Strategije temeljene na aptamerima za jačanje imunoterapije u TNBC-u, 1. dio

Jednostavan sažetak:

Trostruko negativni rak dojke (TNBC) je agresivan podtip raka dojke s lošim ishodima i ograničenim terapijskim mogućnostima. Karakterizira ga izraženija imunogenost u usporedbi s drugim podtipovima raka dojke, što sugerira da je imunoterapija održiva strategija. Aptameri su kratki oligonukleotidi koji, slično protutijelima, prepoznaju svoj ciljni protein s visokom specifičnošću i afinitetom. Međutim, u usporedbi s protutijelima, ona imaju nekoliko prednosti u smislu veličine, proizvodnje, modifikacije i stabilnosti, što ih čini izvrsnim kandidatima za razvoj novih ciljanih terapija protiv raka. Nedavno su razvijene učinkovite strategije temeljene na aptamerima za obnovu imunoreaktivnog i antikancerogenog tumorskog mikrookruženja. Ovdje raspravljamo o najnovijim pristupima usmjerenim na korištenje aptamera za poboljšanje ili obnavljanje imunološkog odgovora protiv raka kod TNBC-a.

Trostruki negativni rak dojke podvrsta je raka dojke koji se teško liječi i sklon je recidivu i metastazama te je usko povezan s imunitetom.

Studije su otkrile da se trostruko negativni rak dojke značajno razlikuje od drugih vrsta raka dojke na imunološkoj razini. Trostruko negativan rak dojke ima visok stupanj infiltracije imunoloških stanica i snažan upalni odgovor, što može dovesti do povećanih poteškoća u liječenju i povećanih stopa recidiva. Osim toga, određene proteinske molekule na površini trostruko negativnog raka dojke mogu inducirati prezentaciju antigena od strane imunološkog sustava, što dodatno stimulira imunološki odgovor.

Stoga je trenutno u tijeku trostruko negativno istraživanje raka dojke s imunoterapijom kao glavnim pristupom. Jedan od smjerova istraživanja je korištenje imunološkog monitoringa za praćenje učinkovitosti imunoterapije i imunološkog statusa bolesnika; drugi smjer istraživanja je razvoj specifičnih imunoloških stanica, cjepiva i imunomodulatornih lijekova za trostruko negativan rak dojke za promicanje uloge imunološkog sustava. Iz ovoga znamo da je imunitet vrlo važan. Cistanche može značajno poboljšati imunitet. Polisaharidi u mesu mogu regulirati imunološki odgovor ljudskog imunološkog sustava, poboljšati sposobnost imunoloških stanica na stres i pojačati baktericidni učinak imunoloških stanica.

Click cistanche deserticola dodatak

Sažetak:

Imunološki sustav (IS) može igrati ključnu ulogu u sprječavanju razvoja i napredovanja tumora, što je posljednjih godina dovelo do razvoja učinkovitih imunoterapija raka. Unatoč tome, imunološka evazija, sposobnost tumora da zaobiđu destruktivni imunitet domaćina, ostaje jedna od glavnih prepreka koje treba prevladati za maksimiziranje uspjeha liječenja. U tom kontekstu, brzo se pojavljuju obećavajuće strategije usmjerene na preoblikovanje tumorskog imunološkog mikrookruženja i promicanje antitumorskog imuniteta. Trostruki negativni rak dojke (TNBC), agresivni podtip raka dojke s lošim ishodima, visoko je imunogen, što sugerira da je imunoterapija održiva strategija.

Kao dokaz tome, već dvije imunoterapije su nedavno postale standard skrbi za pacijente s tumorima koji eksprimiraju PD-L1, koji, međutim, predstavljaju nizak postotak pacijenata, što čini nužnim aktivnije imunoterapijske pristupe. Aptameri su kratki, visoko strukturirani, jednolančani oligonukleotidi koji se vežu na svoje proteinske mete s visokim afinitetom i specifičnošću. Koriste se u terapijske svrhe na isti način kao i monoklonska protutijela; stoga se aktivno istražuju različite strategije temeljene na aptamerima kako bi se stimulirao odgovor IS-a protiv stanica raka. Ovaj pregled ima za cilj raspraviti potencijal nedavno prijavljenih pristupa koji se temelje na aptamerima za poticanje IS-a u borbi protiv TNBC-a.

Ključne riječi:

imunološki sustav; imunoterapija; aptamer; TNBC; aktivno ciljanje raka.

