Elhaladott stádiumban az áttétes rák beszivárog a mellkasi nyirokcsomókba, valamint a mellüreg bélésébe, az úgynevezett mellhártyába. Amikor ez bekövetkezik, a folyadékelválasztás és -felszívódás normális ciklusa megszakad, ami folyadékgyülemhez és a tüdő összenyomásához vezet. A folyadékot, amely szerózus fehérjékből, rákos sejtekből, valamint nyirok- és mieloid immunsejtekből áll, rosszindulatú mellhártyagyulladásnak (MPE) nevezzük. A folyadék felhalmozódása a köhögéstől az életveszélyes nehézlégzésig és a hypoxiáig terjedő tüneteket eredményez, de a daganat agresszív jellege az, aminek a beteg végül elpusztul. A beavatkozásokban részesülő betegek mintegy 80%-a epithelialis rák, és a várható élettartam 3 és 12 hónap között mozog . Annak ellenére, hogy az MPE előfordulása az Egyesült Államokban meghaladja az évi 150 000 esetet , és annak ellenére, hogy a szisztémás és lokalizált terápiás megközelítések széles skáláját tesztelték, a jelenlegi legjobb gyakorlat a drénezéssel történő palliációra korlátozódik . Azt állítjuk, hogy a tumor és az immunsejtek között a pleurális térben fellépő kölcsönhatások inkubátorrá teszik azt, ami elősegíti az epithelialis-mesenchymalis átmenetet (EMT) és a legagresszívabb gyógyszerrezisztens neoplasztikus sejtek megjelenését. Ez a kommentár az intrapleurális immunterápiás megközelítés mellett érvel az MPE-ben szenvedő betegek esetében. A pleurális tér immunkörnyezetének, valamint a tumor- és immunsejtek közötti összetett kölcsönhatásnak egyre jobb megbecsülése racionálisabb immunterápiás megközelítést javasol ennek az állapotnak a kezelésére.
Lokalizált immunterápia
A mellkasi rosszindulatú daganatos betegségekben az immunrendszer aktiválásának koncepciója az 1970-es évekre nyúlik vissza, amikor a kutatók a tüdőrák miatt végzett rezekciókat követő empyemás betegek jobb túlélését figyelték meg, ami indokolta az intrapleurális Baccilus Calmette-Guérin (BCG) és más bakteriális antigének nagyrészt sikertelen kísérleteit. A rekombináns citokinek, az interferon ɣ , az interferon α2b és az IL-2 közvetlen instillációját is tesztelték. Az intrapleurális IL-2 jól tolerálható volt nem kissejtes tüdőrákban (NSCLC). Továbbá az intrapleurálisan beadott IL-2 szintje 6000-szer magasabb volt, mint a plazmában , ami arra utal, hogy a helyileg beadott IL-2 (képlet súlya = 15,5 kDa) a pleurális térben szekvenálódik. Ez nagyon fontos megfigyelés, mivel más nagy molekulájú biológiai anyagok, például az antitestek várhatóan hasonlóan koncentrálódnak, ha közvetlenül a mellhártyába adják be őket. Bár az intrapleurális IL-2 31 vizsgált betegből 28-nál megszüntette a folyadékgyülemet, és más citokinmódszerekkel is részleges válaszokat tapasztaltak, a progresszióig eltelt idő mediánja napoktól hónapokig terjedt. Így a nagy dózisú Th1-hez társuló citokinek instillációja önmagában nem volt elegendő a pleurális tér immunszuppresszív környezetének leküzdésére.
A pleurális infiltráló T-sejtek terápiás alkalmazása (PIT)
Egy közelmúltbeli klinikai vizsgálatban leírták az MPE-ből és rosszindulatú ascitesből származó tumor infiltráló limfociták (TIL) alkalmazását ciszplatinnal kombinálva . Az effúzióból származó TIL hosszabb progressziómentes túlélést és jobb életminőséget biztosított, mint a ciszplatin önmagában. Az immunterápia és a kemoterápia kombinációja némileg ellentmondásos, mivel számos citotoxikus szer gátolja a sejtproliferációt, ami az adaptív immunitás fontos aspektusa. Kimutatták azonban, hogy a szabályozó T-sejtek (Treg) érzékenyebbek a platina-alapú kombinált kemoterápiára, mint a hagyományos CD4+ T-sejtek , ami potenciálisan felmentést adhat a daganatellenes immunitás Treg-mediált elnyomása alól. Az effúzióból származó TIL-eknek számos fontos előnyük van az elsődleges tumorokból vagy a szolid metasztázisok biopsziáiból származó TIL-ekkel szemben: A MPE-ből vagy aszciteszből származó T-sejtek hozama nagyságrendekkel nagyobb, mint a biopsziából származóé, így a szükséges passzázsok száma alacsonyabb, és a tenyésztési idő rövidebb; a rosszindulatú effúziós pleurális T-sejtek (PIT) az összes TIL keresztmetszetét képviselik, míg a szolid tumorokból származó TIL térbeli heterogenitást mutat, és a biopszia helyétől függően eltérhet a funkció és a specificitás tekintetében . Bőségük miatt lehetséges lehet a PIT-eket rövid távú ex vivo aktivációs jeleknek való expozícióval primerizálni, és expanzió nélkül újraindítani őket. A keletkező sejtek nem lennének citokinfüggők, mint a hagyományos TIL-ek, és túlélésükhöz nem lenne szükség nagy dózisú IL-2 beadására.
