Ricercatori dell’Università del Texas MD Anderson Cancer Center hanno identificato un tenace sottoinsieme di macrofagi immunitari che contrastano il trattamento del glioblastoma con il blocco del checkpoint anti-PD-1, elevando un nuovo potenziale obiettivo per il trattamento del tumore al cervello quasi uniformemente letale.
Le loro scoperte, riportate su Nature Medicine, identificano i macrofagi che esprimono alti livelli di CD73, un enzima di superficie che è un pezzo vitale di un percorso molecolare immunosoppressivo. La forte presenza dei macrofagi CD73 era unica per il glioblastoma tra i cinque tipi di tumore analizzati dai ricercatori.
“Studiando i microambienti immunitari attraverso i tipi di tumore, abbiamo identificato una terapia combinata razionale per il glioblastoma”, dice il primo autore SangeetaGoswami, M.D., Ph.D., assistente professore di oncologia medica genitourinaria.
Sperimentazione clinica di immunoterapia del glioblastoma pianificata
Dopo aver stabilito la presenza delle cellule nei tumori umani e averle messe in relazione con la diminuzione della sopravvivenza, i ricercatori hanno portato la loro ipotesi in un modello murino di glioblastoma. Hanno scoperto che la combinazione di immunoterapie anti-PD-1 e anti-CTLA-4 nei topi knockout CD73 ha soffocato la crescita del tumore e aumentato la sopravvivenza.
“Stiamo lavorando con le aziende farmaceutiche che stanno sviluppando agenti per colpire CD73 per andare avanti con una sperimentazione clinica di glioblastoma in combinazione con anti-PD-1 e anti-CTLA-4 checkpointinhibitors,” dice PadmaneeSharma, M.D., Ph.D., professore di oncologia medica genitourinaria e immunologia.
Sharma e colleghi adottano un approccio che chiamano reversetranslation. Invece di sviluppare ipotesi attraverso la linea cellulare e gli esperimenti su modelli animali che vengono poi tradotti in prove cliniche umane, il team inizia analizzando i tumori umani per generare ipotesi da testare in laboratorio nella speranza di portare poi i risultati a prove cliniche umane.
Per estendere più efficacemente l’immunoterapia a più tumori, Sharmasays, i ricercatori devono rendersi conto che i microambienti immunitari differiscono da un cancro all’altro. “Capire cosa c’è di diverso nelle nicchie immunitarie nei vari tipi di cancro fornisce indizi e obiettivi per il trattamento dei tumori”, dice Sharmas. “Ecco perché abbiamo fatto questo studio”.
Il team ha rintracciato la popolazione di macrofagi CD73-positivi attraverso un progetto per caratterizzare le cellule immunitarie trovate in cinque tipi di tumore utilizzando la citometria di massa CyTOF e il sequenziamento dell’RNA delle singole cellule. Hanno analizzato 94 tumori umani attraverso il glioblastoma, il cancro del polmone non a piccole cellule e i tumori del rene, della prostata e del colon-retto per caratterizzare i cluster di cellule immunitarie.
Cellule CD73 associate a una sopravvivenza più breve
La scoperta più sorprendente è stata un metacluster di cellule immunitarie trovato in modo predominante tra i 13 tumori del glioblastoma. Le cellule nel clusterexpressed CD68, un marcatore per i macrofagi, cellule del sistema immunitario thateither aiuto o sopprimere la risposta immunitaria. Il metacluster CD68 ha anche espresso alti livelli di CD73 così come altre molecole immuno-inibitrici. Il team ha confermato questi risultati in nove glioblastomi aggiuntivi.
Il sequenziamento dell’RNA di una singola cellula ha identificato una firma di espressione genica immunosoppressiva associata ai macrofagi ad alta espressione di CD73. Una firma genica raffinata per le cellule è stata valutata contro 525 campioni di glioblastoma da The Cancer Genome Atlas ed è stata correlata a una minore sopravvivenza.
Il team ha condotto l’analisi di cluster CyTOF in citometria di massa su cinque tumori di glioblastoma trattati con l’inibitore PD-1 checkpointpembrolizumab e sette tumori non trattati. Hanno identificato tre cluster di macrofagi che esprimono CD73 che persistevano nonostante il trattamento conpembrolizumab.
Sharma e colleghi notano che la prevalenza di macrofagi che esprimono CD73 ha probabilmente contribuito alla mancanza di risposte delle cellule T che uccidono il tumore e al cattivo esito clinico.
La combinazione estende la sopravvivenza nei topi
Un modello murino di glioblastoma ha mostrato che l’eliminazione del CD73 da solo ha ridotto la crescita del tumore e aumentato la sopravvivenza.
Il team ha trattato i topi con inibitori PD-1 o una combinazione di inibitori del checkpoint immunitario PD-1 e CTLA-4. I topi con CD73 intatto trattati con la combinazione hanno avuto una maggiore sopravvivenza rispetto ai topi non trattati, mentre i topi con CD73 eliminato hanno vissuto anche a lungo dopo la terapia combinata. Non c’era alcun beneficio di sopravvivenza da anti-PD-1 da solo.
“Sulla base dei nostri dati e studi precedenti, proponiamo una strategia di terapia combinata per bersaglio CD73 più blocco doppio di PD-1 e CTLA-4,” il team conclude nel documento, notando che gli anticorpi anti-CD73 hanno dato risultati promettenti nei primi studi.
Co-autori con Goswami e Sharma sono Swetha Anandhan ofGenitourinary Medical Oncology; Sreyashi Basu, Ph.D., Irina Fernandez, Ph.D., Luis Vence, Ph.D., Jorge Blando, Ph.D., Hao Zhao, Ph.D., Shalini Singh Yadav, Ph.D., e Jim Allison, Ph.D., della MDAnderson’s Immunotherapy Platform; Martina Ott, Ph.D., Ling Kong, Ph.D., e Amy Heimberger, M.D., di Neurochirurgia; John de Groot, M.D., di Neuro-Oncologia; Boris Sepesi, M.D., di Chirurgia Toracica e Cardiovascolare: Michael Overman, M.D., e Scott Kopetz, M.D., Ph.D., di GIMedical Oncology; Thomas Walle, Ph.D., del National Center forTumor Diseases di Heidelberg, Germania; Andrew Cornish e DanaPe’er, Ph.D., del Computational and Systems Biology Program, Sloan-Kettering Institute, New York. Anandhan è uno studente laureato nella MDAnderson/UTHealth Graduate School of Biomedical Sciences.
Questa ricerca è stata sostenuta dalla piattaforma di immunoterapia del MD Anderson’s Moon Shots Program® e finanziata dal MD Anderson’s GlioblastomaMoon Shot® e LungCancer Moon Shot® e da sovvenzioni del National CancerInstitute dei National Institutes of Health (CA1208113,P30CA016672) e NCI Cancer Center Support Grant (CA016672). Sharmae Allison sono membri del Parker Institute for Cancer Immunotherapy.