.; YANG, G.; SONG, Y. DNA hypermethylation is a mechanism for loss of expression of the HLA class I genes in human esophageal squamous cell carcinomas. Carcinogenesis. October 2001, roč. 22, čís. 10, s. 1615–1623. PMID 11577000. Dostupné online [cit. 2017-08-09]. ISSN 0143-3334. PMID 11577000.
- SETIADI, A. Francesca; OMILUSIK, Kyla; DAVID, Muriel D. Epigenetic enhancement of antigen processing and presentation promotes immune recognition of tumors. Cancer Research. 2008-12-01, roč. 68, čís. 23, s. 9601–9607. PMID 19047136. Dostupné online [cit. 2017-08-09]. ISSN 1538-7445. DOI 10.1158/0008-5472.CAN-07-5270. PMID 19047136.
- VERSTEEG, R.; NOORDERMEER, I. A.; KRÜSE-WOLTERS, M. c-myc down-regulates class I HLA expression in human melanomas. The EMBO journal. April 1988, roč. 7, čís. 4, s. 1023–1029. PMID 3402430 PMCID: PMC454430. Dostupné online [cit. 2017-08-09]. ISSN 0261-4189. PMID 3402430.
- SLAMON, D. J.; CLARK, G. M.; WONG, S. G. Human breast cancer: correlation of relapse and survival with amplification of the HER-2/neu oncogene. Science (New York, N.Y.). 1987-01-09, roč. 235, čís. 4785, s. 177–182. PMID 3798106. Dostupné online [cit. 2017-08-09]. ISSN 0036-8075. PMID 3798106.
- MALENO, Isabel; CABRERA, Carmen Maria; CABRERA, Teresa. Distribution of HLA class I altered phenotypes in colorectal carcinomas: high frequency of HLA haplotype loss associated with loss of heterozygosity in chromosome region 6p21. Immunogenetics. July 2004, roč. 56, čís. 4, s. 244–253. PMID 15258706. Dostupné online [cit. 2017-08-09]. ISSN 0093-7711. DOI 10.1007/s00251-004-0692-z. PMID 15258706.
- MARÍN, Rosario; RUIZ-CABELLO, Francisco; PEDRINACI, Susana. Analysis of HLA-E expression in human tumors. Immunogenetics. February 2003, roč. 54, čís. 11, s. 767–775. PMID 12618909. Dostupné online [cit. 2017-08-29]. ISSN 0093-7711. DOI 10.1007/s00251-002-0526-9. PMID 12618909.
- BORREGO, F.; ULBRECHT, M.; WEISS, E. H. Recognition of human histocompatibility leukocyte antigen (HLA)-E complexed with HLA class I signal sequence-derived peptides by CD94/NKG2 confers protection from natural killer cell-mediated lysis. The Journal of Experimental Medicine. 1998-03-02, roč. 187, čís. 5, s. 813–818. PMID 9480992 PMCID: PMC2212178. Dostupné online [cit. 2017-08-29]. ISSN 0022-1007. PMID 9480992.
- ROUAS-FREISS, N.; MARCHAL, R. E.; KIRSZENBAUM, M. The alpha1 domain of HLA-G1 and HLA-G2 inhibits cytotoxicity induced by natural killer cells: is HLA-G the public ligand for natural killer cell inhibitory receptors?. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1997-05-13, roč. 94, čís. 10, s. 5249–5254. PMID 9144223 PMCID: PMC24664. Dostupné online [cit. 2017-08-29]. ISSN 0027-8424. PMID 9144223.
- PAUL, P.; ROUAS-FREISS, N.; KHALIL-DAHER, I. HLA-G expression in melanoma: a way for tumor cells to escape from immunosurveillance. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1998-04-14, roč. 95, čís. 8, s. 4510–4515. PMID 9539768 PMCID: PMC22520. Dostupné online [cit. 2017-08-29]. ISSN 0027-8424. PMID 9539768.
- ALDINUCCI, Donatella; GLOGHINI, Annunziata; PINTO, Antonio. The classical Hodgkin's lymphoma microenvironment and its role in promoting tumour growth and immune escape. The Journal of Pathology. 2010-07-01, roč. 221, čís. 3, s. 248–263. Dostupné online [cit. 2017-08-29]. ISSN 1096-9896. DOI 10.1002/path.2711. (anglicky)
- NORMANNO, Nicola; DE LUCA, Antonella; BIANCO, Caterina. Epidermal growth factor receptor (EGFR) signaling in cancer. Gene. 2006-01-17, roč. 366, čís. 1, s. 2–16. PMID 16377102. Dostupné online [cit. 2017-08-29]. ISSN 0378-1119. DOI 10.1016/j.gene.2005.10.018. PMID 16377102.
- CARMELIET, Peter. VEGF as a key mediator of angiogenesis in cancer. Oncology. 2005, roč. 69 Suppl 3, s. 4–10. PMID 16301830. Dostupné online [cit. 2017-08-29]. ISSN 0030-2414. DOI 10.1159/000088478. PMID 16301830.