Teorie protinádorového dohledu Hlavní funkcí imunitního systému je boj proti infekcím Experimentální práce dokazují, že imunitní systém zároveň rozeznává a eliminuje nádorové buňky Dunn et al 2002; Dunn et al 2004
Nádorové antigeny Antigeny specifické pro nádory (TSA) Proteiny, které se na normálních buňkách nevyskytují Vznikají jako produkt bodové mutace nebo přeskupení genů 1) Komplexy MHC gp I s abnormálními fragmenty buněčných proteinů 2) Komplex MHC gp s fragmenty proteinů onkogenních virů (u nádorů vyvolaných viry SV40, EBV) 3) Abnormální formy glykoproteinů 4) Idiotopy myelomů a lymfomů u nádorových buněk odvozených od B a T lymfo klonotypické BCR a TCR Antigeny asociované s nádory (TAA) Nejsou výlučně typické pro nádorové buňky, jsou i na některých normálních buňkách, ale odlišnost spočívá v míře exprese, či abnormální časové či místní expresi 1) Onkofetální antigeny přítomné na normálních embryonálních buňkách, v postnatálním období mizí a objevují se u nádorů alfa-fetoprotein a karcinoembryonální antigen (CEA) 2) Melanomové antigeny (MAGE-A1) silně exprimované na melanomových buňkách 3) Antigen Her2/Neu receptor růstového faktoru epiteliálních buněk 4) PSA prostatický specifický antigen 5) Epcam adhezivní molekula epiteliálních buněk
Mechanismy úniku nádorových buněk před imunitním systémem 1) Variabilita nádorových buněk mutantní formy ztráta exprese nádorového antigenu 2) Nízká hustota exprese nádorových antigenů ignorace imunitním systémem 3) Sialylace povrchu nádorových buněk zamaskování některých epitopů nádorových antigenů 4) Nádorová buňka není profesionální APC (nemá kostimulační molekuly) 5) Některé protinádorové protilátky mají stimulační efekt na růst nádoru 6) Faktory inaktivující T lymfocyty TGF-β, IL-10 7) Inhibice funkce či životnosti DC NO, IL-10, TGF-β 8) Působení regulačních T lymfocytů 9) Některé nádorové buňky exprimují FasL (zbraň T lymfocytů) vazbou Fas-FasL indukují v protinádorových lymfocytech apoptózu
Imunitní systém v boji proti nádorovému onemocnění Obratlovci mají pro účinnou obranu proti infekcím k dispozici dvě hlavní složky imunitního systému: - systém nespecifické (přirozené) imunity nespecifická, rychlá reakce, bez vzniku imunologické paměti - systém imunity specifické (adaptivní) - klíčovým mechanismem pro funkci specifické imunity je vznik antigen specifických receptorů na B a T lymfocytech. - výsledkem náhodného přeskupování genových segmentů u genů pro T a B buněčné receptory je existence obrovského množství receptorů s přesně definovanou specifitou - daní za tuto velkou zásobárnu antigen specifických lymfocytů je, že lymfocytů pro jeden určitý antigen je velmi malé množství - Po aktivaci specifického lymfocytu musí nejprve dojít ke klonální expanzi a teprve po vytvoření dostatečné populace efektorových buněk dojde k rozvoji primární specifické imunitní reakce.
Imunitní systém v boji proti nádorovému onemocnění
Rozpustné imunoglobuliny Variabilní část N konec (vazba antigenu) Konstatní část C konec Dva těžké řetězce jsou kovalentně spojeny disulfidickými (cystinovými) můstky Ke každému těžkému řetězci je cystinovým můstkem připojen jeden lehký řetězec Domény na N-konci H a L řetězce jsou variabilní (VH a VL) detaily jejich struktury se liší individuálně mezi molekulami produkovanými klony B lymfocytů Ostatní domény jsou konstatní tedy shodné u řetězců stejného typu
Efektorové mechanismy protilátek Neutralizace: Protilátky blokují aktivitu toxinů, virů a jiných mikroorganismů tím, že se váží na kritické epitopy nutné pro toxické působení Opsonizace: Vazbou protilátky se zlepšuje jejich pohlcování fagocyty a aktivují se destrukční mechanismy fagocytů Aktivace komplementu: Protilátky navázané na antigen mohou aktivoat klasickou cestu komplementu
Imunitní systém v boji proti nádorovému onemocnění Cytotoxické T lymfocyty (CD8) Funkce: rozpoznávat buňky infikované viry nebo jinými intracelulárními parazity rozpoznávat abnormální buňky nádorové buňky Zahájení reakce pomocí APC: Tc musí rozeznat komplexy MHC gp I s antigenním peptidem na APC s patřičnými adhezivními a kostimulačními molekulami (CD80, CD86) Pokud by Tc dostal první signál od jiné buňky než APC dojde k jeho utlumení Po prvním kontaktu Tc-APC dojde k proliferaci a diferenciaci na klon zralých efektorových cytotoxických buněk
Cytotoxické T lymfocyty (Tc) Tři druhy cytotoxických mechanismů: 1) Cytotoxické granule v cytoplazmě TC protein perforin a proteázy granzymy po rozpoznání cíle dojde migraci granulí k plazmatické membráně místě kontaktu obou buněk dojde k fúzi s granulí s membránou a uvolnění obsahu do prostoru mezi buňkami peforin (podobně jako komplementový protein C9 vytváří v membráně póry 2) Tc nesou Fas-ligand (FasL) váže se na apoptotický receptor Fas (CD95) přítomný na povrchu mnoha buněk aktivace buněčné smrti 3) Produkce cytokinu lymfotoxinu působí podobně jako FasL méně specifický způsob 4) Produkce cytokinů IFN-γ
