Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Γεωργία Ξάνθου, Ερευνήτρια Β', ΙΙΒΕΑΑ
Νικολέττα Ροβίνα, Επίκουρη Καθηγήτρια, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Γεώργιος Βασιλόπουλος, Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας
Περίληψη:
Ο καρκίνος του πνεύμονα είναι ο δεύτερος πιο κοινός καρκίνος παγκοσμίως, με το μεγαλύτερο ποσοστό θνησιμότητας. Χαρακτηρίζεται από μεγάλη ετερογένεια και ομαδοποιείται σε δύο τύπους: το μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα και το μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα, με τον τελευταίο να αποτελεί το 85% όλων των περιπτώσεων. Ο μη μικροκυτταρικός καρκίνος του πνεύμονα παρουσιάζει ποσοστό επιβίωσης 5 ετών στο 15% των ασθενών, με τους περισσότερους να παρουσιάζουν μετάσταση ή υποτροπή της νόσου, παρά τη θεραπεία με χημειοθεραπείες.
Το ανοσοποιητικό σύστημα διαδραματίζει πολύ σημαντικό ρόλο στην εξάλειψη των καρκινικών κυττάρων. Μια αποτελεσματική ανοσοαπόκριση ενάντια στον καρκίνο καθορίζεται κυρίως από τα CD4+ T βοηθητικά κύτταρα. Αυτά αναστέλλουν τον πολλαπλασιασμό και την επιβίωση των καρκινικών κυττάρων μέσω της ενεργοποίησης των CD8+ T κυτταροτοξικών κυττάρων, τα οποία οδηγούν στη λύση των καρκινικών κυττάρων, της έκκρισης αποτελεσματικών κυτταροκινών και της ενεργοποίησης των ανοσοαποκρίσεων μέσω της φυσικής ανοσίας. Παρ’όλα αυτά, τα καρκινικά κύτταρα είναι ικανά να αποφύγουν την ανοσοεπιτήρηση και συχνά να διαμορφώσουν ένα ανοσοκατασταλτικό περιβάλλον, μέσω της διαδικασίας της ανοσοδιαμόρφωσης.
Η ακτιβίνη Α είναι μια πλειοτροπική κυτταροκίνη που ρυθμίζει σημαντικές βιολογικές διαδικασίες, όπως είναι η αιμοποίηση, η εμβρυακή ανάπτυξη, η διατήρηση βλαστοκυττάρων, η επιδιόρθωση ιστών και η ίνωση. Μελέτες που έχουν γίνει από την ομάδα μας, αλλά και από άλλες επιστημονικές ομάδες, έχουν δείξει ότι η ακτιβίνη Α παρουσιάζει τόσο προ- όσο και αντι- φλεγμονώδεις επιδράσεις, οι οποίες εξαρτώνται από το περιβάλλον έκφρασής της, την κατάσταση ενεργοποίησης του κυττάρου και το ανοσολογικό μικροπεριβάλλον.
Η υπόθεσή μας είναι ότι η ακτιβίνη Α επηρεάζει τις ανοσολογικές αποκρίσεις των Τ λεμφοκυττάρων, με αποτέλεσμα να κατέχει σημαντικό ρόλο στην έναρξη και την πρόοδο του καρκίνου του πνεύμονα. Ο σκοπός της εργασίας αυτής είναι να αποκρυπτογραφήσουμε την in vivo επίδραση της ακτιβίνης Α στις ανοσολογικές αποκρίσεις, κατευθυνόμενες από τα Τ λεμφοκύτταρα, στον καρκίνο του πνεύμονα και να ανακαλύψουμε αν η ακτιβίνη Α ενισχύει αυτές τις ανοσοαποκρίσεις ενάντια στον καρκίνο, μελετώντας τες σε ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα.
