Edistyneissä vaiheissa etäpesäkkeinen syöpä tunkeutuu rintakehän imusolmukkeisiin sekä rintaontelon limakalvoon eli keuhkopussiin. Kun näin tapahtuu, normaali nesteen erityksen ja imeytymisen kierto katkeaa, mikä johtaa nesteen kertymiseen ja keuhkojen puristumiseen. Nestettä, joka koostuu seerumiproteiineista, syöpäsoluista sekä lymfaattisista ja myelooisista immuunisoluista, kutsutaan pahanlaatuiseksi pleuraeffuusioksi (MPE). Nesteen kertyminen aiheuttaa oireita, jotka vaihtelevat yskästä hengenvaaralliseen hengenahdistukseen ja hapenpuutteeseen, mutta lopulta potilas menehtyy kasvaimen aggressiiviseen luonteeseen. Epiteelisyöpien osuus on noin 80 prosenttia potilaista, jotka saavat toimenpiteitä, ja elinajanodote on 3-12 kuukautta . Huolimatta siitä, että MPE:n ilmaantuvuus Yhdysvalloissa on yli 150 000 tapausta vuodessa, ja huolimatta siitä, että on testattu monenlaisia systeemisiä ja paikallisia hoitomenetelmiä, nykyiset parhaat käytännöt rajoittuvat palliatiiviseen hoitoon salaojituksella . Väitämme, että kasvaimen ja immuunisolujen väliset vuorovaikutussuhteet keuhkopussin tilassa tekevät siitä inkubaattorin, joka edistää epiteelin ja mesenkyymin välistä siirtymää (EMT) ja aggressiivisimpien lääkkeille vastustuskykyisten kasvainsolujen syntymistä. Tässä kommentissa perustellaan intrapleuraalisen immunoterapeuttisen lähestymistavan käyttöä MPE-potilailla. Lisääntyvä käsityksemme pleura-alueen immuuniympäristöstä sekä kasvaimen ja immuunisolujen monimutkaisesta vuorovaikutuksesta viittaa rationaalisempaan immunoterapeuttiseen lähestymistapaan tämän tilan hoitamiseksi.
Lokalisoitu immunoterapia
Käsite immuunijärjestelmän aktivoinnista rintakehän pahanlaatuisen kasvaimen yhteydessä juontaa juurensa 1970-luvulta, jolloin tutkijat havaitsivat keuhkosyövän vuoksi tehtyjen resektioiden jälkeen parantuneen eloonjäämismahdollisuuden potilailla, joilla oli keuhkopussin emfyseema, mikä oikeutti suurelta osin epäonnistuneet intrapleuraaliset Baccilus Calmette-Guérinin (BCG) -hoitokokeilut. Myös rekombinantti-sytokiinien interferoni ɣ:n, interferoni α2b:n ja IL-2:n suoraa tiputtamista on testattu. Intrapleuraalinen IL-2 oli hyvin siedetty ei-pienisoluisessa keuhkosyövässä (NSCLC). Lisäksi intrapleuraalisesti annostellun IL-2:n pitoisuudet olivat 6000-kertaiset plasman pitoisuuksiin verrattuna , mikä osoittaa, että paikallisesti annosteltu IL-2 (kaavan paino = 15,5 kDa) sitoutuu pleuraaliseen tilaan. Tämä on erittäin tärkeä havainto, koska muiden suurimolekyylisten biologisten aineiden, kuten vasta-aineiden, voidaan olettaa keskittyvän samalla tavalla, kun niitä annetaan suoraan keuhkopussiin. Vaikka intrapleuraalinen IL-2 poisti effuusion 28 potilaalla 31:stä tutkitusta potilaasta ja osittaisia vasteita havaittiin muilla sytokiinivalmisteilla, mediaaniaika etenemiseen vaihteli päivistä kuukausiin. Näin ollen suurten annosten Th1-assosioituneiden sytokiinien instillaatio ei yksinään riittänyt voittamaan pleura-alueen immunosuppressiivista ympäristöä.
