Celovit pogled na cikel imunosti proti raku (CIC) pri raku materničnega vratu, ki ga povzroča HPV, in obeti za nove terapevtske priložnosti 2. del

2.2. Zajem in obdelava antigena (2. korak)

Za celice, ki predstavljajo antigene (APC), je značilno, da imajo na zunanji površini membrane receptorje za prepoznavanje vzorcev (PRR), ki lahko prepoznajo širok spekter eksogenih (molekularni vzorci, povezani s patogeni – PAMP) in endogenih antigenov (poškodbe). -povezani molekularni vzorci – DAMP) [68]. Vezava antigena s PRR sproži signalne poti, ki omogočajo internalizacijo, obdelavo in kasnejšo predstavitev adaptivnim imunskim celicam (CIC-korak 2) [68]. Med razvojem CC so opazili tudi spremembe v teh mehanizmih. Študije so pokazale, da je eden glavnih razlogov za obstojnost okužbe s HPV sposobnost virusa, da moti receptorje in senzoriko prirojene imunosti ter se tako izogne ​​gostiteljevemu imunskemu sistemu.

Glede na to je bilo ugotovljeno, da ima toll-like receptor (TLR) 9 ključno vlogo v sistemu imunskega odziva proti okužbi s HPV in neoplazmi materničnega vratu [69]. Raziskave in vitro in in vivo so pokazale, da je spremenjena ekspresija TLR9 povezana s tumorskim mikrookoljem pri raku materničnega vratu, povezanem s HPV [69–73]. Druge študije izražanja genov so odkrile le znatno zmanjšanje TLR1 in povečanje TLR3 iz epitelijskih celic pri karcinomu materničnega vratu [74]. Poleg tega je bila prisotnost receptorja TLR4 v pozitivni korelaciji s stanjem hipoksije v mikrookolju tumorja in da bi lahko te spremembe opredelili na način, ki ustreza različnim stopnjam in podtipom CC, in tako lahko jasneje razločili njihove funkcije v protitumorskem imunskem odzivu.

Zaradi interakcije med APC-ji in tumorskim mikrookoljem se lahko število APC-jev zmanjša, njihove funkcije pa se spremenijo [76,77]. Zmanjšanje števila APC-jev je posledica zmanjšanja števila rezidenčnih APC-jev in migracijskih APC-jev. Na začetku je treba opozoriti, da je infekcijski cikel HPV sam po sebi mehanizem izogibanja za gostiteljev imunski sistem, ker replikacija virusa in sproščanje novih virusnih delcev ne povzročita lize celice, saj je smrt keratinocitov programirana. Tako pride do zmanjšanja ali popolnega pomanjkanja protivnetnih citokinov, ki aktivirajo migracijo APC [78]. Pravzaprav so bile ugotovljene spremembe v izražanju nekaterih citokinov, ki spodbujajo migracijo APC v tumor. Na primer, v celicah CC je zmanjšana migracija APC v epitelij materničnega vratu za privzem antigena posledica znižane regulacije liganda kemokinskega CC motiva (CCL) 2, CCL20 in liganda kemokina (motiv CXC) (CXCL) 14 [79– 81]. Poleg tega so in vitro in in vivo študije CC odkrile dokaze o znižani regulaciji markerjev CD11b in CD207 LC, kar je vplivalo na zajemanje antigena in zmanjšalo diferenciacijo in zorenje dendritičnih celic (DC) [79–81]. Obstajajo dokazi, ki kažejo, da je tarča HPV CCL20 kemokin Langerhansovih celic (LC), ki pritegne celice in moti pot NF-κB [79]. Ta pot uravnava izražanje več genov, vključenih v pro- in protivnetne procese, kot so kemokini, citokini in adhezijske molekule [82]. Druge strategije imunske utaje, ki jih uporablja HPV za zaviranje poti NF-κB, vključujejo interakcijo virusnih onkoproteinov s faktorjem, povezanim s P300/CBP (PCAF), in uravnavanje UCHL1 [83–85].

Poleg tega so študije pokazale, da onkoproteini HPV motijo ​​interakcijo med keratinocitom in LC preko adhezijskih molekul. Nizke količine LC izhajajo iz zmanjšane ekspresije kadherina in adhezijskih proteinov, ki jih najdemo v CC [77, 86]. Vendar je nedavna študija, ki je vključevala uporabo modelov in vivo, pokazala, da čeprav je zmanjšanje E-kadherina spremenilo morfologijo LC, ni bilo nujno zagotoviti, da ostanejo v epiteliju [87]. Poleg tega onkoprotein HPV E5 zmanjša regulacijo glavnega histokompatibilnega kompleksa (MHC) razreda I na celični površini, tako da moti predstavitev antigena in s tem prepoznavanje celic, okuženih s HPV, s citotoksičnimi limfociti T [88,89]. Vendar so še vedno potrebne nadaljnje študije za raziskovanje sprememb, o katerih poročajo v notranjih mehanizmih obdelave antigena v APC, vključno z dejavniki, kot so interakcija z različnimi sevi HPV, histološkimi značilnostmi, dražljaji iz mikrookolja in klinično stopnjo, ter za določitev, v kateri tako lahko pomembno vpliva na protitumorski imunski odziv.

Genetske variacije, kot so polimorfizmi, lahko vplivajo na različne vidike imunskega sistema, vključno z zajemanjem in predelavo antigenov. Funkcionalne posledice teh genetskih variacij so odvisne od oblike in položaja variacij v genomu in lahko segajo od zanemarljivih do znatnih sprememb v funkciji genov. Bioinformatska analiza na področju receptorjev TLR je pokazala, da lahko polimorfizmi potencialno vplivajo na vezavna mesta za transkripcijske faktorje in motijo ​​aktivacijo signalnih poti TLR.

