SK-MEL ląstelės imunoterapijos atsako prognozavimui

Imunoterapijos revoliucija pakeitė melanomos gydymą, o kontrolinių taškų inhibitoriai pasiekė ilgalaikį atsaką didelei daliai pacientų. Bendrovėje "Cytion" pripažįstame, kad numatyti, kurie pacientai reaguos į imunoterapiją, tebėra labai svarbus iššūkis, kuriam reikia patikimų ikiklinikinių modelių, atkartojančių naviko ir imuninės sistemos sąveiką. SK-MEL melanomos ląstelių linijos yra labai svarbios platformos imunoterapijos atsako molekuliniams veiksniams tirti ir biomarkeriams, pagal kuriuos galima atrinkti pacientus, kuriems bus taikomas šis transformuojantis gydymas, nustatyti.

Pagrindinės išvados

• SK-MEL linijos pasižymi skirtinga PD-L1 raiška, darančia įtaką atsakui į kontrolės taškų inhibitorius
• Naviko mutacijų našta ir neoantigenų pateikimas koreliuoja su imunogeniškumu
• Ko-kultūrų sistemos su imuninėmis ląstelėmis leidžia atlikti funkcinį priešvėžinio imuniteto vertinimą
• Interferono ir gama signalų kelio vientisumas prognozuoja imunoterapijos jautrumą
• Atsparumo mechanizmus, įskaitant antigeno pateikimo defektus, galima modeliuoti in vitro

SK-MEL melanomos ląstelių linijų grupė

SK-MEL seriją sudaro kelios melanomos ląstelių linijos, gautos iš skirtingų pacientų ir metastazių vietų, todėl tai yra įvairi grupė, skirta imunoterapijos atsako heterogeniškumui tirti. Šios linijos skiriasi savo varomosiomis mutacijomis, imuninių žymenų raiška ir jautrumu tiek taikiniams, tiek imuniniams gydymo būdams.

Mūsų SK-MEL-28 ląstelės (300337 ) turi BRAF V600E mutaciją, aptinkamą maždaug 50 % melanomų. Ši linija pasižymi vidutiniu PD-L1 kiekiu ir buvo plačiai naudojama tiriant BRAF tikslinės terapijos ir imunoterapijos sąveiką.

SK-MEL-5 ląstelės (300157) taip pat turi BRAF V600E, tačiau pasižymi skirtingomis imunologinėmis savybėmis, todėl galima atlikti lyginamuosius tyrimus, kaip genetinė kilmė veikia imuninį atpažinimą. SK-MEL-1 ląstelės (300424 ) ir SK-MEL-2 ląstelės (300423 ) yra BRAF laukinio tipo melanomos su skirtingu NRAS statusu.

Platesniems melanomos tyrimams mūsų A375 ląstelės (300110) yra papildomas BRAF mutavusių ląstelių modelis, pasižymintis gerai apibūdintomis imunologinėmis savybėmis.

PD-L1 raiška ir atsakas į kontrolinių taškų blokadą

Programuotos mirties 1ligando (PD-L1) raiška naviko ląstelėse yra pagrindinis atsako į kontrolinio taško inhibitoriaus blokadą biomarkeris, nors jo prognostinė vertė yra netobula. SK-MEL linijos pasižymi kintama konstitutyvia PD-L1 raiška, kurią dar labiau gali paskatinti interferonas-gama, imituodamas pacientų navikuose pastebėtą adaptyvaus imuninio atsparumo mechanizmą.

PD-L1 paviršiaus kiekybinis nustatymas srauto citometrija leidžia apibūdinti SK-MEL linijų raiškos lygius. Konstitucinė raiška svyruoja nuo mažos iki vidutinės, o gydant IFN-γ (10-50 ng/ml 24-48 val.) PD-L1 ženkliai padidėja jautriose linijose.

PD-L1 indukcija IFN-γ rodo nepažeistą interferono signalą, kuris koreliuoja su jautrumu kontrolės taškų inhibitoriams. Linijos, kurių JAK-STAT signalų defektas, pasižymi sutrikusia PD-L1 indukcija ir dažnai pasižymi atsparumu imunoterapijai, modeliuodamos kliniškai svarbų atsparumo mechanizmą.