Pomocné T lymfocyty Imunitní reakce typu Th1 zánětlivá reakce Imunitní reakce typu Th2 pomoc B lymfocytům
Imunitní reakce typu Th2 pomoc B lymfocytům Funkce: spolupráce s B lymfocyty, které byly předem stimulovány rozeznáním antigenu interakce vede k pomnožení klonu B buněk a jejich konečné diferenciaci v plazmatické buňky produkující protilátky Pomoc Th2 buněk B lymfocytům je založená na sekreci cytokinů (IL-4, IL5, IL-6) a přímém mezibuněčném kontaktu Pomoc Th2 lymfocytů B lymfocytům je zahájena interakcí kostimulačního receptoru B lymfocytů CD40 s ligandem na povrchu Th2 CD40L (CD154)
NK buňky (natural killers) Funkce: zabíjejí některé nádorové a virově infikované buňky Morfologie: velké granulární lymfocyty, na rozdíl od T a B lymfocytů nemají antigenně specifické receptory Rozpoznávají buňky s abnormálně nízkou expresí MHC gp I nádorové buňky a některé viry se brání napadení Tc buňkami tím, že potlačují povrchovou expresi MHC gp I. Důležité aktivátory NK buněk jsou interferony α a β produkované různými buňkami po virové infekci Regulační funkce jsou zdrojem cytokinů IFN-γ, IL-3, M-CSF Cytotoxické mechanismy: Podobně jako Tc Cytotoxická granula perforin a granzym
Aktivační stav dendritických buněk Pro zahájení imunitní reakce je klíčovou podmínkou aktivační stav dendritických buněk Pro účinnou aktivaci musí být antigen předkládán v lymfatických uzlinách antigen prezentujícími buňkami (APC) Nezralá DC Zralá DC MHC molekuly Antigenní fragmenty Antigen specifické T lymfocyty Indukce regulačních T lymfocytů Imunosupresivní působení Aktivace T lymfocytů Indukce Imunity
Dendritické buňky 2011- Ralph Steinman Nobelova cena za objev dendritických buněk Imunoterapie na principu dendritických buněk
Protinádorová imunoterapie Imunoterapie pomocí protilátek - Protilátky slouží jako nosiče léčiv či toxinů, či se používá jejich fyziologických funkcí opsonizace, indukce ADCC, aktivace komplementu) - Mabthera monoklonální protilátka rituximab reagující s antigenem B lymfocytů CD20 v léčbě lymfomů Imunoterapie založená na buněčně zprostředkovaných mechanismech 1) LAK (lymphokine activated killers) získávají se stimulací směsi T a NK buněk pacienta in vitro cytokiny TIL (tumor infiltrating lymphocytes) izolované lymfocyty infiltrující nádor, po in vitro aktivaci se vrátí zpět do nádoru 2) Zlepšení antigen-prezentující funkce nádorových buněk 3) Imunoterapie dendritickými buňkami 4) Imunoterapie T lymfocyty dárce 5) Imunoterapie produkty imunitního systému cytokiny, IL-2, GM-CSF
Klinicky testované přístupy k imunoterapii karcinomu prostaty PROSTVAC-VF (BN ImmunoTherapeutics) Poxvirové částice s vloženým plazmidem nesoucí sekvenci kódující antigen PSA a tři imuno-kostimulační molekuly Virové vektory buď přímo infikují APC nebo epiteliální buňky či fibroblasty vedoucí k buněčné smrti a následné fagocytóze buněčné debris spolu s PSA a kostimulačními molekulami dendritických buněk Sipuleucel-T (PROVENGE, Dendreon) První FDA schválený přípravek buněčné terapie na trhu 29. dubna 2010 Aktivní buněčná imunoterapie autologní PBMC včetně APC, aktivovaných ex vivo rekombinantním proteinem PAP~GM-CSF vakcína podaná pacientovi zpět infuzí by měla navozuje T lymfocytární odpověd proti PAP Imunoterapie založená na DC DCVAC/PCa
Imunogenní buněčná smrt navozená vysokým hydrostatickým tlakem a její aplikace v imunoterapeutických protokolech For the generation of cancer immunotherapy products, irradiated tumor cells need to be administered in combination with a potent adjuvant http://www.sotio.com
Úvod - Aktivní buněčná imunoterapie (ACI) pro léčbu karcinomu Použití patentované ACI-MAP (Active Cellular Immunotherapy Multiple Antigen Presentation) technologie o Buňky nádorových linií jsou usmrceny vysokým hydrostatickým tlakem, který vyvolává tzv. imunogenní smrt buněk Koncept kombinované terapie Dlouhodobá aktivace imunitní odpovědi Dosáhnutí maximální účinnosti aktivní buněčné imunoterapie Probíhá I./II. fáze klinické studie DCVAC/Pca V březnu 2013 byla Evropskou lékovou agenturou a FDA schválená III.fáze klinické studie
Cíle práce Hodnocení imunitních parametrů jako odpověď na léčbu aktivní buněčnou imunoterapií DCVAC/PCa u pacientů s karcinomem prostaty v I./II. fázi klinického testování 2 skupiny pacientů s karcinomem prostaty léčených imunoterapií na bázi dendritických buněk: o pacienti s biochemickým relapsem po radikální prostatektomii (No=23) - postupně se zvyšující hodnoty PSA - očekáváme na základě teorie o protinádorovém dohledu nejsilnější efekt na průběh onemocnění o pacienti s hormonálně refrakterním karcinomem (No=26) - chemoterapie kombinována s imunoterapií
Teorie protinádorového dohledu Dunn et al 2002; Dunn et al 2004