Vendar je zmožnost sklepanja o funkcionalnosti teh orodij omejena in potrebne so dodatne raziskave za popolno razumevanje molekularnih mehanizmov v ozadju teh sprememb [90]. Medtem je bila izvedena metaanaliza, da bi raziskali vpliv prevladujočih variacij genov TLR9 in TLR2 (TLR9 1486 T/C, TLR9 G2848A, TLR2– 196 do –174 del/ins) na incidenco CC. Analiza je pokazala, da je polimorfizem TLR9–1486T/C (rs187084) povezan s povečanim tveganjem za CC, medtem ko z različico TLR2–196 do −174 del/ins ni bilo povezave [72,73]. Podobno je druga študija pokazala, da ni bilo ugotovljeno, da različici IL-12B rs3212227 in TLR9 rs352140 kakor koli povečujeta verjetnost CC. Nasprotno pa so bile genetske variacije XRCC3 RS861539, TNF-rs1800629 in IL-6 rs1800795 povezane [91]. Druga analiza genskega polimorfizma je pokazala, da je genotip GG rs311678 SNP v cikličnem genu GMP-AMP (cGAMP) poti STING (stimulator interferonskih genov) povezan z znatno zmanjšanim tveganjem za predrakave lezije materničnega vratu. Poleg tega je ista študija odkrila tudi pomembno antagonistično interakcijo med okužbo s HPV in polimorfizmom rs311678 na aditivni lestvici z uporabo modela interakcij s tremi lokusi, ki vključuje okužbo s HPV, starostni razpon za menarho in rs311678 SNP v cGAS [92]. Polimorfizmi lahko vplivajo tudi na gene, odgovorne za proteasomske podenote znotraj MHC-I, kar lahko vpliva na predstavitev antigena. Ugotovljeno je bilo, da je polimorfizem rs2071543 povezan s povečanim tveganjem za CC, povezano s HPV, kadar je prisoten kot genotipa T/T in T/G podenote beta proteasoma 8 ter genotipa A/A in A/G podenote 9 [93]. ].

Nedavno izvedena metaanaliza je raziskala razmerje med nekodirajočimi SNP in predrakavimi lezijami ter CC. Študija je preučila 48 polimorfizmov in odkrila 16 SNP (povezanih z imunskimi proteini, vključno z interlevkini, interferonom, TLR, TNF, CTLA in metaloproteinazami), ki so bili tesno povezani s povečanim tveganjem za CC [94]. Na podlagi tega je mogoče domnevati, da so polimorfizmi široko opaženi v genih, povezanih s sistemom imunskega odziva proti CC, povezanim s HPV, in lahko predstavljajo razvijajočo se prilagoditev na dinamično okolje. Vendar pa se rezultati študij polimorfizma lahko razlikujejo med različnimi populacijami in etničnimi skupinami. Te študije imajo tudi nekatere omejitve, vključno z: (a) razlikami v študijah, vključenih v metaanalizo, (b) majhnim številom študij, ki preučujejo določene polimorfizme, in (c) možnostjo pristranskosti objave. Kljub temu lahko izvajanje eksperimentalne validacije funkcionalnih razlik med genetskimi polimorfizmi, povezanimi s HPV-inducirano rakotvornostjo, pomaga pri razvoju ciljnih imunoterapij za specifične populacije.

2.3. Priprava in aktivacija imunskih celic (3. korak)

Po zajetju in obdelavi antigenov poteka priprava in aktivacija T-celic iz naivnih T-celic (3. korak) (slika 1). To zahteva, da se APC preselijo v bezgavke. Vendar pa so zmanjšano migracijsko sposobnost, povezano z nizko ekspresijo CCR7, potrebnega receptorja za izhod T-celic iz perifernih tkiv in vstop v bezgavke, opazili pri DC, ki infiltrirajo tumor [95]. Med vpletenimi mehanizmi so bili dokazi, da proteini E6 in E7 iz HPV znižajo regulacijo CCR7 z uravnavanjem IL-6 v celičnih linijah raka materničnega vratu [96,97]. Po drugi strani pa so modeli in vitro pokazali, da LC iz CC, ki jih je stimuliral s-Poly-I:C, izražajo CCR7 in povečajo migracijo na njihov ligand (CCL21), kar poudarja pomen njihove ekspresije za migracijo LC v bezgavke za pripravo T-celic [98,99].

Ko se APC infiltrirajo v bezgavke, se srečajo z naivnimi T-celicami, kjer se začnejo pripravljati in aktivirati. V tej fazi so med in vivo preskušanji CC opazili, da obstajajo LC-ji, ki so glavne celice CD8 in T z zmerno proliferativno aktivnostjo, nizko proizvodnjo IFN- in visokimi ravnmi IL-10 [100] in IL-17A [101]. V posebnem primeru IL-10 (protivnetni citokin) je treba opozoriti, da imajo pri CC keratinociti, makrofagi in LC povečano proizvodnjo IL-10 [102], ena študija pa je opazila da Treg celice in vitro z učinki IL-10 zmanjšajo aktivacijsko sposobnost naivnih T-celic, kar bi si lahko razlagali kot povratni mehanizem imunskega odziva [102,103]. Dokazano je bilo, da je zmanjšanje ravni izražanja miR-155 lahko povezano z okužbo s HPV in ustvarja ugodno mikrookolje za karcinogenezo z zmanjšanjem izražanja IFN in povečanjem izražanja IL-10 [104,105]. Poleg tega so modeli in vivo z uporabo miši K14E7, ki izražajo protein E7 HPV-16, pokazali zmanjšanje v začetnih celicah CD8 in T z LC [106], zmanjšano število celic Th1, ki so bile vgrajene z DC, prevlado priprave T-celic s Foxp3 plus fenotipom in visoko ekspresijo CD73 in folatnega receptorja 4 iz CD4 plus naivnih T-celic [107]. Vendar pa je nepričakovano druga študija, ki je uporabila model miši in vivo, ki je izražal protein E7 HPV-16, kljub zmanjšanju števila in aktivacijskih markerjev LC; poleg tega je bilo zmanjšanje priprave CD8 in citotoksičnih T-celic neodvisno od LC [108].

Slednja ugotovitev je lahko povezana z dejstvom, da obstaja več podtipov APC, ti pa kažejo različne stopnje zorenja. V podporo temu so študije in vitro zagotovile dokaze, da imajo Langerin− DC podtip prime CD8 plus T-celice povečano proliferativno aktivnost, visoko proizvodnjo IFN- in nizek IL-10 [109]. Vendar pa so potrebne nadaljnje študije, v katerih so podtipi APC neposredno vključeni v pripravo in aktiviranje vsakega podtipa T-celic, odvisno od podtipa CC. Tako je na primer, ko so primerjali podtipe T-celic v bezgavkah, ki drenirajo tumor iz cervikalnega adenokarcinoma (ADC), večjo prisotnost T-celic s prevlado Tregs celic, CD8 in T-celic z višjo 'izpušni' profil, višje ravni CD8 plus centralnih spominskih T-celic (TMC CD27 plus CD45RA−) in CD8 plus efektorskih spominskih T-celic (TEM CD27−CD45RA−), kot je bil primer pri ploščatoceličnem karcinomu materničnega vratu (SCC) [110]. Tako obstajajo razlike (s stališča priprave in aktiviranja T-celic) med histološkimi podtipi CC, ki jih je treba raziskati.

