Il ruolo di ING4 nella formazione del paesaggio immunitario del cancro al seno
Uno studio rivela come la carenza di ING4 cambi la risposta immunitaria nel cancro al seno.
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L'ambiente immunitario attorno ai tumori gioca un ruolo importante nello sviluppo e nella diffusione dei tumori. Ricerche hanno dimostrato che i tumori che crescono senza le cellule immunitarie del corpo sono spesso più diversi nella loro composizione rispetto a quelli in un sistema immunitario completamente funzionante. Questo suggerisce che alcune cellule tumorali vengono distrutte dal sistema immunitario nelle prime fasi della loro crescita. Tuttavia, i tumori possono adattarsi e sopravvivere eludendo la risposta immunitaria.
Una volta che i tumori si stabilizzano, spesso creano un ambiente immunitario soppressore. Questo permette loro di crescere e diffondersi senza controllo. I trattamenti che riattivano il sistema immunitario, come gli inibitori dei checkpoint immunitari, hanno mostrato promesse nella lotta contro diversi tipi di cancro. È diventato chiaro che le cellule immunitarie possono sia aiutare a eliminare i tumori sia supportarne la crescita. Così, molti studi si sono concentrati sui tipi di cellule immunitarie presenti nell'ambiente tumorale e su come funzionano.
Focus sul Cancro al Seno
Nel cancro al seno, la presenza di cellule immunitarie conosciute come linfociti infiltranti i tumori (TIL) è generalmente legata a risultati migliori per i pazienti. Le ricerche hanno trovato che un rapporto più alto di specifiche cellule T e cellule Natural Killer (NK) si correla con una migliore sopravvivenza dei pazienti e risposta alla terapia. Questo indica che una risposta immunitaria attiva può favorire la distruzione del tumore.
Recenti progressi nell'analisi dei campioni tumorali a livello molecolare hanno rivelato che il paesaggio immunitario può variare significativamente a seconda del tipo e dello stadio del tumore. Questo aggiunge complessità alla comprensione di come interagiscono le diverse cellule immunitarie nell'ambiente tumorale. Molti fattori influenzano queste interazioni, comprese le varie mutazioni presenti nei tumori.
ING4 nel Cancro
Ruolo diING4 è un membro di un gruppo di proteine che aiutano a regolare la crescita e lo sviluppo delle cellule. È stato implicato in vari processi cellulari, come la crescita cellulare, la morte e la risposta ai danni. Spesso si riscontra che ING4 è assente o meno attivo in vari tipi di cancro, incluso il cancro al seno. La sua perdita è associata a stadi più avanzati di cancro e scarsi risultati per i pazienti.
Ricerche sul cancro al seno hanno trovato che circa un terzo dei tumori mostra livelli ridotti di ING4, associati a una malattia più aggressiva. Studi su modelli animali hanno dimostrato che la mancanza di ING4 aumenta la diffusione del tumore, rafforzando il suo ruolo di soppressore tumorale. Inoltre, si sa che ING4 inibisce una molecola chiamata NF-κB, coinvolta nella regolazione della risposta immunitaria. Quando ING4 è assente, l'attività di NF-κB può aumentare, portando a cambiamenti nel modo in cui il sistema immunitario interagisce con i tumori.
Indagare l'Ambiente Immunitario nel Cancro al Seno Deficiente di ING4
Per studiare l'ambiente immunitario nei tumori privi di ING4, i ricercatori hanno analizzato campioni tumorali umani e modelli murini. Nei modelli murini, hanno valutato come l'assenza di ING4 ha influenzato la sopravvivenza dei pazienti utilizzando un ampio set di dati provenienti da studi sul cancro al seno.
I risultati hanno indicato che i tumori senza ING4 tendono a creare un ambiente immunitario che consente al tumore di eludere la risposta immunitaria. Questo porta a una forma di cancro al seno più aggressiva, più probabile da diffondersi e con risultati peggiori per il paziente.
Metodi Utilizzati nello Studio
Campioni di Tessuto Tumorale
È stata utilizzata un'analisi chiamata microarray di tessuti tumorali (TMA) per studiare diversi campioni tumorali. Sono stati esaminati diversi marcatori immunitari utilizzando un metodo chiamato immunoistochimica (IHC), che consente ai ricercatori di visualizzare specifiche proteine all'interno dei tessuti. Vari marcatori relativi alle cellule immunitarie sono stati usati, come quelli che identificano le cellule T, i Macrofagi (un altro tipo di cellula immunitaria) e i checkpoint immunitari.
I tessuti utilizzati provenivano da un insieme diversificato di campioni di cancro al seno per garantire risultati completi.
Modelli Animali
La ricerca ha anche coinvolto modelli animali, specificamente topi, che sono stati geneticamente modificati per imitare alcuni aspetti del cancro al seno umano. Questi modelli sono stati utilizzati per indagare come crescono i tumori e come interagiscono con il sistema immunitario quando ING4 è assente.
I topi hanno ricevuto iniezioni di cellule tumorali per studiare la crescita tumorale e la risposta immunitaria nel tempo. La loro condizione e eventuali segni di progressione della malattia sono stati monitorati con attenzione.
Tecniche di Analisi
Sono state applicate varie tecniche di laboratorio per analizzare i campioni. Queste includevano il Western blotting per controllare la presenza di specifiche proteine e la citometria a flusso, che consente l'analisi di diversi tipi di cellule immunitarie in base ai marcatori di superficie cellulare. Anche l'espressione di geni correlati all'immunità è stata studiata utilizzando un metodo chiamato PCR quantitativa.
