Nuova Speranza per il Trattamento del Cancro Colorettale
I ricercatori stanno esplorando il poly(I:C) per potenziare la risposta immunitaria nel cancro colorettale.
Shania M Corry, Svetlana Sakhnevych, Noha Ehssan Mohamed, Sudhir B Malla, Ryan Byrne, Andrew Young, Raheleh Amirkhah, Courtney Bull, Andrea Lees, Keara Redmond, Tamsin Lannagan, Rachel Ridgway, Fiona R Taggart, Natalie C Fisher, Tim Maughan, Mark Lawler, Andrew Campbell, Simon J Leedham, Aideen E Ryan, Dan B Longley, Donna Small, Owen J Sansom, Philip D Dunne
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Indice
- Sottotipi del cancro colorettale
- La sfida di trattare i tumori ricchi di stroma
- Poly(I:C) e il suo ruolo nel trattamento del cancro
- Come funziona Poly(I:C)
- Esaminare la risposta immunitaria
- Effetti sulle cellule epiteliali tumorali
- L'attivazione di proteine di segnalazione chiave
- Esplorare la risposta genica
- Costruire firme geniche
- Confronto tra tipi di tumore
- Il fenotipo immunitario
- Spostare l'equilibrio dei macrofagi
- Il notevole cambiamento epiteliale
- Lo stato rigenerativo delle cellule staminali
- Conclusione: Il futuro del trattamento del CRC
- Fonte originale
- Link di riferimento
Il cancro colorettale (CRC) è un tipo di cancro che si sviluppa nel colon o nel retto. È una malattia complicata perché non tutto il CRC è uguale; i diversi tipi possono comportarsi molto diversamente. I ricercatori classificano il CRC in gruppi in base alle loro caratteristiche biologiche per capire meglio come trattarli.
Sottotipi del cancro colorettale
Il CRC ha quattro principali sottotipi biologici noti come sottotipi molecolari di consenso (CMS). Questi sottotipi aiutano i medici a determinare come un tumore potrebbe comportarsi e rispondere al trattamento. Tra questi, due gruppi degni di nota sono CMS1 e CMS4.
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CMS1: Questo sottotipo è noto per la sua risposta favorevole a determinati trattamenti immunitari. Di solito mostra un'alta attività immunitaria.
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CMS4: Al contrario, i tumori CMS4 non rispondono bene ai trattamenti standard, rendendoli più difficili da trattare.
Un altro raggruppamento, chiamato sottotipi derivati dai percorsi (PDS), combina questi due sottotipi in un'unica categoria per aiutare i ricercatori a vedere schemi nel comportamento del cancro.
La sfida di trattare i tumori ricchi di stroma
I tumori CMS4 rappresentano una grande sfida nel trattamento. Sono "ricchi di stroma", il che significa che hanno molto tessuto connettivo. Questo tessuto può rendere difficile per i trattamenti raggiungere le cellule tumorali. La ricerca ha dimostrato che i tumori in questa categoria tendono a recidivare; in altre parole, tornano dopo il trattamento.
Gli scienziati stanno indagando nuove opzioni terapeutiche specificamente per questi tumori difficili da trattare. Hanno scoperto che all'interno del sottotipo CMS4 ci sono due gruppi distinti con comportamenti diversi. Alcuni tumori hanno mostrato migliori risposte ai trattamenti grazie a segnali dal sistema immunitario.
Poly(I:C) e il suo ruolo nel trattamento del cancro
Una promettente opzione terapeutica che i ricercatori stanno esplorando è un composto chiamato poly(I:C). Questa sostanza può imitare le infezioni virali, portando a una risposta immunitaria. Poly(I:C) ha mostrato potenziale nell'attivare risposte immunitarie che potrebbero aiutare a ridurre la Metastasi (la diffusione del cancro in altre parti del corpo) nei tumori ricchi di stroma.
Nei test di laboratorio, i ricercatori hanno osservato che poly(I:C) poteva portare a una riduzione significativa del tasso di metastasi epatiche in modelli specifici di cancro. È come inviare rinforzi per combattere le truppe del cancro che si diffondono nel fegato.