2.4. Selitev imunskih celic v tumor (4. korak)

Po tem se morajo pripravljene in aktivirane T-celice z APC preseliti v tumor (4. korak). Kot smo opazili v prejšnjih korakih, je bilo ugotovljenih več nepravilnosti. Tako se je prisotnost nekaterih kemokinov izkazala za posebej pomembno. Na primer, celice CC so povečale proizvodnjo IL-6, ki stimulira fibroblaste strome, da proizvajajo citokin CCL20 prek signalne poti CCAAT/proteina, ki veže ojačevalec (C/EBP), kar je povezano s povečanim tumorjem rekrutiranje CD4/IL17/CCR6 plus Th17 protumorskih celic [41,101]. Poleg tega so modeli in vivo in in vitro pokazali, da onkoprotein HPV E7 zniža izražanje CXCL14 s hipermetilacijo promotorja CXCL14. Na ta način prisilna ekspresija tega kemokina v CC pospeši migracijo NK celic, CD4 plus T-celic in CD8 plus T-celic v lokalno okolje [111,112]. Podobno se je izkazalo, da je nizka ekspresija XCR1 v DC pomembna, ker zmanjša neposredno migracijo CD8 in T-celic z interakcijo kemokinskega liganda CXCL1, kot tudi lastno aktivacijo in aktivacijo NK celic [113,114]. Poleg tega je in vitro cepitev ligandov kemokinskega receptorja CXCL9, CXCL10 in CXCL11 z matrično metalopeptidazno beljakovino 9 (MMP-9) povzročila zmanjšanje migracije T-celic; v skladu s prejšnjimi ugotovitvami je inhibicija MMP9 pokazala povečano izražanje CXCL10, IL-12p70 in IL18 [115].

Nekatere študije so pokazale, da se lahko spremembe razlikujejo glede na histološki podtip CC. Tako je migracija T-celic v ADC manjša kot v SCC; ta edinstvena značilnost je bila povezana z nizko izraženostjo CXCL9, CXCL10 in CXCL11 v ADC v primerjavi s tistim v SCC in domneva se, da bi to lahko pripisali večji prisotnosti običajnih DC tipa 1 (cDC1) v SCC in ne v ADC, ki je povezan z večjo produkcijo citokinov, ki spodbujajo migracijo citotoksičnih CD8 plus T-celic v tumor [110]. Poleg tega je bilo ugotovljeno nizko izražanje CCL4 in -Catenin, kot tudi pozitivna korelacija med njegovimi ravnmi in cDC1, ki infiltrira tumor [110]. Tako bi lahko variabilnost profila kemoatrakcije citokinov T-celic delno pojasnila heterogenost, opaženo pri migracijskih napakah imunskih celic v CC.

2.5. Infiltracija imunskih celic v tumor (5. korak)

Po pripravi in ​​aktiviranju T-celice infiltrirajo tumorsko tkivo (5. korak). V tem koraku imajo celice T CD4 plus Th17 in celice T Foxp3 plus stopnje infiltracije višje od tistih v normalnem tkivu. Menijo, da ta dva celična podtipa prispevata k napredovanju tumorja s povečanjem IL-6, IL-10 in transformirajočega rastnega faktorja (TGF-) [101,116]. Poleg tega je ena imunohistokemična študija raziskala razmerje med nivoji STING, CD103 in infiltracijo T-celic in prognozo raka materničnega vratu. Ta študija je pokazala, da je kombinacija visokih ravni STING in visoke infiltracije CD103 in celic T sredstvo za doseganje izboljšane prognoze pri raku materničnega vratu. Vendar je treba opozoriti, da so potrebne dodatne raziskave za popolno razumevanje mehanizmov, na katerih temeljijo te povezave, in določitev natančnega potenciala STING in CD103 ter infiltracije T-celic kot terapevtskih tarč pri raku materničnega vratu [117]. Poleg tega dokazi podpirajo stališče, da imajo spremembe v zunajceličnem matriksu, ki jih povzroči razvoj in napredovanje tumorskih celic, pomembno vlogo pri uravnavanju infiltracije imunskih celic. Tako na primer tumorske celice spodbujajo sintezo komponent matriksa s fibroblasti z ustvarjanjem gostejših struktur, ki ovirajo infiltracijo imunskih celic, kot so CD8 in T-celice [118]. Med dokazi o mehanizmih, ki olajšajo povečanje rasti tumorja in metastaz z zmanjšano infiltracijo T-celic, je preoblikovanje zunajceličnega matriksa in dražljaj prek rastnih faktorjev in citokinov [115,119].

V skladu s tem je prišlo do povečane proizvodnje proteinov zunajceličnega matriksa, kot so fibronektin 1 (FN1), MMP1 in MMP9 pri kroničnih vnetnih in tumorskih stanjih materničnega vratu [51,119–122]. Poleg tega so avtorji odkrili pozitivno korelacijo med njihovimi stopnjami izražanja in povečanjem kroničnih vnetnih procesov, kliničnega napredovanja, invazije in tumorskih metastaz [119,120,122]. Zaradi tega je bila za diagnozo CC priporočena kombinirana uporaba MMP9 z drugimi tumorskimi markerji, kot je CA-125 [121]. Študije in vitro s celicami SiHa, HeLa in C-33A so bile izvedene za analizo migracije teh celic in ugotovljeno je bilo, da fenil-mlečna kislina (PLA), ki jo pogosto proizvajajo laktobacili mikrobiote, poveča celično migracijo in izražanje MMP9 [123,124]. Predlagano je bilo povečanje jedrske translokacije faktorja IκB in p65 s PLA dražljajem z aktiviranjem signalne poti NF-kB [124]. Med predlaganimi mehanizmi za regulacijo ekspresije MMP9 je bilo povečanje proizvodnje IL-6 s tumorskimi celicami raka materničnega vratu [95]