Inoltre, sono state eseguite analisi statistiche utilizzando ampi set di dati provenienti da studi sul cancro al seno per stabilire collegamenti tra specifici marcatori immunitari e risultati per i pazienti.
Risultati sui Marcatori Immunitari nei Tumori Deficienti di ING4
L'analisi ha rivelato differenze significative nell'ambiente immunitario dei tumori deficienti di ING4 rispetto a quelli con livelli normali di ING4. La presenza di macrofagi, che possono sia promuovere sia inibire la crescita tumorale a seconda del loro tipo, era molto più alta nei tumori deficienti di ING4. Questo aumento di macrofagi potrebbe contribuire alla capacità del tumore di crescere senza controllo.
D'altra parte, specifici tipi di cellule T importanti per combattere i tumori, in particolare le cellule T CD4+ positive per granzyme B, sono state trovate in numero inferiore nei tumori deficienti di ING4. Il granzyme B è una proteina che gioca un ruolo cruciale nell'uccisione delle cellule tumorali da parte delle cellule immunitarie.
Questi risultati suggeriscono che la mancanza di ING4 porta a un ambiente immunitario meno capace di combattere i tumori, quindi favorendo la loro progressione. Con più macrofagi che promuovono il tumore e meno cellule T che combattono i tumori, i tumori possono crescere e diffondersi più facilmente.
Implicazioni Cliniche
Per capire la rilevanza clinica di questi risultati, lo studio ha consultato un ampio database di dati sui pazienti con cancro al seno. I risultati hanno mostrato che i pazienti con tumori poveri sia di ING4 che di granzyme B avevano i tassi di sopravvivenza più bassi. Al contrario, quelli con livelli più alti di queste proteine mostravano risultati migliori.
Queste osservazioni sottolineano l'importanza sia di ING4 sia di granzyme B nella lotta contro il cancro al seno. La diminuzione delle cellule T positive per granzyme B nei tumori privi di ING4 potrebbe essere un fattore significativo nel comportamento aggressivo di questi tumori.
Conclusione
Lo studio mette in luce la complessa relazione tra le cellule tumorali e il sistema immunitario. Sottolinea che ING4 gioca un ruolo vitale nel modellare l'ambiente immunitario del cancro al seno. I tumori privi di ING4 creano un contesto che favorisce la loro crescita e diffusione, caratterizzato da più macrofagi che promuovono il tumore e meno cellule T che combattono i tumori.
I risultati suggeriscono strategie potenziali per il trattamento che potrebbero concentrarsi sul ripristino dell'attività di ING4 o sul miglioramento della funzione delle cellule immunitarie per meglio mirare ed eliminare i tumori. Comprendere i meccanismi alla base di questi cambiamenti potrebbe portare a nuove terapie che migliorano la sopravvivenza per i pazienti con cancro al seno aggressivo.
Titolo: Tumor immune microenvironment permissive to metastatic progression of ING4-deficient breast cancer
Estratto: Deficiencies in the ING4 tumor suppressor are associated with advanced stage tumors and poor patient survival in cancer. ING4 was shown to inhibit NF-{kappa}B in several cancers. As NF-{kappa}B is a key mediator of immune response, the ING4/NF-{kappa}B axis is likely to manifest in tumor-immune modulation but has not been investigated. To characterize the tumor immune microenvironment associated with ING4-deficient tumors, three approaches were employed in this study: First, tissue microarrays composed of 246 primary breast tumors including 97 ING4-deficient tumors were evaluated for the presence of selective immune markers, CD68, CD4, CD8, and PD-1, using immunohistochemical staining. Second, an immune-competent mouse model of ING4-deficient breast cancer was devised utilizing CRISPR-mediated deletion of Ing4 in a Tp53 deletion-derived mammary tumor cell line; mammary tumors were evaluated for immune markers using flow cytometry. Lastly, the METABRIC gene expression dataset was evaluated for patient survival related to the immune markers associated with Ing4-deleted tumors. The results showed that CD68, CD4, CD8, or PD-1, was not significantly associated with ING4-deficient breast tumors, indicating no enrichment of macrophages, T cells, or exhausted T cell types. In mice, Ing4-deleted mammary tumors had a growth rate comparable to Ing4-intact tumors but showed increased tumor penetrance and metastasis. Immune marker analyses of Ing4-deleted tumors revealed a significant increase in tumor-associated macrophages (Gr-1loCD11b+F4/80+) and a decrease in granzyme B-positive (GzmB+) CD4+ T cells, indicating a suppressive and/or less tumoricidal immune microenvironment. The METABRIC data analyses showed that low expression of GZMB was significantly associated with poor patient survival, as was ING4-low expression, in the basal subtype of breast cancer. Patients with GZMB-low/ING4-low tumors had the worst survival outcomes (HR=2.80, 95% CI 1.36-5.75, p=0.0004), supportive of the idea that the GZMB-low immune environment contributes to ING4-deficient tumor progression. Collectively, the study results demonstrate that ING4-deficient tumors harbor a microenvironment that contributes to immune evasion and metastasis.
Autori: Suwon Kim, E. Tsutsumi, A. M. Macy, J. LoBello, K. T. Hastings
Ultimo aggiornamento: 2024-05-14 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.09.593418
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.09.593418.full.pdf
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