V pokročilých stadiích metastazující rakovina infiltruje hrudní lymfatické uzliny a také výstelku hrudní dutiny, tzv. pleuru. Pokud k tomu dojde, je přerušen normální cyklus vylučování a vstřebávání tekutiny, což vede k hromadění tekutiny a útlaku plic. Tekutina, která se skládá ze serózních bílkovin, nádorových buněk a lymfoidních a myeloidních imunitních buněk, se označuje jako maligní pleurální výpotek (MPE). Hromadění tekutiny má za následek příznaky, které sahají od kašle až po život ohrožující dušnost a hypoxii, ale je to agresivní povaha nádoru, kterému pacient nakonec podlehne. Epitelové nádory tvoří asi 80 % pacientů, kteří jsou intervenováni, a očekávaná délka života se pohybuje od 3 do 12 měsíců . Navzdory skutečnosti, že výskyt MPE ve Spojených státech přesahuje 150 000 případů ročně , a navzdory tomu, že byla vyzkoušena široká škála systémových a lokálních terapeutických přístupů, je současná nejlepší praxe omezena na paliativní léčbu pomocí drenáže . Domníváme se, že interakce, k nimž dochází mezi nádorovými a imunitními buňkami v omezeném pleurálním prostoru, z něj činí inkubátor podporující přechod z epitelu na mezenchym (EMT) a vznik nejagresivnějších neoplastických buněk rezistentních na léky. Tento komentář uvádí argumenty pro intrapleurální imunoterapeutický přístup k pacientům s MPE. Naše rostoucí povědomí o imunitním prostředí pleurálního prostoru a o komplexní interakci mezi nádorovými a imunitními buňkami naznačuje racionálnější imunoterapeutický přístup k léčbě tohoto onemocnění.
Lokalizovaná imunoterapie
Koncepce aktivace imunitního systému v souvislosti s hrudní malignitou se datuje do 70. let 20. století, kdy vyšetřovatelé zaznamenali lepší přežití u pacientů s empyémem po resekcích pro karcinom plic , což odůvodnilo převážně neúspěšné zkoušky intrapleurální aplikace Baccilus Calmette-Guérin (BCG) a dalších bakteriálních antigenů. Zkoušena byla také přímá instilace rekombinantních cytokinů interferonu ɣ , interferonu α2b a IL-2 . Intrapleurální IL-2 byl dobře tolerován u nemalobuněčného karcinomu plic (NSCLC). Dále byly intrapleurálně podané hladiny IL-2 6000krát vyšší než v plazmě , což naznačuje, že lokálně podaný IL-2 (hmotnost vzorce = 15,5 kDa) je sekvestrován v pleurálním prostoru. To je velmi důležité pozorování, protože lze očekávat, že jiné biologické látky s velkými molekulami, jako jsou protilátky, budou při přímém podání do pleury podobně koncentrované. Ačkoli intrapleurální IL-2 odstranil výpotky u 28 z 31 studovaných pacientů , a částečné odpovědi byly pozorovány i u jiných cytokinových modalit, medián doby do progrese se pohyboval od dnů do měsíců . Instilace vysokých dávek cytokinů spojených s Th1 tedy sama o sobě nestačila k překonání imunosupresivního prostředí pleurálního prostoru.
Terapeutické použití pleurálních infiltrujících T buněk (PIT)
V nedávné klinické studii bylo popsáno použití tumor infiltrujících lymfocytů (TIL) získaných z MPE a maligního ascitu v kombinaci s cisplatinou . TIL odvozené z výpotku poskytovaly delší přežití bez progrese a lepší kvalitu života než samotná cisplatina. Kombinace imunoterapie a chemoterapie je poněkud kontraintuitivní, protože mnoho cytotoxických látek inhibuje proliferaci buněk, což je důležitý aspekt adaptivní imunity. Bylo však prokázáno, že regulační T-lymfocyty (Treg) jsou vůči kombinované chemoterapii založené na platině citlivější než konvenční CD4+ T-lymfocyty , což potenciálně umožňuje uvolnit Treg zprostředkované potlačení protinádorové imunity. TIL odvozené z efuzí mají několik důležitých výhod oproti TIL odvozeným z primárních nádorů nebo biopsií solidních metastáz: Výtěžnost T-buněk z MPE nebo ascitu je řádově vyšší než z biopsií, takže počet potřebných pasáží je nižší a doba kultivace kratší; maligní výpotkové pleurální T-lymfocyty (PIT) představují průřez všemi TIL, zatímco TIL odvozené ze solidních nádorů vykazují prostorovou heterogenitu a mohou se lišit s ohledem na funkci a specifitu v závislosti na místě biopsie . Vzhledem k jejich velkému množství může být možné PIT připravit krátkodobým vystavením aktivačním signálům ex vivo a obnovit je bez expanze. Výsledné buňky by nebyly závislé na cytokinech jako konvenční TIL a pro své přežití by nevyžadovaly podávání vysokých dávek IL-2.