Pleuraaliin tunkeutuvien T-solujen (PIT) terapeuttinen käyttö
Viimeaikaisessa kliinisessä lääketutkimuksessa kuvattiin MPE:stä ja pahanlaatuisesta askitesista peräisin olevien kasvaimeen tunkeutuvien lymfosyyttien (TIL, tumor infiltrating lymphocytes) käyttöä yhdistettynä sisplatiiniin . Effuusiosta peräisin olevat TIL:t antoivat pidemmän etenemisvapaan elossaolon ja paremman elämänlaadun kuin pelkkä sisplatiini. Immunoterapian ja solunsalpaajahoidon yhdistelmä on jokseenkin intuitiivinen, koska monet sytotoksiset aineet estävät solujen lisääntymistä, joka on tärkeä osa adaptiivista immuniteettia. Säätelytason T-solujen (Treg-solut) on kuitenkin osoitettu olevan herkempiä platinapohjaiselle yhdistelmäkemoterapialle kuin tavanomaiset CD4+ T-solut , mikä saattaa vapauttaa Treg-solujen välityksellä tapahtuvasta kasvaimen vastaisen immuniteetin tukahduttamisesta. Verivirtsasta peräisin olevilla TIL-soluilla on useita merkittäviä etuja verrattuna primaarikasvaimista tai kiinteiden etäpesäkkeiden biopsioista peräisin oleviin TIL-soluihin: Pahanlaatuisen effuusion pleuran T-solut (PIT) edustavat poikkileikkausta kaikista TIL-soluista, kun taas kiinteistä kasvaimista peräisin olevilla TIL-soluilla on alueellista heterogeenisuutta, ja ne voivat poiketa toisistaan toiminnaltaan ja spesifisyydeltään biopsiakohdasta riippuen. Koska PIT:itä on runsaasti, ne voidaan ehkä aktivoida lyhytaikaisella ex vivo -altistuksella aktivointisignaaleille ja saada uudelleen toimimaan ilman laajentumista. Tuloksena syntyvät solut eivät olisi sytokiiniriippuvaisia, kuten tavanomaiset TIL:t, eivätkä ne tarvitsisi suuren annoksen IL-2:n antamista selviytyäkseen.
Immuunin tarkistuspisteen estäjät MPE:ssä
PD-L1:tä ilmentyy pahanlaatuisessa mesotelioomassa ja muissa pahanlaatuisissa kasvaimissa, ja se on siksi potentiaalisesti kohdeltavissa PD-L1:tä vastaan suunnattavilla anti- PD-L1-vasta-aineilla. NSCLC MPE:stä peräisin olevissa T-soluissa esiintyy PD-1:n, TIM-3:n ja CTLA-4:n lisääntynyttä ilmentymistä verrattuna ei-maligniin kontrolliryhmään, mikä saattaa johtua PD-L1+ kasvaimeen liittyvien M2-makrofagien erittämien TGF-β:n korkeista pitoisuuksista effuusiossa.
Tehokkaaseen paikalliseen immunoterapiaan
On yhä selvempää, että sekä tavanomaiset että immunoterapiayritykset ovat epäonnistuneet MPE:ssä, koska pleuratila on eristetty ympäristö, jossa kasvainsolut ja immuunisolut ovat vuorovaikutuksessa kasvaimen hyväksi. Pleuraalitilaan keskittyy haavoja parantavia sytokiineja ja kemokiineja, ja kasvaimen, makrofagien ja mesoteelisolujen läheisyys suosii kasvaimen, makrofagien ja mesoteelisolujen vierekkäisiä vuorovaikutuksia. Tuloksena on haavaa parantavan ympäristön säilyminen, jossa T-solujen vaikuttajat tukahdutetaan tai tapetaan ja makrofagit ohjataan M2-ohjelmaan, joka auttaa angiogeneesiä ja metastaasien muodostumista, mikä kaikki kulminoituu aggressiivisen ja invasiivisen EMT-kasvaimen fenotyypin edistämiseen.