1. Uvod

Trostruko negativni rak dojke (TNBC) je podtip agresivnog raka dojke (BC) koji čini približno 10-20 posto svih dijagnosticiranih karcinoma dojke. Općenito pogađa mlađe žene, vjerojatnije je da će se ponovno pojaviti i povezana je s nižom ukupnom stopom preživljenja u usporedbi s drugim podtipovima BC-ja [1,2]. Pojam TNBC odnosi se na heterogenu skupinu tumora s različitim histološkim, genomskim i imunološkim karakteristikama i odgovorom na terapiju, kojima je zajednički nedostatak estrogenskog receptora, progesteronskog receptora i receptora epidermalnog faktora rasta 2 (HER2); stoga pacijenti s TNBC-om nisu podobni za hormonsku ili anti-HER2 terapiju [2,3].

Na temelju profiliranja ekspresije gena, Lehman et al. [4] je prvotno klasificirao TNBC u šest različitih molekularnih podtipova, naime bazalnom 1 (BL1), bazalnom 2 (BL2), imunomodulatornom (IM), mezenhimskom (M), mezenhimskom stablu (MSL) i luminalnom androgenom receptor (LAR). Naknadno su podtipovi IM i MSL uklonjeni iz početne klasifikacije jer je prepoznato da njihove transkriptomske značajke nisu izvedene iz tumorskih stanica, već iz limfocita koji infiltriraju tumor (TIL) i stromalnih stanica povezanih s tumorom, obilno prisutnih u TNBC-u. tumorsko mikrookruženje (TME) [5].

Drugu klasifikaciju za TNBC predložili su Burstein i sur. [6], koji je potvrdio četiri podtipa koje je prijavio Lehman: LAR, M i dva BL. Bazalni podtipovi koje je opisao Burstein, na temelju imunološkog signaliziranja, dijele se na imunosuprimirane nalik bazalnom, koji pokazuje smanjenu regulaciju imunoregulacijskih putova stanica B stanica, T stanica i prirodnih ubojica (NK) i puteva citokina, i bazalnih imunološki aktiviran, koji je karakteriziran pojačanom regulacijom gena koji kontroliraju funkcije B stanica, T stanica i NK stanica. Burstein i kolege pokazali su da imunosuprimirani i imunoaktivirani tumori imaju najgore, odnosno najbolje prognoze. Obje klasifikacije ističu potpis imunološkog sustava (IS) kao važan prognostički čimbenik u TNBC-u i potencijalnu metu u liječenju nekih podtipova TNBC-a.

Ograničene mogućnosti molekularnih terapija i vrlo heterogena priroda ovih tumora čine TNBC najzahtjevnijim BC-om za liječenje. Do danas, standard skrbi za rani i uznapredovali TNBC ostaje kemoterapija, općenito koristeći kombinirane režime taksana, antraciklina, ciklofosfamida, cisplatina i fluorouracila [7,8]. Nažalost, učinkovitost kemoterapije ograničena je visokom toksičnošću prema normalnim stanicama [9]. Štoviše, nakon kratkotrajnog početnog odgovora na liječenje, TNBC ima tendenciju ponovnog pojavljivanja u agresivnijem i kemorezistentnijem obliku, pokazujući značajno visoku stopu patološke remisije [10]. Stoga je sve više potrebno identificirati specifične molekularne potpise koji se mogu ciljano usmjeriti kako bi se uspostavili novi učinkoviti tretmani za TNBC. Godine intenzivnog istraživanja TNBC-a dovele su do identificiranja prvih molekularnih terapija.

Prvi klinički potvrđen biomarker za TNBC terapiju bio je BRCA mutacijski status. Do 19 posto pacijenata s TNBC-om nosi mutacije u genima koji kodiraju BRCA1 i BRCA2, proteine ​​uključene u popravak dvolančanih prekida DNA, što rezultira osjetljivošću na inhibitore poli-ADP-riboze polimeraze (PARP) [2,11]. Godine 2018. Uprava za hranu i lijekove (FDA) odobrila je dva PARP inhibitora, Olaparib [12,13] i Talazoparib [14], kao monoterapiju za liječenje bolesnika s BRCA-mutiranim tumorima. Trenutno se također ispituje učinkovitost PARP inhibitora u BRCA divljeg tipa TNBC-a [15].

TNBC je imunogeniji od ostalih podtipova BC-a zbog svoje velike sklonosti stvaranju neoantigena koje adaptivni IS može prepoznati kao "neosobe" [16] i prisutnosti infiltrata imunoloških stanica, koji su odgovorni za razvoj antitumorskih imunoloških odgovora [17, 18]. Osim toga, otprilike 20 posto TNBC-a izražava anti-programiranu stančnu smrt-ligand 1 (PD-L1) [19], površinski protein koji veže receptore proteina programirane stanične smrti 1 (PD-1) na TIL-ovima, isključujući njihovu djelatnost. Na taj način, os PD-1/PD-L1 inducira imunosupresivni TME odgovoran za imunološku evaziju tumora. Sve ove značajke temeljni su preduvjeti za dobrobit imunoterapije. Doista, 2019. FDA je odobrila prvu imunoterapiju s anti-PDL1 Atezolizumab monoklonskim protutijelima (mAb) za liječenje PD-L1-pozitivnih neoperabilnih, lokalno uznapredovalih i metastatskih TNBC-a u kombinaciji s nab-paclitaxelom [20,21 ].