Inhibitory kontrolních bodů imunitního systému u MPE
PD-L1 je exprimován u maligního mezoteliomu a dalších malignit, a je proto potenciálně cílitelný protilátkami anti-PD-L1. T-buňky z MPE NSCLC vykazují zvýšenou expresi PD-1, TIM-3 a CTLA-4 ve srovnání s nenádorovými kontrolami , pravděpodobně v důsledku vysokých hladin TGF-β ve výpotku, který vylučují s nádorem asociované M2-makrofágy PD-L1+.
K účinné lokalizované imunoterapeutické léčbě
Je stále jasnější, že konvenční i imunoterapeutické pokusy u MPE selhaly, protože pleurální prostor je sekvestrovaným prostředím, v němž nádorové a imunitní buňky interagují ve prospěch nádoru. V pleurálním prostoru se koncentrují cytokiny a chemokiny hojící rány a juxtakrinní interakce nádorových, makrofágových a mezoteliálních buněk jsou zvýhodněny jejich blízkostí. Výsledkem je přetrvávající prostředí hojení ran, v němž jsou potlačeny nebo usmrceny efektory T-buněk a makrofágy jsou nasměrovány do programu M2, který napomáhá angiogenezi a metastazování, což vše vrcholí podporou agresivního a invazivního fenotypu nádoru EMT.
Sekvestrované prostředí
Pleurální prostor představuje sekvestrované lokální prostředí tvořené mezotelovými buňkami spojenými těsnými spoji . Proteinová biologická léčiva, jako je IL-2, zůstávají při intrapleurálním podání vysoce koncentrovaná, s lokálními koncentracemi tisíckrát vyššími než v plazmě . Pohyb proteinů z plazmy do pleury je rovněž ztížen, i když v menší míře, a poměr koncentrací proteinů v pleurálním výpotku a plazmě je nepřímo úměrný jejich molekulové hmotnosti . To má velký význam pro systémové podávání protilátkových terapeutik, která by podle předpokladů nepřecházela snadno do pleurálního prostoru, břišní dutiny nebo intersticiálních prostor .
Pleurální sekretom
Bezbuněčná serózní složka MPE obsahuje řadu cytokinů a chemokinů . Většina vylučovaných cytokinů v MPE je podobná Th2 a zahrnuje IL-10 , VEGF a TGFβ , což dále podporuje prostředí hojení ran na úkor protinádorové efektorové odpovědi. Zajímavé je, že pleiotropní cytokin IL-6 a jeho rozpustná receptorová složka sIL-6Rα patří mezi nejhojněji zastoupené cytokiny v MPE . IL-6 je produkován nádorem a také pleurálními mezoteliálními buňkami a stromálními buňkami . IL-6 plus IL-10 zvyšují expresi PD-L1 v nádorových buňkách . Přenos signálu IL-6 je zprostředkován receptorovým komplexem sestávajícím z IL-6Rα (CD126) a IL-6Rβ (CD130). IL-6Rβ je exprimován všudypřítomně, ale exprese IL-6Rα je omezena především na leukocyty a hepatocyty. V normální fyziologii IL-6 zprostředkovává silné systémové účinky trans-signalizací, ke které dochází, když se IL-6 váže na rozpustný IL-6Rα a komplexuje s membránově vázaným IL-6Rβ . Bylo prokázáno, že trans-signalizace IL-6 podporuje agresivní chování a progresi nádoru u maligního ascitu karcinomu vaječníků a u pleurálních výpotků karcinomu prsu a podporuje EMT u nemalobuněčného karcinomu plic, což z něj činí atraktivní terapeutický cíl. Tocilizumab, monoklonální protilátka namířená proti IL-6Rα, je licencován pro léčbu revmatoidní artritidy a byl experimentálně použit k léčbě kachexie spojené s rakovinou a syndromu uvolňování cytokinů . Intrapleurální podání může mít hluboký vliv na polarizaci pleurálního imunitního prostředí s minimálními systémovými účinky.
Juxtakrinní interakce
Blízkost a vysoká koncentrace T buněk, makrofágů, mezoteliálních buněk a nádoru v pleurálním prostoru podporuje kontakt buněk a juxtakrinní signalizaci. Příkladem je podpora EMT vazbou CD90 a EphA4 na nádoru na CD11b, respektive Ephrin na makrofázích . Podobně se PD-L1 a PD-L2 exprimované na nádoru a pleurálních makrofázích vážou na PD-1 na T buňkách, čímž podporují anergii, rozvoj indukovaných regulačních T buněk (iTregs) a apoptózu . Další ligandy exprimované na pleurálním nádoru, například CEACAM1, který se váže na TIM-3, mohou interagovat s receptory kontrolních bodů imunity exprimovanými na PIT. MPE, které jsou rutinně terapeuticky vysávány, poskytují jedinečné okno do interakcí, které je obtížnější pozorovat v jiných metastatických prostředích
.