Proces nenormalne neovaskularizacije pri raku materničnega vratu je pokazal, da ni povezan samo s prekrvavitvijo tumorskih celic; prispeva tudi k vzpostavitvi tumorsko imunosupresivnega okolja. To je zato, ker se angiogeneza pojavi na anomalen način in vodi do diferenciacije imunosupresivnih celic ter zmanjšanja zmogljivosti infiltracije in delovanja citotoksičnih imunskih celic [125]. Ko so bile imunohistokemijske tehnike uporabljene pri ploščatoceličnem karcinomu materničnega vratu, je bilo ugotovljeno, da je faktor, ki povzroča hipoksijo-1 (HIF-1), (a) povečan, (b) povzročil slabšo prognozo [126], in (c) je bil identificiran kot možen protein, vključen v ta proces. Domneva se, da hipoksija, ki jo povzroča tumorsko mikrookolje, spodbuja izražanje HIF-1 in vaskularnega endotelnega rastnega faktorja (VEGF), hkrati pa povzroča nenormalno angiogenezo in spreminja izražanje nekaterih medceličnih adhezijskih molekul (ICAM) in adhezijo vaskularnih celic molekule (VCAM) [127].

Ko so primerjali različne celične linije raka materničnega vratu, okužene z različnimi vrstami HPV, so opazili, da so glede na linijo razlike v infiltraciji imunskih celic. Na primer, in vivo in z uporabo golih miši in modelov RAG1−/− so celice SiHa (HPV16 plus) in Hela (HPV18 plus) pokazale večjo infiltracijo vnetnih celic kot celice C33A (HPV−) [128]. Poleg tega so v vseh celicah opazili visoke ravni inhibitornega faktorja migracije makrofagov (MIF) in CCL5; vendar pa le celice SiHa in HeLa znižajo ekspresijo ICAM, zaviralec aktivatorja plazminogena-1 (PAI-1) pa so uravnavale celice C33A, znižale pa celice SiHa in HeLa [128]. Zato je priporočljivo upoštevati tudi različne tipe HPV, ki kronično okužijo maternični vrat, da bi razjasnili razlike, opažene pri infiltraciji imunskih celic pri tumorjih raka materničnega vratu.

2.6. Prepoznavanje tumorskih celic s strani imunskih celic (6. korak)

Nato T-celice infiltrirajo tumorsko tkivo, kar bi jim moralo omogočiti prepoznavanje rakavih celic. Vendar pa obstajajo dokazi o tumorskih celicah raka materničnega vratu z znižano regulacijo več genov MHC, kar ima za posledico zmanjšano prepoznavanje tumorskih celic s citotoksičnimi T-celicami in NK celicami [129,130]. Med znižano reguliranimi geni MHC-I, ki so jih našli pri raku materničnega vratu, so humani levkocitni antigen (HLA) A, HLAB, HLA-C, HLA-E in HLA g [131]. Predloženi so bili dokazi o raku glave in vratu za identifikacijo vpletenih mehanizmov znižanja regulacije, kot tudi znižanje regulacije izražanja CXCL14, ki ga povzroča kronična okužba s HPV, in s tem znižanje regulacije genov MHC-I [112]. Menijo, da se to lahko zgodi na podoben način pri raku materničnega vratu [112]. Zato so bili izvedeni testi in vivo in in vitro, da bi zagotovili dokaze, da je krožna RNA circEYA1 znižana v adenokarcinomu materničnega vratu in ima sposobnost zajeti miR-582-3p, ki uravnava CXCL14 [132]. Poleg tega so študije metiloma z uporabo ovekovečenih keratinocitov ugotovile, da distalni promotorski element (CGI) gena HLA-E kaže hipermetilacijo z onkoproteinom E7 HPV in je povezan z njegovo znižano regulacijo [131]. Vendar pa je potrebno izvesti več epigenetskih študij, da bi razumeli specifične mehanizme imunološkega prepoznavanja tumorskih celic s T-celicami.

Geni kompleksa MHC-II so bili tudi tarča sprememb v njihovem izražanju. Tako so modeli in vivo z uporabo miši K14.E7 pokazali znižano regulacijo MHC-II v infiltriranih epidermalnih LC in povečano regulacijo genov, povezanih z zmanjšanim imunskim odzivom, kot je indoelamina-2-3-dioksigenaza (IDO) 1, Arginaza 1, IL-12/23p40 in IL-6 [106]. Poleg tega je bilo pri raku materničnega vratu ugotovljeno, da celice Foxp3 plus Treg in vitro povečajo z membrano povezano E3 ubikvitin ligazo RING-CH (MARCH) 1 in E3 ubikvitin ligazo. Ti proteini razgradijo CD86 in MHC-II DC, ki jih posreduje IL-10, ki ga proizvajajo celice Foxp3 in Treg [103]. Zdi se, da imajo tudi proteini, prisotni v zunajceličnem matriksu, pomembno vlogo pri mehanizmih prepoznavanja tumorskih celic. V luči tega so bili najdeni dokazi, da protein galektin (Gal) 3 preprečuje interakcijo med receptorji TCR in CD8, povzroča inaktivacijo in inducira imunosupresivno aktivnost [133]. Tako se lahko prepoznavanje tumorskih celic s strani imunskih celic spremeni globalno in ne samo s potjo kompleksa MHC-I.

2.7. Uničenje tumorskih celic (7. korak)

Nazadnje, potem ko T-celice prepoznajo tumorske celice, je treba sprožiti mehanizme, ki vodijo do uničenja tumorskih celic (7. korak). Znaki okvar, ki se odkrijejo na tej stopnji, vključujejo povečano regulacijo soinhibitornih molekul, kot so inducibilni T-celični kostimulatorski ligand (ICOSLG), CD276, V-set domain-containing T-cell activation inhibitor (VTCN) in ligand proteina programirane celične smrti (PD-L), za katerega se je izkazalo, da je eden glavnih zaviralnih mehanizmov protitumorskega imunskega odziva [134,135]. Pri raku materničnega vratu, povezanem s HPV, so opazili visoko raven ekspresije PD-L1 in interferonsko inducibilnega receptorja 16 (IFI16), to ekspresijo pa povezujejo z napredovanjem tumorja. Poleg tega se je pokazalo, da lahko IFI16 stimulira izražanje PD-L1 prek poti STING-TBK1-NF-kB [136].