Come funziona Poly(I:C)
Quando poly(I:C) viene introdotto nei modelli tumorali, stimola il sistema immunitario ad attivarsi. Le osservazioni in laboratorio hanno indicato che questo composto incoraggiava la crescita di alcune cellule immunitarie note come cellule T CD8+. Queste sono come le forze speciali del sistema immunitario, addestrate per attaccare le cellule tumorali. Più cellule CD8+ sono presenti, meno tumore c'è da combattere.
Quindi, il trattamento con poly(I:C) può cambiare l'ambiente tumorale in un posto meno amichevole per le cellule tumorali, incoraggiando questi guerrieri immunitari ad agire.
Esaminare la risposta immunitaria
Per studiare ulteriormente come funziona poly(I:C), i ricercatori hanno esaminato da vicino come diversi tipi di cellule nei tumori rispondono. Hanno scoperto che il trattamento con poly(I:C) causava risposte diverse nelle cellule tumorali e nelle cellule immunitarie.
Effetti sulle cellule epiteliali tumorali
Nei tumori, il trattamento con poly(I:C) ha avuto vari effetti. Ad esempio, una specifica linea cellulare di cancro, HCT116, ha mostrato un tasso di morte significativo quando esposta a poly(I:C). Il trattamento ha innescato la morte cellulare attivando alcuni processi nelle cellule, in particolare le caspasi, che sono come gli esecutori nel processo di morte cellulare programmata.
Al contrario, le cellule immunitarie chiamate Macrofagi derivati da THP-1 hanno mostrato una risposta diversa. Hanno mostrato resilienza e non sono morte quando esposte a poly(I:C), segnalando che questo trattamento potrebbe stimolare le cellule immunitarie senza danneggiarle.
L'attivazione di proteine di segnalazione chiave
Quando le cellule tumorali sono state esposte a poly(I:C), i ricercatori hanno notato l'attivazione di proteine che sono chiave per le risposte immunitarie, come STAT1 e NF-kB. Queste proteine sono essenziali per regolare i geni che aiutano a combattere le infezioni e a regolare l'infiammazione. In termini più semplici, sono come i leader di squadra in un'operazione militare, che inviano ordini al resto del sistema immunitario.
D'altra parte, i macrofagi derivati da THP-1 non hanno mostrato un'attivazione simile di NF-kB, il che indica che la loro risposta è piuttosto unica rispetto alle cellule tumorali.
Esplorare la risposta genica
Per approfondire come funziona poly(I:C), gli scienziati hanno esaminato i geni che sono stati attivati o disattivati quando le cellule sono state trattate. Volevano vedere se il trattamento cambiava il modo in cui le cellule comunicano e rispondono tra loro.
Costruire firme geniche
Studiano l'espressione genica dopo il trattamento con poly(I:C), i ricercatori hanno scoperto set distinti di geni che sono stati attivati nelle cellule tumorali rispetto alle cellule immunitarie. Hanno creato firme di risposta a poly(I:C), che sono come una playlist di geni che ci dicono come le cellule sono probabilmente in grado di rispondere al trattamento.
Queste firme hanno fornito un modo per misurare quanto bene poly(I:C) promuove risposte immunitarie benefiche e influenza il comportamento tumorale.
Confronto tra tipi di tumore
I ricercatori hanno anche confrontato queste firme geniche tra diversi tipi di CRC. Si è scoperto che i tumori che rispondevano bene a poly(I:C) assomigliavano ai tumori CMS1, che sono associati a migliori risposte immunitarie. Al contrario, i tumori CMS4 non mostravano la stessa reattività.
Questo confronto rivela un potenziale percorso per mirare i trattamenti verso specifici tipi di CRC in base ai loro profili genetici e a come potrebbero rispondere a poly(I:C).
Il fenotipo immunitario
I macrofagi, un tipo di cellula immunitaria, possono assumere ruoli diversi. Possono aiutare a combattere i tumori (fenotipo M1 pro-infiammatorio) o aiutare i tumori a crescere (fenotipo M2 anti-infiammatorio).