Sekventoitunut ympäristö
Pleuraalitila edustaa sekventoitunutta paikallinympäristöä, jonka muodostavat mesoteliaaliset solut, jotka on liitetty toisiinsa tiukkojen liitosten avulla. Proteiinibiologiset lääkeaineet, kuten IL-2, pysyvät erittäin konsentroituneina, kun niitä annetaan intrapleuraalisesti, jolloin paikalliset pitoisuudet ovat tuhansia kertoja korkeammat kuin plasmassa . Proteiinien liikkuminen plasmasta keuhkopussiin estyy myös, vaikkakin vähäisemmässä määrin, ja proteiinipitoisuuksien suhde pleuraeritteen ja plasman välillä on kääntäen verrannollinen niiden molekyylipainoon . Tämä on erittäin merkityksellistä vasta-aineterapeuttisten aineiden systeemisen annostelun kannalta, sillä ne eivät ennustettavasti kulkeutuisi helposti keuhkopussitilaan, vatsaonteloon tai interstitiaalisiin tiloihin.
Pleuran sekretomi
MPE:n soluvapaa seerumikomponentti sisältää joukon sytokiineja ja kemokiineja . Suurin osa MPE:ssä erittyvistä sytokiineista on Th2-tyyppisiä, ja niihin kuuluvat IL-10 , VEGF ja TGFβ , jotka edistävät entisestään haavanparanemisilmapiiriä kasvaimen vastaisen efektorivasteen kustannuksella. Mielenkiintoista on, että pleiotrooppinen sytokiini IL-6 ja sen liukoinen reseptorikomponentti sIL-6Rα ovat MPE:n runsaimpia sytokiineja. IL-6:ta tuottavat sekä kasvain että pleuran mesoteelisolut ja stroomasolut . IL-6 ja IL-10 säätelevät PD-L1:n ilmentymistä kasvainsoluissa . IL-6:n signaalinsiirto välittyy reseptorikompleksin kautta, joka koostuu IL-6Rα:sta (CD126) ja IL-6Rβ:stä (CD130). IL-6Rβ ilmentyy kaikkialla, mutta IL-6Rα:n ilmentyminen rajoittuu pääasiassa leukosyytteihin ja hepatosyytteihin. Normaalissa fysiologiassa IL-6 välittää voimakkaita systeemisiä vaikutuksia transsignaalilla, joka syntyy, kun IL-6 sitoutuu liukoiseen IL-6Rα:han ja kompleksoituu kalvoon sitoutuneen IL-6Rβ:n kanssa. IL-6:n transsignaloinnin on osoitettu edistävän aggressiivista kasvainkäyttäytymistä ja kasvaimen etenemistä munasarjasyövän pahanlaatuisessa askitesissa ja rintasyövän pleuraeffuusiossa sekä edistävän EMT:tä ei-pienisoluisessa keuhkosyövässä, mikä tekee siitä houkuttelevan terapeuttisen kohteen. IL-6Rα:ta vastaan suunnattu monoklonaalinen vasta-aine toksilitsumabi on lisensoitu nivelreuman hoitoon, ja sitä on käytetty kokeellisesti syöpään liittyvän kakeksia- ja sytokiinin vapautumisoireyhtymän hoitoon. Intrapleuraalisella annostelulla voi olla syvällisiä vaikutuksia pleuran immuuniympäristön polarisaatioon minimaalisilla systeemisillä vaikutuksilla.
Jukstakriiniset vuorovaikutukset
T-solujen, makrofagien, mesoteelisolujen ja kasvaimen läheisyys ja suuri konsentraatio pleura-alueella suosii solu-solukontakteja ja jukstakriinistä signalointia. Esimerkkeinä voidaan mainita EMT:n edistäminen sitoutumalla kasvaimen CD90 ja EphA4 makrofagien CD11b:hen ja Ephriniin . Vastaavasti kasvaimen ja pleuran makrofagien ilmentämät PD-L1 ja PD-L2 sitoutuvat T-solujen PD-1:een, mikä edistää anergiaa, indusoitujen säätelytason T-solujen (iTreg) kehittymistä ja apoptoosia . Muut pleuran kasvaimessa ilmentyvät ligandit, kuten CEACAM1, joka sitoutuu TIM-3:een, voivat olla vuorovaikutuksessa PIT:ssä ilmentyvien immuunijärjestelmän tarkistuspistereseptorien kanssa. MPE, joita rutiininomaisesti valutetaan terapeuttisesti, tarjoavat ainutlaatuisen ikkunan vuorovaikutuksiin, joita on vaikeampi havaita muissa metastaattisissa tiloissa.