Immun ellenőrzőpont gátlók az MPE-ben
A PD-L1 expresszálódik a malignus mesotheliomán és más malignus daganatokon, és ezért potenciálisan célba vehető az anti-PD-L1 antitestekkel. Az NSCLC MPE-ből származó T-sejtek a PD-1, TIM-3 és CTLA-4 fokozott expresszióját mutatják a nem rosszindulatú kontrollokhoz képest, ami valószínűleg a PD-L1+ tumorasszociált M2 makrofágok által szekretált TGF-β magas szintjének köszönhető.
A hatékony lokalizált immunterápiás terápia felé
Egyre világosabbá válik, hogy mind a hagyományos, mind az immunterápiás kísérletek kudarcot vallottak MPE-ben, mivel a pleurális tér olyan szekvenált környezet, amelyben a tumorsejtek és az immunsejtek a tumor javára kölcsönhatásba lépnek. A pleurális térben koncentrálódnak a sebgyógyító citokinek és kemokinek, és a tumor, a makrofágok és a mezoteliális sejtek közelsége kedvez a tumor, a makrofágok és a mezoteliális sejtek juxtakrin kölcsönhatásának. Az eredmény egy olyan sebgyógyító környezet állandósulása, amelyben a T-sejt effektorokat elnyomják vagy elpusztítják, és a makrofágokat egy M2 programba irányítják, amely segíti az angiogenezist és az áttétképződést, mindez pedig egy agresszív és invazív EMT tumor fenotípus elősegítésében csúcsosodik ki.
Szekvenciális környezet
A pleurális tér egy szekvenciális helyi környezetet képvisel, amelyet a szoros kötésekkel összekötött mezoteliális sejtek alkotnak . Az olyan fehérje biológiai szerek, mint az IL-2, intrapleurálisan beadva is magas koncentrációban maradnak, a plazmához képest ezerszer magasabb helyi koncentrációval . A fehérjék mozgása a plazmából a mellhártyába szintén akadályozott, bár kisebb mértékben, és a pleurális folyadékból a plazmába jutó fehérjekoncentrációk aránya fordítottan arányos a molekulatömegükkel . Ez rendkívül fontos az antitestterápiák szisztémás beadása szempontjából, amelyek előre láthatóan nem jutnának át könnyen a pleurális térbe, a hasüregbe vagy az intersticiális terekbe .
A pleurális szekretom
A MPE sejtmentes savós komponense citokinek és kemokinek egész sorát tartalmazza . Az MPE-ben szekretált citokinek többsége Th2-szerű, és magában foglalja az IL-10 , VEGF és TGFβ , tovább elősegítve a sebgyógyulási miliőt a tumorellenes effektorválasz rovására. Érdekes módon az IL-6 pleiotróp citokin és annak oldható receptor komponense, a sIL-6Rα az MPE-ben a legnagyobb mennyiségben előforduló citokinek közé tartozik. Az IL-6-ot a tumor, valamint a pleurális mesothelsejtek és a stromasejtek is termelik . Az IL-6 és az IL-10 felszabályozza a PD-L1 expresszióját a tumorsejtekben . Az IL-6 jelátvitelét egy IL-6Rα (CD126) és IL-6Rβ (CD130) receptorkomplex közvetíti. Az IL-6Rβ ubiquitikusan expresszálódik, de az IL-6Rα expressziója elsősorban a leukocitákra és a hepatocitákra korlátozódik. Normál fiziológiában az IL-6 erőteljes szisztémás hatásokat közvetít a transzszignálás révén, amely akkor következik be, amikor az IL-6 az oldható IL-6Rα-hoz kötődik, és komplexet képez a membránhoz kötött IL-6Rβ-vel. Kimutatták, hogy az IL-6 transz-jelátvitel elősegíti az agresszív tumoros viselkedést és progressziót a petefészekrák malignus ascitesében és az emlőrák pleurális folyadékában , és elősegíti az EMT-t a nem kissejtes tüdőrákban , ami vonzó terápiás célponttá teszi. Az IL-6Rα ellen irányuló monoklonális antitest, a tocilizumab a reumás ízületi gyulladás kezelésére engedélyezett, és kísérleti úton már alkalmazták a rákhoz kapcsolódó kachexia és a citokin felszabadulási szindróma kezelésére. Intrapleurális adagolása minimális szisztémás hatás mellett mélyreható hatást gyakorolhat a pleurális immunkörnyezet polarizációjára.
Juxtacrine interakciók
A T-sejtek, makrofágok, mezotélsejtek és a tumor közelsége és magas koncentrációja a pleurális térben kedvez a sejt-sejt kapcsolatnak és a juxtacrine jelátvitelnek. Ilyen például az EMT elősegítése azáltal, hogy a tumoron lévő CD90 és EphA4 a makrofágokon lévő CD11b-hez, illetve Ephrinhez kötődik . Hasonlóképpen, a tumoron és a pleurális makrofágokon expresszálódó PD-L1 és PD-L2 a T-sejteken lévő PD-1-hez kötődik, elősegítve az anergiát, az indukált szabályozó T-sejtek (iTreg) kialakulását és az apoptózist . A pleurális tumoron expresszálódó egyéb ligandumok, mint például a TIM-3-hoz kötődő CEACAM1, kölcsönhatásba léphetnek a PIT-en expresszálódó immunellenőrző receptorokkal. A rutinszerűen terápiásan lecsapolt MPE egyedülálló ablakot nyújt a más metasztatikus környezetben nehezebben megfigyelhető kölcsönhatásokra.