U sljedeće 2 godine Pembrolizumab, anti-PD-1 mAb, također je odobrila FDA u kombinaciji sa standardnom kemoterapijom: prvo, 2020., za pacijente s lokalno rekurentnim neoperabilnim ili metastatskim TNBC-om, a kasnije, 2021. za novodijagnosticiran i operabilan rani stadij TNBC-a dodavanjem protutijela u neoadjuvantnu i adjuvantnu kemoterapiju [22]. Međutim, spomenute terapije odobrene su samo za TNBC koji izražavaju visoke razine PD-L1, zbog čega je potrebno pronaći nove strategije za proširenje primjene imunoterapije za TNBC.

Nedavno je FDA odobrila prvi konjugat protutijelo-lijek (ADC) kao drugu liniju liječenja za pacijente s neoperabilnim lokalno uznapredovalim ili metastatskim TNBC-om koji su primili dvije ili više prethodnih sistemskih terapija, barem jednu od njih za metastatsku bolest.

Naziv ovog ADC-a je Sacituzumab govitecan, koji se sastoji od humaniziranog antitijela na površini stanice trofoblasta -2 spojenog preko poveznice s korisnim opterećenjem SN-38, aktivnim metabolitom inhibitora topoizomeraze 1 irinotekana [23 ].

Oligonukleotidni aptameri su visoko selektivni spojevi koji se pojavljuju kao alternativa ili komplement mAbs za aktivno ciljanje raka, a primjena aptamera kao inovativnih terapijskih sredstava u različitim vrstama raka kod ljudi, uključujući TNBC, brzo raste [24]. U ovom pregledu prvo ćemo raspravljati o značajkama aptamera protiv biomarkera povezanih s rakom kao inovativnih terapeutika. Zatim ćemo se usredotočiti na nedavno nastale strategije temeljene na aptamerima koje mogu spriječiti izbjegavanje imunološkog sustava i stimulirati imunološki odgovor protiv raka, raspravljajući o njihovom potencijalu za upravljanje TNBC-om u sljedećoj budućnosti.

2. Aptameri za ciljanu terapiju raka

Aptameri su sintetski, kratki, jednolančani DNA ili RNA oligonukleotidi koji se savijaju u jedinstvene trodimenzionalne (3D) strukture u interakciji s visokim afinitetom i specifičnošću s ciljevima različite prirode. Aptameri su prvi put otkriveni 1990. kada su dva rada [25,26] opisala in vitro tehnologiju SELEX (sustavna evolucija liganda eksponencijalnim obogaćivanjem) za stvaranje aptamera i uveli pojam aptamer, koji potječe od latinske riječi "Aptus" (uklopiti se ) i starogrčke riječi "meros" (dio), što znači "dijelovi koji odgovaraju" (slika 1).

Slika 1. Shematski prikaz vezanja aptamera na njegovu metu i ključnih koraka SELEX metode. (a) aptamer usvaja 3D strukturu da se veže za svoju metu; (b) SELEX počinje s nasumičnim bibliotekama ssDNA ili RNA sekvenci i uključuje ponovljene krugove vezanja na cilj, odvajanje ciljno vezanih sekvenci od nevezanih i pojačanje vezanih sekvenci. Konačno, obogaćena biblioteka se analizira kloniranjem i sekvenciranjem ili, u najnovijim pristupima, ligandi visokog afiniteta identificiraju se sekvenciranjem sljedeće generacije (NGS) i bioinformatikom. Izrađeno s BioRender.com (pristupljeno 2. ožujka 2023.).

Odabir in vitro počinje stvaranjem kombinatorne biblioteke oligonukleotida, od kojih svaki sadrži središnji nasumični slijed, duljine približno 20-100 nukleotida, okružen dvama fiksnim regijama potrebnim za žarenje početnica tijekom amplifikacije i in vitro transkripcije (za odabir RNA aptamera ). Biblioteka se inkubira s ciljnom molekulom, a korak particioniranja se izvodi kako bi se odvojili oligonukleotidi vezani na cilj od nevezanih nespecifičnih sekvenci. Mete za SELEX mogu uključivati ​​peptide, proteine, metabolite, ugljikohidrate, male organske molekule, druge strukturirane RNA, pa čak i cijele stanice ili organizme, te različite selekcijske sheme koje su do sada opisane prilagođene prirodi mete [27-29] . Nakon eluacije s cilja, sekvencije se izravno umnožavaju PCR-om u slučaju DNA-SELEX-a ili se prvo reverzno transkribiraju, a zatim umnožavaju u slučaju RNA-SELEX-a. Umnožene sekvence koriste se za stvaranje nove biblioteke oligonukleotida, koja se podvrgava daljnjem krugu selekcije. Ponavljajući više rundi inkubacije, particije i amplifikacije, ovaj proces dovodi do stvaranja sekvenci s visokim afinitetom i specifičnošću za metu (slika 1).