Nedavno izvedene študije kažejo, da T-celice bolnikov z rakom materničnega vratu kažejo povečano izražanje PD-1, kar vodi do večje proizvodnje TGF- in IL-10, zmanjšanih ravni IFN- in oslabljenega Proliferacija T-celic, s čimer se vzpostavi imunološka toleranca in olajša rast tumorja [135,137]. V potrditev tega so testi in vitro pokazali, da je zaviranje izražanja PD-L1 v celicah CaSki povezano s povečano proliferacijo in citotoksično aktivnostjo celic CD8 in T [138,139]. Poleg tega imajo poleg povišanih ravni izražanja PD-1 CD8 in infiltrirane T-celice v ploščatoceličnem karcinomu večji profil "izčrpanosti" in povečano regulacijo T-celičnega imunoglobulina in mucinske domene (TIM) 3 in gen za aktivacijo limfocitov (LAG) 3 [110]. V testih in vitro je bilo ugotovljeno, da protein E2 visokorizičnega HPV uravnava STING, senzor prirojenega imunskega odzivnega sistema tumorjev, ki pomaga pri proizvodnji IFN tipa I [139].

Natančne spremembe v funkciji STING pri CC, povezanem s HPV, še niso popolnoma pojasnjene. Vendar pa je študija in vitro pokazala, da lahko protein HPV16 E7 medsebojno deluje z NLRX1 in poveča menjavo senzorja STING, kar vodi do zmanjšanja odziva interferona ter razvoja in napredovanja ploščatoceličnega karcinoma glave in vratu (HNSCC). Interakcija med proteinom HPV16 E7, NLRX1 in STING, najdenim v HNSCC, lahko nakazuje, da obstaja podoben regulativni mehanizem za sistem imunskega odziva gostitelja v CC [140]. Poleg tega so poročali, da lahko protein HPV E7 zavira izražanje STING prek epigenetskih mehanizmov [141]. Posledično je bilo predlagano, da bi signalna pot STING lahko delovala kot ključni nadzornik CIC, ne samo z vlogo pri uničevanju tumorskih celic, temveč tudi z aktiviranjem DC, izboljšanjem predstavitve antigena, aktiviranjem in razlikovanjem rasti T -celic, ki spodbujajo infiltracijo citotoksičnih T-limfocitov (CTL) in zavirajo infiltracijo imunosupresivnih regulatornih T-celic [20].

V zvezi s citotoksičnostjo CD8 in T-celic so ugotovili zmanjšano izražanje E-kadherina, kar je bilo povezano s slabšo prognozo pri raku materničnega vratu [142,143]. E-kadherin se je izkazal za pomembnega za polarizacijo in sproščanje citotoksičnih zrnc, ki jih uporabljajo CD8 in citotoksične T-celice za ubijanje tumorskih celic, ki jih spodbuja interakcija med integrinom E (CD103) T-celic, ki infiltrirajo tumor, in E-kadherin tumorskih celic [144–148].

Raziskovali so tudi vpliv nekaterih metabolitov na celični imunski odziv. Tako je bila ugotovljena pozitivna korelacija med koncentracijami presnovkov triptofana, ki jih proizvajajo rakave celice, in napredovanjem tumorja ter metastazami v bezgavkah pri ploščatoceličnem karcinomu materničnega vratu [149]. Med raziskanimi metaboliti je kinurenin, medtem ko se je razmerje kinunerin/triptofan povečalo pri raku materničnega vratu [150]. Študija in vitro z uporabo različnih linij raka materničnega vratu je pokazala povečano regulacijo encima IDO1, ki razgrajuje triptofan; vendar njegovo znižanje in vitro ni pokazalo razlik v rasti tumorskih celic [151]. Kljub temu so študije z uporabo modelov miši BALB/c golih in K14.E7 (z izražanjem gena HPV E7) in vivo pokazale, da je bila znižana regulacija IDO1 pomembno povezana s povečanim številom infiltriranih NK celic in zmanjšano rastjo tumorja [151,152]. Mehanizmi, vključeni v modele miši K14.E7, so bili identificirani z ugotovitvijo, da je povečana regulacija IDO1 povezana z lokalnim izločanjem IFN in supresijo CD8 in T-celic [152].

V tej fazi se zdi še posebej pomembna tudi regulacija imunskega odziva s celicami CD4 in T. Dokazi kažejo, da je pogostnost raka materničnega vratu večja pri bolnikih z imunosupresijo zaradi okužbe z virusom humane imunske pomanjkljivosti (HIV) [153,154]. Ugotovljeno je bilo, da je povečano število krožečih CD4 plus NKG2D plus T-celic in nizka izraženost kostimulatornih receptorjev CD28 pri bolnicah z rakom materničnega vratu povezana z zmanjšano pogostnostjo citotoksičnih markerjev in zmanjšano produkcijo vnetnih citokinov [155]. Poleg tega obstajajo dokazi, da beljakovina galektin-1 (Gal-1) inducira očistek celic CD4 ter Th17 in Th1 ter inducira proliferacijo celic Tregs [133].

Interakcija med različnimi podtipi imunskih celic lahko vpliva tudi na uničenje tumorskih celic. V skladu s tem so modeli študije in vitro pokazali, da imajo LC raka materničnega vratu, stimulirane s s-Poly-I:C, povečano izražanje markerjev celičnega zorenja (CD40, CD80, CD83, CD86, CCR7, MHC1 in MHCII), izboljšana migracija in povečana proizvodnja protivnetnih citokinov, povezanih s stimulacijo [celično posredovanega citotoksičnega odziva celic CD8 plus (IL-1beta, IL-6, IL-12p70, IP-10, TNF-alfa, IFNalfa, MCP-1, MIP-1alfa, MIP-1beta in RANTES) [99]. Vendar so poskusi in vivo z uporabo miši ugotovili, da izčrpavanje LC poveča citotoksično aktivnost T-celic [109]. V zadnjih letih je bilo ugotovljeno, da se celice CD4 in T lahko diferencirajo v podtip z nejasnimi ali kontroverznimi funkcijami, kot so celice Th17 [156,157]. Študije, ki so analizirale rak materničnega vratu kot celoto, so pokazale, da je prisotnost celic Th17 povezana z dobro prognozo [158]. Vendar pa so analize, ki vključujejo samo ADC, pokazale, da prevlada celic Th17 inducira napredovanje tumorja [159]. Nedavno so pri raku materničnega vratu našli večje število PU.1 plus T-celic v primerjavi z normalnim tkivom materničnega vratu, vendar njihova funkcija še vedno ni znana [160]. Do sedaj, ko so bili modeli in vivo uporabljeni pri miših CH3, se je izkazalo, da imajo te celice učinkovito zaviralno funkcijo na rast oralnega ploščatoceličnega karcinoma in inducirajo apoptozo s spodbujanjem proizvodnje IL-9 v tumorskih celicah [ 161]. Še vedno pa je treba razjasniti njihove funkcije pri raku materničnega vratu.

