Le rôle de l'IL-1α dans les défis du traitement du cancer du sein
De nouvelles recherches mettent en avant l'impact de l'IL-1α sur la réponse immunitaire dans le cancer du sein.
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Table des matières
- Cellules immunitaires associées à la tumeur
- Rôle de l'IL-1α dans le cancer du sein
- L'impact de la carence en IL-1α sur la croissance tumorale
- Changements du microenvironnement tumoral
- Analyse unicellulaire des tumeurs
- Le rôle des macrophages dans le TME
- L'importance de l'activation des cellules T
- Le rôle des cellules myéloïdes dans l'immunité tumorale
- Implications pour le traitement du cancer humain
- Conclusion
- Source originale
L'immunothérapie devient de plus en plus courante pour traiter le cancer du sein, mais jusqu'ici, les résultats ne sont pas aussi bons qu'espérés. Un gros problème, c'est le Microenvironnement tumoral (TME), qui est la zone autour de la tumeur et qui peut rendre les traitements moins efficaces. Quand les tumeurs se développent, elles attirent divers types de cellules du sang, y compris des cellules immunitaires qui peuvent affaiblir les défenses de l'organisme contre le cancer.
Cellules immunitaires associées à la tumeur
Parmi ces cellules, on trouve des types de cellules immunitaires comme les monocytes, les macrophages et les cellules dendritiques. Ces cellules aident à créer un TME qui ne favorise pas une forte réponse immunitaire contre la tumeur. Ces cellules immunitaires peuvent changer de nombreuses façons, rendant leur identification et leur rôle dans le TME difficiles à comprendre.
Un des principaux types de cellules immunitaires dans le TME est connu sous le nom de macrophages associés à la tumeur (TAMs). Ces TAMs peuvent être divisés en deux groupes : les macrophages M1, qui aident à combattre les tumeurs, et les macrophages M2, qui aident généralement les tumeurs à se développer. Bien qu'on pense aux M1 et aux M2 comme étant les deux principaux types, beaucoup de TAMs peuvent être entre les deux, avec des caractéristiques différentes.
Rôle de l'IL-1α dans le cancer du sein
Une molécule importante impliquée dans la réponse immunitaire de l'organisme est l'interleukine-1 alpha (IL-1α). Cette cytokine peut affecter de nombreux processus dans le système immunitaire inné et adaptatif. L'IL-1α et une autre forme appelée IL-1β se lient au même récepteur pour déclencher des réponses dans les cellules immunitaires. Contrairement à l'IL-1β, qui se trouve principalement dans les cellules immunitaires, l'IL-1α se trouve généralement dans d'autres types de cellules, comme celles du tissu entourant la tumeur.
Des études récentes montrent que l'IL-1α produit par les tumeurs peut influencer à la fois la tumeur elle-même et les cellules immunitaires environnantes. Par exemple, il a été découvert que l'IL-1α peut provoquer un état d'inflammation continue qui aide à maintenir les cellules souches cancéreuses. Cela signifie que l'IL-1α peut à la fois soutenir la tumeur et freiner la réponse immunitaire.
L'impact de la carence en IL-1α sur la croissance tumorale
Dans des études utilisant des modèles souris spéciaux, on a remarqué que les souris manquant d'IL-1α montraient beaucoup moins de croissance tumorale lorsqu'on leur donnait des cellules de cancer du sein. Les tumeurs dans ces souris ont commencé à croître, puis ont commencé à rétrécir, tandis que les tumeurs dans des souris normales continuaient à croître. Cela soulève des questions sur le rôle de l'IL-1α dans la progression tumorale.
En analysant les cellules immunitaires dans les tumeurs de ces souris, on a constaté que celles qui manquaient d'IL-1α avaient plus de cellules immunitaires. Plus précisément, il y avait une augmentation significative de certains types de Cellules T et de Cellules myéloïdes, souvent impliquées dans la réponse immunitaire. Les changements dans le nombre de cellules immunitaires suggèrent que l'IL-1α pourrait jouer un rôle dans la suppression de la réponse immunitaire contre la tumeur.
Changements du microenvironnement tumoral
Pour aller plus loin dans l'enquête sur ce qui se passe dans le TME lorsque l'IL-1α est absent, les chercheurs ont utilisé des techniques avancées pour analyser les différents types de cellules présentes. Ils ont trouvé une différence distincte dans les types de cellules immunitaires entre les souris normales et celles déficientes en IL-1α. Dans les souris déficientes en IL-1α, il y avait plus de cellules T actives, suggérant une réponse immunitaire plus forte contre la tumeur.
De plus, l'absence d'IL-1α semblait changer le comportement des cellules immunitaires. Dans des circonstances normales, certaines cellules immunitaires pourraient devenir plus suppressives, ce qui aide la tumeur à grandir. En l'absence d'IL-1α, cependant, ces cellules ont changé d'une manière qui a renforcé l'attaque immunitaire contre la tumeur plutôt que de l'aider.
Analyse unicellulaire des tumeurs
En utilisant de nouvelles techniques, les chercheurs ont pu examiner des cellules individuelles des tumeurs. Ils ont identifié quatorze groupes distincts de cellules selon leurs caractéristiques. Notamment, ils ont trouvé qu'en l'absence d'IL-1α, il y avait une présence plus importante de cellules immunitaires qui aident normalement à combattre les tumeurs.
L'expression de molécules spécifiques, comme les chimiokines, était également plus élevée dans les tumeurs manquant d'IL-1α. Cela suggère que ces tumeurs pourraient être plus efficaces pour attirer des cellules immunitaires qui peuvent aider à combattre le cancer.