Για να εξετάσουμε την υπόθεσή μας σχετικά με τις μελέτες σε ποντίκια, χρησιμοποιήσαμε CD4CreERT2 / Acvr1bFx ποντίκια, στα οποία χορηγήθηκαν LLC καρκινικά κύτταρα. Εν συντομία, απαλείψαμε την έκφραση του γονιδίου Avcr1b στα CD4+ T λεμφοκύτταρα, χρησιμοποιώντας ταμοξιφαίνη. Χρησιμοποιώντας τους ιστούς καρκίνου του πνεύμονα από αυτά τα ποντίκια, απομονώσαμε τα λευκοκύτταρα που διηθούν τον όγκο και τα καλλιεργήσαμε παρουσία αντιγόνου. Στη συνέχεια, απομονώσαμε CD4+ Τ λεμφοκύτταρα από το κλάσμα λευκοκυττάρων που διηθεί τον όγκο και αναλύσαμε το προφίλ των κυττάρων αυτών χρησιμοποιώντας τις τεχνικές FACS και ELISA. Στησυνέχεια, πήραμε πρωτογενή ιστό όγκου από ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα, καθώς και μέρος από τον παρακείμενο υγιή ιστό. Καλλιεργήσαμε τα Τ λεμφοκύτταρα που διηθούν τον όγκο παρουσία των πολυκλωνικών αντισμάτων αντι-CD3 / αντι-CD28, παρουσία ή απουσία ανασυνδυασμένης ακτιβίνης Α. Σε ορισμένα πειράματα, απομονώσαμε τα CD4+ και CD8+ Τ λεμφοκύτταρα, από τα λευκοκύτταρα που διηθούν τον όγκο και τα καλλιεργήσαμε όπως περιγράφηκε παραπάνω. Αυτά τα κύτταρα, όπως επίσης, τα υπερκείμενα από τις καλλιέργειες, τα αναλύσαμε περαιτέρω χρησιμοποιώντας τεχνικές FACS, ELISA και LDH κυτταροτοξικότητας.
Οι μελέτες μας αποκάλυψαν ότι η απαλειφή της σηματοδότησης της ακτιβίνης Α στα CD4+ Τ λεμφοκύτταρα επιταχύνει την εξέλιξη του όγκου του πνεύμονα και μειώνει τη συνολική επιβίωση των ποντικών με καρκίνο του πνεύμονα (CD4ALK4-KO ποντίκια). Συγκεκριμένα, τα CD4+ Τ λεμφοκύτταρα από τα CD4ALK4-KO ποντίκια παρήγαγαν λιγότερη IFN-γ και TNF-α, ταυτόχρονα με αυξημένα επίπεδα της ανοσορυθμιστικής κυτταροκίνης IL-10, σε σύγκριση με τα CD4+ Τ λεμφοκύτταρα από control ποντίκια, μετά από καλλιέργεια παρουσία αντιγόνου. Στους ανθρώπινους ιστούς πνεύμονα, η ακτιβίνη Α προκαλεί διαφορετικά αποτελέσματα στα CD4+ Τ λεμφοκύτταρα που διεισδύουν στους πνευμονικούς όγκους, σε σύγκριση με τα CD4+ Τ λεμφοκύτταρα από τον παρακείμενο υγιή πνευμονικό ιστό. Εν συντομία, τα CD4+ Τ λεμφοκύτταρα που διηθηθούν τους όγκους των πνευμόνων παρήγαγαν αυξημένα επίπεδα των κυτταροκινών TNF-α και IL-2 και μειωμένα επίπεδα της ανοσοκατασταλτικής κυτταροκίνης IL-10, ενώ τα CD4+ Τ λεμφοκύτταρα από τον παρακείμενο υγιή ιστό παρήγαγε λιγότερα επίπεδα των κυτταροκινών IFN-γ και IL-2. Επιπλέον, τα CD4+ T λεμφοκύτταρα του όγκου που καλλιεργήθηκαν παρουσία ακτιβίνης Α παρουσίασαν πιο ενεργοποιημένο φαινότυπο και παρουσίασαν περισσότερη ανοσοδιεγερτική ικανότητα προς τα αυτόλογα CD4+ Τ λεμφοκύτταρα. Τέλος, τα CD8+ Τ λεμφοκύτταρα από την περιφέρεια, που καλλιεργήθηκαν με το υπερκείμενο από τις καλλιέργειες κυττάρων CD4+ λεμφοκυττάρων με ακτιβίνη Α, ήταν πιο ικανά να θανατώσουν τα αυτόλογα καρκινικά κύτταρα του πνεύμονα.
Η συλλογή των δεδομένων μας αποκαλύπτει ότι η ακτιβίνη Α είναι σημαντικός ενορχηστρωτής των ανοσοαποκρίσεων, διαμεσολαβούμενων από τα Τ κύτταρα, έναντι του καρκίνου. Σημαντικότερα, αυτή η μελέτη θα θέσει τις βάσεις για περαιτέρω αξιοποίηση της χρήσης της ακτιβίνης A ως προγνωστικό εργαλείο και πιθανό στόχο για ανοσοθεραπεία χωρίς παρενέργειες, στο πλαίσιο του καρκίνου του πνεύμονα.