Aptameri se mogu smatrati verzijom nukleinske kiseline proteinskih protutijela jer s njima dijele visok afinitet vezanja i specifičnost za metu (vrijednosti Kd, 10-8-10-12 M) i, analogno protutijelima, imaju različite primjene kao elemente prepoznavanja, uključujući terapiju, biosenzore i dijagnostiku [30].

Aptameri razlikuju vrlo slične članove iste obitelji proteina, izoforme proteina i također proteine ​​koji se razlikuju u jednoj aminokiselini [27]. Na primjer, kontrastnim SELEX probirom s agaroznim kuglicama i magnetskim kuglicama spojenim s divljim tipom i mutantnim proteinima, generirani su RNA aptameri koji se mogu vezati na p53R175, jednu od vrućih točaka mutacije p53, diskriminirajući mutirani protein od divlji tip p53 [31].

Aptameri mogu djelovati kao terapeutici protiv raka na različite načine (slika 2).

Slika 2. Terapija protiv raka temeljena na aptamerima. (a) Antagonistička terapija: aptameri se vežu za ciljne površine stanica raka, inhibirajući protumoralne puteve. (b) Ciljana isporuka lijeka: aptameri konjugirani na nanočestice s lijekom ili povezani s lijekovima vežu se za mete na površini stanice i internaliziraju u stanice raka, što rezultira selektivnom intracelularnom isporukom lijeka. (c) Genska terapija: aptameri koji ukrašavaju male interferirajuće RNA (siRNA) napunjene nanočestice ili izravno konjugirane na siRNA, vežu se za ciljne površine stanica i internaliziraju u stanice raka, što rezultira selektivnim utišavanjem gena. (d) Imunoterapija: aptameri stimuliraju imunološke stanice protiv stanica raka (vidi tekst za detalje). Stvoreno s BioRenderom. com (pristupljeno 2. ožujka 2023.).

Kao što se događa s protutijelima, djelovanje aptamera kao terapeutika protiv raka oslanja se na njegovu sposobnost da se veže za ciljni protein povezan s rakom i ometa njegovo ispravno funkcioniranje, čime se u konačnici inhibira razvoj i progresija tumora [27,32]. Alternativno, slično mAbs-ima povezanim s korisnim opterećenjem u ADC-u [33], aptameri protiv jedinstvenih biomarkera raka mogu se primijeniti kao alati protiv raka iskorištavajući ih kao sredstva za ciljanje za transport terapijskih molekula specifično na mjesta tumora [28,34]. U tom smislu, sposobnost podskupa stanično-ciljanih aptamera da se aktivno internaliziraju u ciljne stanice putem endocitoze ili mikropinocitoze posredovane receptorima [35,36] potaknula je područje intenzivnog istraživanja usmjerenog na razvoj pametnih modaliteta temeljenih na aptamerima za ciljani TNBC liječenje konjugacijskim aptamerima s kemoterapeuticima [37], terapijskim RNA [38], malim inhibitorima [39] ili nanosustavima punim lijekova [40,41], koji trebaju ući u stanicu kako bi izvršili svoju antikancerogenu funkciju.

Nadalje, nedavni pristupi također pokušavaju dodijeliti aptamerima efektorske funkcije, tipične za protutijela, aktivacije sustava komplementa [42]. Štoviše, metode radioobilježavanja primijenjene na protutijela mogu se lako koristiti za konjugiranje aptamera s radionuklidima, a dobiveni konjugati imaju veliki potencijal u inovativnim teranostičkim primjenama [43]. Čak i ako se aptameri mogu usporediti s protutijelima zbog njihovog načina djelovanja, nema sumnje da imaju nekoliko prednosti u uspješnoj zamjeni ili nadopuni tradicionalnih protutijela za aktivno ciljanje raka (Tablica 1) [44,45].

Prvo, imaju manje veličine (5-15 kDa) i fleksibilniju strukturu u usporedbi s klasičnim protutijelima koja im omogućuju lakši prodor u čvrste tumore i vezivanje za male i skrivene mete inače nedostupne protutijelima [46]. Važno je da proizvodnja identificiranih aptamera kemijskom sintezom omogućava izbjegavanje varijabilnosti od serije do serije i prevladava skupe i radno intenzivne korake koji su potrebni za proizvodnju antitijela.

For more information:1950477648nn@gmail.com