Le rôle des macrophages dans le TME
Parmi les cellules immunitaires, les macrophages jouent un rôle crucial. Ils peuvent changer d'état selon divers signaux dans le TME. Cette plasticité leur permet soit de promouvoir la croissance tumorale, soit d'aider à la combattre. Dans les tumeurs déficientes en IL-1α, on a noté une diminution du nombre de certains types de macrophages généralement associés à la croissance tumorale.
La recherche a également montré des différences dans l'expression génique parmi les macrophages en présence et en l'absence d'IL-1α. Les macrophages des tumeurs déficientes en IL-1α exprimaient plus de gènes liés à l'inflammation et moins ceux liés au soutien tumoral.
L'importance de l'activation des cellules T
Les résultats ont pointé vers la possibilité que l'absence d'IL-1α mène à une réponse immunitaire plus active, en particulier parmi les cellules T. En analysant l'activité des cellules T, on a constaté une augmentation des molécules associées à l'activation des cellules T chez les souris déficientes en IL-1α. La présence de signaux inflammatoires dans ces tumeurs augmente probablement la réponse des cellules T contre les cellules cancéreuses.
De plus, lorsque les chercheurs ont épuisé les cellules T chez les souris déficientes en IL-1α, le schéma de croissance tumorale a changé. Cela a indiqué un rôle significatif des cellules T dans le contrôle de la croissance tumorale en l'absence d'IL-1α.
Le rôle des cellules myéloïdes dans l'immunité tumorale
Les cellules myéloïdes, y compris les macrophages et les cellules dendritiques, ont une grande influence sur la croissance des tumeurs et la réponse du système immunitaire. La recherche a montré que la présence d'IL-1α peut pousser ces cellules myéloïdes vers un état plus suppressif. Sans IL-1α, les cellules myéloïdes semblent prendre un rôle plus actif dans la lutte contre la tumeur.
Dans la poursuite des investigations sur la différenciation des cellules myéloïdes, il a été observé que l'absence d'IL-1α entraînait des changements dans les types et les fonctions de ces cellules. Les macrophages des tumeurs déficientes en IL-1α présentaient des états d'activation différents de ceux des tumeurs normales.
Implications pour le traitement du cancer humain
Les observations faites dans ces modèles murins peuvent avoir de réelles implications pour les cancers humains. La façon dont l'IL-1α influence le TME et la réponse immunitaire pourrait guider le développement de nouveaux traitements. Par exemple, bloquer l'IL-1α pourrait aider à transformer le TME en un environnement moins suppressif, conduisant à de meilleures réponses aux immunothérapies existantes.
Des études sur les tumeurs humaines ont révélé des parallèles avec les résultats d'études murines, montrant que les TAMs jouent également un rôle clé dans le cancer du sein humain. La complexité du paysage immunitaire suggère qu'un meilleur ciblage des voies immunitaires pourrait améliorer les résultats du traitement.
Conclusion
Comprendre comment l'IL-1α et d'autres molécules interagissent dans le TME fournit des insights sur la progression du cancer du sein et la résistance au traitement. Cibler des voies spécifiques ou des populations de cellules immunitaires pourrait améliorer l'efficacité des traitements actuels. Les travaux futurs devront se concentrer sur des applications pratiques de ces découvertes pour développer de nouvelles stratégies d'immunothérapie adaptées à la lutte contre le cancer du sein plus efficacement.
Grâce à la recherche continue, on peut améliorer l'efficacité des traitements du cancer du sein et aider les patients à obtenir de meilleurs résultats.
Titre: Host-derived Interleukin 1α induces an immunosuppressive tumor microenvironment via regulating monocyte-to-macrophage differentiation
Résumé: Tumor-associated macrophages exhibit high heterogeneity and contribute to the establishment of an immunosuppressive tumor microenvironment (TME). Although numerous studies have demonstrated that extracellular factors promote macrophage proliferation and polarization, the regulatory mechanisms governing the differentiation process to generate phenotypically, and functionally diverse macrophage subpopulations remain largely unexplored. In this study, we examined the influence of interleukin 1 (IL-1) on the development of an immunosuppressive TME using orthotopic transplantation murine models of breast cancer. Deletion of host Il1 led to the rejection of inoculated congenic tumors. Single-cell sequencing analysis revealed that CX3CR1+ macrophage cells were the primary sources of IL-1 in the TME. The absence of IL-1 reprogrammed the monocyte-to-macrophage differentiation process within the TME, characterized by a notable decrease in the subset of CX3CR+ ductal-like macrophages and an increase in iNOS-expressing inflammatory cells. Comparative analysis of gene signatures in both human and mouse macrophage subsets suggested that IL-1 deficiency shifted the macrophage polarization from M2 to M1 phenotypes, leading to enhanced cytotoxic T lymphocyte activity in the TME. Importantly, elevated levels of IL-1 in human cancers were associated with worse prognosis following immunotherapy. These findings underscore the pivotal role of IL-1 in shaping an immune-suppressive TME through the regulation of macrophage differentiation and activity, highlighting IL-1 as a potential target for breast cancer treatment. TeaserInterleukin 1 dictates macrophage behavior, influencing an immunosuppressive microenvironment in breast cancer, suggesting it as a treatment target.
Auteurs: Hexin Chen, M. R. Keerthi Raja, G. Gupta, G. Atkinson, K. Kathrein, A. Armstrong, M. Gower, I. Roninson, E. Broude, H. Ji, C. Lim, H. Wang, D. Fan, P. Xu, J. Li, G. Zhou
Dernière mise à jour: 2024-05-05 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.03.592354
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.03.592354.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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