Spostare l'equilibrio dei macrofagi
Negli studi che coinvolgono poly(I:C), i ricercatori hanno notato un aumento delle caratteristiche dei macrofagi M1 quando trattati con il composto. Questa è una notizia fantastica perché un equilibrio inclinato a favore del fenotipo M1 significa che il sistema immunitario è più preparato a combattere il tumore.
Questo spostamento non è stato visto solo in laboratorio, ma è stato anche riflesso in campioni di tumori umani. Questi risultati suggeriscono che poly(I:C) potrebbe essere un elemento critico nel modificare l'ambiente immunitario nel CRC verso uno che combatte il cancro in modo più efficace.
Il notevole cambiamento epiteliale
Non solo poly(I:C) ha influenzato le cellule immunitarie, ma ha anche impattato le stesse cellule tumorali. Le cellule epiteliali che rispondevano a poly(I:C) hanno cominciato a mostrare tratti più in linea con uno stato sano e rigenerativo.
Lo stato rigenerativo delle cellule staminali
Il trattamento ha portato a una condizione simile a quella delle cellule staminali rigenerative nelle cellule tumorali. Questo suggerisce che invece di morire, le cellule vengono spinte verso uno stato che potrebbe aiutare a mantenere il cancro a bada e a preservare la salute dei tessuti. Tuttavia, i cambiamenti erano ancora sottili e richiedevano ulteriori studi per comprendere appieno le loro implicazioni.
Conclusione: Il futuro del trattamento del CRC
Il potenziale di poly(I:C) di attivare risposte immunitarie benefiche nel cancro colorettale presenta una promettente strada per i futuri trattamenti. Gli effetti combinati sia sul sistema immunitario che sulle cellule tumorali stesse potrebbero portare a una strategia più efficace per gestire questa malattia difficile.
Con ulteriori ricerche, gli scienziati sperano di identificare i migliori modi per utilizzare poly(I:C) in combinazione con i trattamenti esistenti per migliorare i risultati per i pazienti affetti da cancro colorettale. È un momento entusiasmante nel mondo della ricerca sul cancro e forse un giorno, poly(I:C) aiuterà a invertire la tendenza nella lotta contro questa malattia complessa.
Nel frattempo, i ricercatori sono ottimisti, alimentati dalla speranza che con ogni studio, ci stiamo avvicinando un po' di più a trovare i migliori modi per superare il cancro colorettale-dopotutto, è un gioco di astuzia, e le poste non potrebbero essere più alte!
Titolo: Viral mimicry redirects immunosuppressed colorectal tumour landscapes towards a proinflammatory and CMS1-like regenerative state
Estratto: In colorectal cancer (CRC), tumours classifier as consensus molecular subtype 4 (CMS4) have the worst prognosis and derive negligible benefit from chemotherapy. We previously described how repressed interferon-related signalling is associated with increased relapse in CMS4 tumours. Although the viral mimetic poly(I:C) can reduce liver metastasis in vivo, the initial phenotypic changes that underpin its anti-metastatic response remain poorly described, particularly in the immunosuppressed CMS4 tumour microenvironment. Here we characterise lineage-specific anti-metastatic responses induced by poly(I:C), including acute macrophage polarisation and a novel CMS1-like regenerative stem cell state, which drive pro-inflammatory microenvironmental changes in CRC. These insights enabled the development of tractable biomarkers that identify an "immune-warm" patient subset most likely to respond to poly(I:C), enriched for mismatch-repair proficient (pMMR), anti-inflammatory macrophages and CMS4-like features. The viral mimetic poly(I:C) offers a tailored treatment option for CMS4 tumours, by reprogramming stem cell states and activation of an innate-adaptive anti-metastatic response.
Autori: Shania M Corry, Svetlana Sakhnevych, Noha Ehssan Mohamed, Sudhir B Malla, Ryan Byrne, Andrew Young, Raheleh Amirkhah, Courtney Bull, Andrea Lees, Keara Redmond, Tamsin Lannagan, Rachel Ridgway, Fiona R Taggart, Natalie C Fisher, Tim Maughan, Mark Lawler, Andrew Campbell, Simon J Leedham, Aideen E Ryan, Dan B Longley, Donna Small, Owen J Sansom, Philip D Dunne
Ultimo aggiornamento: 2024-12-03 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.28.625928
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.28.625928.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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