Med drugimi raziskanimi mehanizmi, povezanimi z ubijanjem tumorskih celic, je metabolizem reaktivnih kisikovih vrst. Tako v SCC obstajajo dokazi o povečani regulaciji genov dvojne oksigenaze 1 (DUOX1), dvojne oksigenaze 2 (DUOX2) in NADPH oksidaze 2 (NOX2). Ugotovili so povezavo s povečanjem preživetja brez bolezni, verjetno z mehanizmi, ki vključujejo proizvodnjo interferona gama (IFN-), interferona alfa (IFN-) in aktivacijo signalnih poti NK celic [162]. Tabela 1 prikazuje vsak korak CIC in njihove spremembe za neregulirane tarče pri raku materničnega vratu.

3. CIC-tarčne imunoterapije pri raku materničnega vratu

3.1. DNK cepiva

Na podlagi sprememb, ugotovljenih pri sproščanju antigenov (1. faza), so bile izvedene študije alternativ za vnos različnih molekul, ki lahko aktivirajo imunski odziv. Med temi so terapevtska cepiva na osnovi epitopov; vendar pa nezmožnost majhnih peptidov, ki bi proizvedli močan imunski odziv, predstavlja izziv za razvoj teh vrst cepiv [163]. Zato so nekatere študije uporabile epitope HPV E6 in E7, povezane z adjuvansi, vendar so rezultati še vedno v preliminarni fazi [164]. Genetska imunizacija je bila dokumentirana kot učinkovita strategija za indukcijo humoralne in celične imunosti pri velikem številu živalskih modelov [165,166]. Vendar pa nekatere študije kažejo nizko imunogenost, kar je mogoče razložiti z vnosom genskega materiala v nespecifične celice in z njegovo nezmožnostjo podvajanja ali širjenja po sosednjih celicah in vivo [167,168]. Tako obstajajo številne raziskovalne študije, ki so zasnovane za potenciranje terapevtskih cepiv z DNK, kot je optimizacija sistemov za dostavo DNK v celice, s fizikalnimi sredstvi (elektroporacija, biobalistika, tetoviranje itd.) in kemičnimi metodami (liposomi, nanodelci, kationski peptidi itd.) [169–175]. Poskusili so izboljšati samo gensko zaporedje: prilagoditev kodona za izražanje pri sesalcih [176]; fuzija z drugimi proteini, ki dajejo prednost prisotnemu antigenu cepiva [177–179]; in vključitev kostimulatornih molekul, kot so citokini in kemokini [180–182]. Vendar so rezultati teh cepiv še vedno nezadostni, da bi jih lahko uporabili kot zdravljenje, in ostajajo v fazah predkliničnih študij [171].

3.2. Cepiva na osnovi DC

Zaradi ugotovljenih sprememb v predstavitvi antigena (2. in 3. korak) so se terapevtska cepiva, ki uporabljajo DC, v zadnjih letih izkazala kot obetavna možnost zdravljenja [183]. Uporaba DC za razvoj terapevtskih cepiv proti raku temelji na njihovi sposobnosti predstavitve antigenov in induciranja učinkovitega imunskega odziva s pripravo in stimulacijo proliferacije in aktivacije T-celic [184]. Trenutno poskusi s terapevtskimi cepivi proti raku na osnovi DC vključujejo njihovo izpostavljenost antigenom HPV, drugim vrstam antigenskih proteinov, peptidom ali tumorskemu lizatu ex vivo, okužbo ali transfekcijo DC z DNA ali RNA, ki kodirajo antigene HPV, in poznejšo dostavo DC. bolnikom [183,185–187]. Nekatere študije so se izkazale za učinkovite pri zdravljenju raka materničnega vratu v predkliničnih fazah.

Na primer, DC-ji, pulzirani s fuzijskim proteinom, ki ga tvori funkcionalni peptid proteina termičnega šoka Mycobacterium tuberculosis (MTBHsp70), spojen z zunajcelično domeno formil peptidnega receptorja 1 (FPR1), so pokazali naraščajoče zorenje DC-jev, pa tudi sposobnost povečanja proizvodnje IL-12p70, IL-1, TNF-ja in povečanja citotoksičnih učinkov citotoksičnih T-celic (CTL) pri miših [187]. Pravzaprav so v nedavni študiji uporabili eksosome, pridobljene iz DC, napolnjene s peptidom E7 in poli (I:C), v modelih in vitro in in vivo, ki so inducirali nastajanje in proliferacijo citotoksičnih CD8 plus T-celic, skupaj z povečanje izločanja IL-2 in IFN- in zmanjšanje sproščanja IL-10 [186]. Poleg tega so študije in vitro z uporabo biološke kombinacije RIX-2 (ki jo sestavljajo: IL-1, IL-2, IL-6, IL-8, TNF, GM-CSF in IFN ) v celicah LC so pokazale povečano regulacijo markerjev zorenja, povečano proizvodnjo IL-12p70, CXCL10 in CCL2, povečano izražanje CCR7 in celične migracije ter povečano proliferacijo in aktivacijo citotoksičnih CD8 plus T-celic [188]. Vendar je treba razjasniti številna resna vprašanja, da bi povečali učinkovitost teh cepiv in izboljšali infiltracijo in zadrževanje efektorskih T-celic, vključno z identifikacijo membranskih receptorjev in aktivatorjev DC ter določitvijo, kateri specifični podtipi DC lahko vključiti v ta proces za učinkovito stimulacijo in aktivacijo T-celic [189].

