IL1RL1+ Treg-клетки и CAF взаимодействуют для устойчивости к иммунотерапии

В недавней статье, опубликованной в журнале Достижения науки Journal, исследователи продемонстрировали, что перекрестные помехи между регуляторными Т-клетками IL1RL1+ (Treg) и рак-ассоциированными фибробластами (CAF) управляют восстановлением тканей и иммуносупрессивным функциональным состоянием CAF, что имеет решающее значение для стимуляции онкогенеза и поддержания иммунной толерантности к раку.

Ось амфирегулин (AREG) – рецептор эпидермального фактора роста (EGFR) опосредует это взаимодействие на молекулярном уровне.

​​​​​​Изучать: Амфирегулиновые пары IL1RL1⁺ регуляторные Т-клетки и фибробласты, связанные с раком, препятствуют противоопухолевому иммунитету. Изображение предоставлено: предохранительная лампочка/Shutterstock.com

Фон

В нормальных физиологических условиях некоторые клетки, включая эпителиальные клетки, эндотелиальные клетки и фибробласты, конститутивно экспрессируют неактивную форму цитокина интерлейкина-33 (IL-33).

В случае повреждения тканей из-за воздействия окружающей среды, роста опухоли или других заболеваний (например, астмы), IL-33 («алармин») предупреждает несколько иммунных клеток-мишеней, экспрессирующих IL1RL1 (ST2), что инициирует каскад иммунологических и патологических реакций. процессы.

Помимо CAF, IL-33 предупреждает многие другие иммунные клетки, включая тучные клетки, макрофаги, базофилы, эозинофилы, дендритные клетки типа 1/2. Т-клеткии Treg-клетки.

Однако влияние IL-33 на CAF представляет особый интерес, поскольку он, вероятно, помогает этим иммунным клеткам подавлять иммунные ответы, способствуя накоплению IL1RL1 + Treg-клеток.

Другими словами, IL-33 усиливает перекрестные помехи Tregs-CAF через ось AREG-EGFR, что приводит к подавлению иммунитета в микроокружении опухоли (TME).

AREG активирует EGFR, способствуя экспрессии фактора роста опухоли-бета (TGF-β) в CAF, что, вероятно, вызывает иммуносупрессию в TME. Примечательно, что экспрессия EGFR преобладает в CAF, но не в клетках Treg и других типах клеток в TME. Однако точные механизмы, используемые клетками IL1RL1+ Treg для изменения TME и стимуляции онкогенеза, все еще неясны.

Более того, недавние исследования показали, что IL-33 потенциально ингибирует прогрессирование опухоли за счет усиления иммунных реакций I типа.

Кроме того, IL-33 в сочетании с ингибиторами иммунных контрольных точек способствует возникновению аддитивного иммунного ответа против опухолей. Таким образом, понимание точной роли цитокина IL-33 в развитии рака может помочь исследователям разработать новые методы иммунотерапии рака.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи использовали трансплантированную мышиную модель лабораторно разработанного B16. меланома клеточная линия, сверхэкспрессирующая B16–IL-33, секретируемую форму IL-33, для изучения того, как IL-33 формирует иммунные ответы Т-клеток в TME.

Они выполнили парное секвенирование одноклеточной рибонуклеиновой кислоты (scRNA-seq) и секвенирование Т-клеточных рецепторов (TCR-seq) TCR-β+ Т-клеток для анализа иммунной клеточной сети в опухолях B16 и B16–IL-33 на девятый день. постопухолевая инокуляция.

Это помогло им оценить влияние передачи сигналов IL1RL1 в клетках Treg и изучить участие оси AREG/EGFR в перекрестных помехах Treg-клеток и CAF в TME и ее значимости в IL-33-опосредованном противоопухолевом иммунитете.

Кроме того, исследователи проанализировали клональную экспансию, используя парные данные scTCR-seq. Кроме того, они использовали проточную цитометрию (FC) для подтверждения результатов исследования с использованием другой модели мышиной трансплантации карциномы толстой кишки MC38.

Наконец, команда использовала вывод и кластеризацию одноклеточной регуляторной сети (SCENIC) для идентификации факторов транскрипции (TF) и их генов-мишеней, которые вместе называются регулонами, которые программируют IL1RL1+ Treg и CD8+ Т-клетки в B16–IL-33 и B16. опухоли.

Полученные результаты

Данные исследования включали 11 022 клетки трех линий Т-клеток: обычные Т-клетки (Tconv), кластер дифференцировки (CD)4+ Treg-клетки и CD8+ Т-клетки. В опухолях B16–IL-33 по сравнению с B16 наблюдалось увеличение количества Treg и CD8+ Т-клеток и снижение накопления Tconv-клеток.

Существует шесть кластеров CD8+ опухолевых лимфоцитов (TIL), и IL-33 привел к заметному изменению состава каждого из них. Анализ FC показал, что сверхэкспрессия IL-33 в опухолевых клетках заметно увеличивает процент интерферон-гамма (IFN-γ)+ CD8+ Т-клеток в ТМЕ.

Парный scTCR-seq показал, что наивные CD8+ TIL содержали одиночные клоны TCR в опухолях B16 и B16–IL-33. В остальных пяти кластерах опухоли B16–IL-33 имели более высокий процент клонально расширенных CD8+ TIL с большим размером клона, что указывает на то, что IL-33 также увеличивает клональное разнообразие CD8+ TIL.

scRNA-seq анализ Tregs из опухолей B16–IL-33 показал, что Treg с дефицитом IL1RL1 имеет меньшее накопление по сравнению с контрольными Treg, с повышенным накоплением преэффекторных (пре)Treg и эффекторных €Treg, что позволяет предположить, что IL1RL1 необходим для накопление IL1RL1+ Treg в опухолях. Регулонами с наибольшей активностью в клетках IL1RL1+ Treg были Bcl3 и ядерный фактор κB-2 (Nfkb2).

Из трех основных подтипов CAF антигенпрезентирующие (ap)CAF высоко экспрессируют путь презентации антигена главного комплекса гистосовместимости II (MHCII), который, вероятно, вовлекает и стимулирует Treg-клетки в TME.

Таким образом, лечение антителами против AREG ингибировало рост опухоли и улучшало общую выживаемость у мышей с опухолями B16–IL-33.

Выводы

В целом, данные исследования подтвердили, что клетки IL1RL1+ Treg оказывают проопухолевую функцию посредством AREG/EGFR-опосредованного взаимодействия с CAF в TME.

Кроме того, было продемонстрировано, что AREG помогает связать IL1RL1+ Treg-клетки с CAF, тем самым ограничивая противоопухолевое действие. эффективность Ил-33. Эти результаты могут помочь в разработке новых методов иммунотерапии рака.