Vėžio ir imuninės sistemos

Funkciniam antivėžinio imuniteto vertinimui reikalingos bendrakultūrinės sistemos, kuriose SK-MEL ląstelės galėtų sąveikauti su imuniniais efektoriais. Periferinio kraujo mononuklearinės ląstelės (PBMC) arba išgrynintos T ląstelių populiacijos gali būti bendrai kultivuojamos su melanomos ląstelėmis, kad būtų galima įvertinti imuninės sistemos sukeltą žudymą.

Citotoksiškumo tyrimais kiekybiškai įvertinamas T ląstelių žudymas SK-MEL taikiniuose, naudojant įvairius rodmenis, įskaitant chromo išsiskyrimą, laktato dehidrogenazės (LDH) išsiskyrimą arba realaus laiko impedanso stebėseną. Kontrolinių taškų antikūnai, pridedami prie šių bendrų kultūrų, gali padidinti T ląstelių citotoksiškumą, taip funkciniu būdu patvirtinant PD-1/PD-L1 ašies blokadą.

Citokinų išsiskyrimo testais matuojamas IFN-γ, TNF-α, granzimo B ir perforino išsiskyrimas T ląstelėse, kai jos auginamos kartu su SK-MEL ląstelėmis. Padidėjusi citokinų gamyba rodo produktyvią T ląstelių aktyvaciją, kuri gali padėti numatyti atsaką į imunoterapiją in vivo.

Trimatės sferoidinės bendrakultūros geriau modeliuoja naviko mikroaplinką, įtraukdamos erdvinius apribojimus, kurie daro įtaką T ląstelių infiltracijai ir žudymui. SK-MEL sferoidai, auginami kartu su T ląstelėmis, leidžia vizualizuoti imuninių ląstelių skverbimąsi ir taikinio ląstelių žudymą į naviką panašiose struktūrose.

Antigeno pateikimas ir neoantigeno atpažinimas

Veiksmingam antivėžiniam imunitetui būtinas naviko ląstelių atpažinimas, kai T ląstelėms pateikiami didžiojo histokompatibilumo komplekso (MHC) naviko antigenai. SK-MEL linijos skiriasi pagal HLA I klasės raišką, o tai tiesiogiai veikia imuninį atpažinimą ir atsaką į kontrolės taškų inhibitorius.

HLA tipizavimas ir raiškos analizė apibūdina kiekvienos SK-MEL linijos antigeno pateikimo gebėjimą. HLA I klasės praradimas dėl genetinių pakitimų (β2-mikroglobulino mutacijų, HLA genų išbraukimų) arba epigenetinio slopinimo yra bendras imunoterapijos atsparumo mechanizmas, kurį galima modeliuoti naudojant konkrečias SK-MEL linijas.

Neoantigenų prognozavimo algoritmai analizuoja SK-MEL linijų mutacijų kraštovaizdį, kad nustatytų galimus navikui būdingus antigenus. Linijose, kuriose yra didesnė mutacijų našta, paprastai yra daugiau neoantigenų, o tai susiję su didesniu imunogeniškumu ir atsaku į kontrolinio taško inhibitorius.

Atsparumo mechanizmų modeliavimas

Imunoterapijos atsparumo supratimas yra labai svarbus kuriant strategijas, kaip įveikti gydymo nesėkmę. SK-MEL ląstelės gali būti naudojamos pirminio ir įgyto atsparumo mechanizmams modeliuoti.

JAK1/2 mutacijos sutrikdo IFN-γ signalą, būtiną PD-L1 indukcijai ir T ląstelių medijuotam žudymui. SK-MEL linijos su sukurtomis JAK mutacijomis modeliuoja šį atsparumo mechanizmą ir leidžia atlikti jautrumo atkūrimo strategijų atranką.

β2-mikroglobulino praradimas panaikina I klasės HLA paviršiaus raišką, todėl naviko ląstelės tampa nematomos citotoksinėms T ląstelėms. Šis mechanizmas pasireiškia maždaug 30 % imunoterapijai atsparių melanomų ir gali būti modeliuojamas naudojant CRISPR nokautą SK-MEL linijose.

Rekomenduojami produktai melanomos imunoterapijos tyrimams:

• SK-MEL-28 ląstelės (300337) - BRAF V600E melanoma
• SK-MEL-5 ląstelės (300157) - BRAF mutavusi melanoma
• SK-MEL-1 ląstelės (300424) - BRAF laukinio tipo melanoma
• SK-MEL-2 ląstelės (300423) - alternatyvus melanomos modelis
• A375 ląstelės (300110) - plačiai naudojama melanomos linija