3.3. Cepiva na osnovi T-celic

Spremembe, opažene v korakih 4 do 7 CIC, so povzročile terapevtske strategije, ki so osredotočene na izboljšanje funkcij T-celic. Tako obstajajo dokazi, da je mogoče T-celice CD4 plus in CD8 plus T, specifične za epitop E6 in E7, proizvesti in vitro z uporabo limfocitov, ekstrahiranih iz bezgavk bolnikov z rakom materničnega vratu [190]. Še več, klinična preskušanja faze II pri bolnikih z metastatskim rakom materničnega vratu z uporabo infuzije T-celic, zdravljenih ex vivo in izbranih kot reaktivnih proti E6 in E7; v nekaterih primerih so opazili, da je prišlo do popolne ali delne regresije raka [191]. Vendar pa je trenutno zabeležena stopnja učinkovitosti približno 30 odstotkov, skupaj z razvojem terapevtske odpornosti [191–193]. Poleg tega je spremenljiv odziv na to obliko zdravljenja mogoče pojasniti z individualno genetsko variabilnostjo in heterogenostjo rakavih celic. V potrditev tega so opazili mutacije v interferonu gama 1 in receptorjih HLAA [194]. Poleg tega obstajajo dokazi, da se reaktivnost T-celic proti tumorjem raka materničnega vratu, okuženim s HPV16-, razlikuje od reaktivnosti, opažene pri tumorjih, okuženih s HPV18- [195]. Zato načrtovanje te vrste terapije, preden se lahko uporabi za izboljšanje učinkovitosti tega zdravljenja, zahteva bolj poglobljeno študijo genetike vsakega posameznika in značilnosti tumorja pred dajanjem zdravljenja ex vivo T-celice.

3.4. Nekodirane terapije na osnovi RNA

Študije o odpornosti na imunoterapijo so pokazale, da lahko nekodirajoče RNA modulirajo te procese [196]. Med mikroRNA, ki so jih proučevali pri raku materničnega vratu, je bilo ugotovljeno, da je izražanje PD-L1 mogoče znižati s stimulacijo z miR140/142/340/383 in supresijo miR-18a [197]. Ta strategija je zelo pomembna, saj je uporaba protiteles proti PD-1/PD-L1 v kliničnih preskušanjih faze I in faze II pri raku materničnega vratu pokazala nizko učinkovitost in odpornost na zdravljenje [198,199]. Druga študija je pokazala, da je dajanje miR-34a in sPD-1 z uporabo podkožnih kationskih lipidnih mikromehurčkov pri miših povzročilo povečano proizvodnjo IFN-ja, povezano s povečanim protitumorskim imunskim odzivom [200]. Nedavno so druge predklinične študije raka materničnega vratu priporočile indukcijo ekspresije E-kadherina s stimulacijo ekspresije miR-185-5p [201], z uporabo miR-126 za indukcijo citotoksičnosti, posredovane s TNF- in FasL [ 202] in z uporabo lncRNA HOX (HOTAIR—dolgi nekodirajoči RNA HOX transcript antisense), ki deluje kompetitivno proti miR-148a in je dokazal sposobnost sodelovanja pri regulaciji izražanja HLA-G [203]. Vendar pa dokazi kažejo, da je še vedno treba izboljšati te strategije.

3.5. Urejanje genov CRISPR/Cas9

Novo orodje za onemogočanje izražanja onkoproteinov HPV, E6 in E7, je orodje za urejanje genov CRISPR/Cas9. Inturi in Jemth [204] sta pokazala, da je izločitev teh onkoproteinov s CRISPR/Cas9 omogočila obnovitev signalnih poti p53/p21 in pRb/p21, kar je povzročilo staranje v teh celicah. V zvezi z zmožnostjo sistema CRISPR/Cas, da zavira rast tumorskih celic materničnega vratu pri golih miših, je bilo ugotovljeno, da je bil volumen tumorja bistveno manjši pri miših, ki so bile podvržene cepitvi mRNA E6/E7 s sistemom CRISPR/Cas, kot pri kontrolna skupina [205,206]. Druga študija je pokazala, da prekinitev onkogenov HPV s CRISPR/Cas9 v HPV-pozitivnih orofaringealnih ploščatoceličnih karcinomih (OPSCC) povzroči ponovno vzpostavitev poti cGAS-STING. Ta rezultat zagotavlja nov vpogled v zdravljenje, ki je potrebno za ciljno obravnavo okužbe s HPV in raka materničnega vratu, saj je STING veljal za potencialno novo imunoterapevtsko tarčo za raka materničnega vratu [207,208].

V nedavni študiji, v kateri so sodelovale humanizirane SCID miši s ksenotransplantiranimi celicami SiHa, so analizirali blokiranje poti PD-1 prek CRISPR/Cas9 skupaj z izločitvijo onkogenov HPV. Rezultati so pokazali, da je bila funkcija limfocitov obnovljena s povečanim številom CD8 plus in CD4 plus T-celic ter dendritičnih celic [209]. Poleg tega je študija Zhena in sodelavcev [210] pokazala, da lahko dostava liposomov CRISPR/cas9 in vivo odstrani HPV, kar ima za posledico povečano število T-celic CD8 in izražanje vnetnih citokinov. Opazili so tudi zmanjšanje števila T reg celic in mieloidnih supresorskih celic.

Inovativne oblike dostave sistema CRISPR/Cas predstavljajo velik napredek, saj omogoča sprejemanje novih kliničnih pristopov za zdravljenje HPV in karcinoma materničnega vratu, njegova učinkovitost pa se je izkazala za izjemno in vivo in in vitro. Dostava komponent CRISPR/Cas, injiciranih intratumoralno, je pokazala opazno zmanjšanje stopnje rasti tumorja in tumorja ter ohranitev sosednjih struktur in zagotavljanje, da ima tehnologija dobre varnostne pogoje za normalne celice. Sistemsko dajanje CRISPR/Cas je bilo zabeleženo tudi v literaturi in je odprlo nove in potencialne terapevtske aplikacije, ki niso omejene na mesto aplikacije [211].

4. Sklepi

Na podlagi rezultatov zgoraj omenjenih študij je jasno, da je pri preučevanju protitumorskega imunskega odziva vključena visoka stopnja kompleksnosti, saj obstaja več odstopanj v vseh fazah celičnega adaptivnega imunskega odziva proti raku materničnega vratu [212]. Podobno imajo citotoksične CD8 plus T-celice ključno vlogo pri uničevanju tumorskih celic. Vendar pa dokazi kažejo, da le ti niso dovolj za doseganje učinkovitega protitumorskega imunskega odziva. Zato je treba preučiti študijo v povezavi z drugimi tipi celic, vključenimi v CIC. Na primer, funkcije različnih podtipov APC lahko vplivajo tako na pripravo in aktivacijo T-celic kot tudi na njihovo migracijsko in efektorsko sposobnost. Upoštevati je treba tudi imunosupresivno funkcijo celic Treg, ker obstaja stalna in dinamična interakcija med različnimi vrstami imunskih celic in tumorskih celic. Poleg tega, ker številne študije izvajajo analizo raka materničnega vratu na celosten način, obstajajo nekateri protislovni rezultati med podtipi raka materničnega vratu, kot sta ADC in SCC. Zato bi lahko ločevanje študij glede na njihov histološki podtip pomagalo razjasniti mehanizme, vključene v imunski odziv, na učinkovitejši način.

Trenutno strategije, sprejete za boj proti tem spremembam, niso dovolj učinkovite in le majhni skupini bolnikov je koristila [196,213]. To lahko prinese dejstvo, da je bila večina identificiranih terapevtskih tarč rezultat redukcionističnih analiz, ki so bistveno prispevale k boljšemu razumevanju mehanizmov imunskega odziva. Kljub temu je imunski odziv zelo integriran in zahteva terapije, ki dosežejo več ciljev, hkrati pa preprečujejo, da bi kompenzacijski mehanizmi ustvarili odpornost proti zdravljenju. Podobno bi morali imeti prihodnji terapevtski pristopi bolj prilagojen pogled. Na primer, razlike v imunskem odzivu proti raku materničnega vratu, ki jih povzročajo spremenljivke, kot so histološki podtipi, sevi HPV, starost in klinični stadij, je treba nadalje raziskati.

Avtorski prispevki:

Konceptualizacija, JPA in ECC; iskanje literature, JPA in ECC; pisanje—priprava izvirnega osnutka, JPA; pisanje—recenziranje in urejanje, BMC in ECC; nadzor, ECC in BMC Vsi avtorji so prebrali in se strinjajo z objavljeno različico rokopisa.

Financiranje:

To študijo je delno financiral Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior—Brasil (CAPES)—Finance Code 001.

Nasprotja interesov:

Avtorji izjavljajo, da nimajo konkurenčnih interesov.

Reference

Sung, H.; Ferlay, J.; Siegel, RL; Laversanne, M.; Soerjomataram, I.; Jemal, A.; Bray, F. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN ocene incidence in umrljivosti po vsem svetu za 36 rakov v 185 državah. CA Cancer J. Clin. 2021, 71, 209–249. [CrossRef]

2. Stelzle, D.; Tanaka, LF; Lee, KK; Ibrahim Khalil, A.; Baussano, I.; Šah, ASV; McAllister, DA; Gottlieb, SL; Klug, SJ; Winkler, AS; et al. Ocene svetovnega bremena raka materničnega vratu, povezanega z virusom HIV. Lancet Glob. Zdravje 2021, 9, e161–e169. [CrossRef]

3. Bhatla, N.; Aoki, D.; Sharma, DN; Sankaranarayanan, R. Rak materničnega vratu: posodobitev 2021. Int. J. Gynecol. Obstet. 2021, 155 (Dodatek S1), 28–44. [CrossRef]

4. Wiemann, B.; Starnes, CO Coleyjevi toksini, faktor tumorske nekroze in raziskave raka: zgodovinska perspektiva. Pharmacol. Ther. 1994, 64, 529–564. [CrossRef] [PubMed]

5. McCarthy, EF Toksini Williama B. Coleyja in zdravljenje sarkomov kosti in mehkih tkiv. Iowa Orthop. J. 2006, 26, 154–158.

6. Guo, ZS Nobelova nagrada za medicino 2018 gre za imunoterapijo raka. BMC Cancer 2018, 18, 1086. [CrossRef]

7. Pionirji imunoterapije proti raku so prejeli Nobelovo nagrado za medicino. Dostopno na spletu: https://www.science.org/content/article/cancerimmunotherapy-pioneers-win-medicine-nobel (dostop 16. decembra 2022).

8. Farhood, B.; Najafi, M.; Mortezaee, K. CD8 plus citotoksični limfociti T pri imunoterapiji raka: pregled. J. Cell. Physiol. 2019, 234, 8509–8521. [CrossRef] [PubMed]

9. Maskey, N.; Maskey, N.; Thapa, N.; Thapa, N.; Maharjan, M.; Maharjan, M.; Shrestha, G.; Shrestha, G.; Maharjan, N.; Maharjan, N.; et al. Infiltracija limfocitov CD4 in CD8 v milje materničnega vratu, okuženega s HPV. Cancer Manag. Res. 2019, 11, 7647–7655. [CrossRef] [PubMed]

10. Borst, J.; Ahrends, T.; B ˛abala, N.; Melief, CJM; Kastenmüller, W. CD4 plus celice T pomagajo pri imunologiji raka in imunoterapiji. Nat. Rev. Immunol. 2018, 18, 635–647. [CrossRef]

11. Najafi, M.; Farhood, B.; Mortezaee, K. Prispevek regulatornih celic T k raku: pregled. J. Cell. Physiol. 2018, 234, 7983–7993. [CrossRef]

12. Moynihan, KD; Irvine, DJ Vloge za prirojeno imunost v kombiniranih imunoterapijah. Cancer Res. 2017, 77, 5215–5221. [CrossRef] [PubMed]

13. DeMaria, O.; Cornen, S.; Daëron, M.; Morel, Y.; Medžitov, R.; Vivier, E. Izkoriščanje prirojene imunosti pri zdravljenju raka. Narava 2019, 574, 45–56. [CrossRef] [PubMed]

14. Kametani, Y.; Mijamoto, A.; Seki, T.; Ito, R.; Habu, S.; Tokuda, Y. Pomen humaniziranih modelov miši za oceno humoralnega imunskega odziva proti cepivom proti raku. osebe med. Univ. 2018, 7, 13–18. [CrossRef]

15. Varn, FS; Mullins, DW; Arias-Pulido, H.; Fiering, S.; Cheng, C. Prilagodljivi imunski programi pri raku dojke. Imunologija 2016, 150, 25–34. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com