Mecanismos de evasión de la respuesta inmunitaria en cáncer de pulmón: papel de las moléculas hla en la interacción huésped-tumor
- Autores: Francisco Javier Perea García
- Directores de la Tesis: Francisco Ruiz-Cabello Osuna (dir. tes.), Abel Sanchez Palencia Ramos (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Granada ( España ) en 2018
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Enrique García Olivares (presid.), María del Carmen Ruiz Ruiz (secret.), Enrique de Alava (voc.), Andrés Varela de Ugarte (voc.), Maximino Redondo Bautista (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Bioquímica y Biología Molecular por la Universidad de Granada
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: DIGIBUG
- Resumen
El cáncer de pulmón es uno de los tumores más malignos que se han diagnosticado y es una de las principales causas de muerte a escala mundial en ambos géneros. Su tratamiento es difícil ya que cuando se detecta, en muchos casos se encuentra en fases avanzadas. La carcinogénesis, es un proceso complejo que incluye constantes cambios celulares a nivel genético y molecular que dan lugar a un el crecimiento celular incontrolado. Sin embargo, el desarrollo tumoral no se puede entender si no se tiene en cuenta el contexto celular estromal en el que se produce. Numerosas evidencias sostienen que células del estroma influencian notablemente el crecimiento tumoral. Muchas de las células que componen el estroma son células de la inmunidad tanto innata como adaptativa y constituyen lo que hoy se denomina inmuno-contexto que es probablemente el factor más importante a nivel pronóstico. Los leucocitos y especialmente los linfocitos T pueden infiltrar el tejido tumoral y se ha observado que este infiltrado es heterogéneo y se distribuye de forma organizada entre los distintos tipos de tumor e incluso es distinto entre pacientes. El análisis del tipo, densidad y localización de leucocitos (“Immunoscore”) ha cobrado una importancia vital en la prognosis de la enfermedad. Es conocido que estos linfocitos T citotóxicos pueden llevar a cabo un control del crecimiento tumoral. Sin embargo, la evolución natural del cáncer sucede en varias fases en las que sucesivamente se van seleccionando clonas con baja inmunogenicidad.
En nuestro estudio una gran parte de los tumores de pulmón analizados presentan alteraciones totales o parciales en la expresión de moléculas HLA de clase I. Nuestros resultados muestran los mecanismos por los que se producen esas alteraciones de expresión de moléculas HLA-I en cáncer de pulmón: la pérdida de heterozigosidad (LOH) en genes HLA-I en el cromosoma 6 y una disminución de la expresión de genes implicados en la maquinaria de procesamiento antigénico. Hemos observado que en contraste a lo que se observa en otros tumores como los de colon o el melanoma el gen de β2m no es una diana mutacional en el cáncer de pulmón. Por el contrario la LOH en 6p21 es frecuente y probablemente ha sido subestimada hasta el momento. A ello ha contribuido que ni la inmunohistoquímica, ni la secuenciación masiva, son herramientas adecuadas para poner de manifiesto este tipo de alteraciones al tratarse de un sistema multialélico y que las mutaciones representan la pérdida de gran parte del genoma. Estos mecanismos de pérdida de HLA tiene evidentes implicaciones para la inmunoterapia antígeno-específica. En la actualidad la inmunoterapia con inhibidores frente a los “immunocheckpoints” es la primera línea de tratamiento en el cáncer de pulmón metastásico no microcítico. Sin embargo, esta terapia beneficia sólo a una fracción de pacientes con NSCLC. Es conocido, que esta terapia requiere la integridad de la expresión de moléculas HLA-I. La existencia de LOH en el cromosoma 6 y la ausencia de mutaciones en el gen β2m dificulta la realización de estrategias de rescate antigénico dado que se trata de mutaciones genéticas irreversibles y que no permiten la recuperación antigénica con inmunomoduladores biológicos como el interferón. Por tanto, creemos que tumores HLA-I positivos podrían ser más susceptibles a tratamiento con inhibidores de “inmunocheckpoints” porque el mecanismo del reconocimiento antigénico permanece inalterado y el patrón de reactividad estromal e infiltración tumoral es “permisivo”. Por el contrario, los tumores HLA-I negativos (especialmente aquellos que portan mutaciones truncadoras irreversibles por pérdida de genes HLA) pueden explicar la resistencia adquirida a la inmunoterapia con anti PD-1. Otro hallazgo importante de este estudio ha sido la observación de que la expresión HLA-I condiciona la densidad y el patrón de infiltración linfocitario de los tumores de pulmón. Observamos una asociación entre la expresión de HLA-I clase I y el nivel de infiltración por linfocitos CD8+. Además, nuestros resultados muestran una correlación directa entre la expresión tumoral de HLA-I, y los patrones de infiltración tumoral de linfocitos/macrófagos, y la reacción estromal. Cuando el tumor es HLA-I positivo, los linfocitos CD45RO+ (memoria), CD3+ y CD8+, asícomo macrófagos CD64+ (M1) están en estrecho contacto con las células malignas dentro de los nidos del tumor en una estructura que hemos denominada como “permisiva” para el rechazo inmunológico. Mientras, en tumores HLA-I negativos los leucocitos preferentemente se localizan fuera nido tumoral, en el estroma y sin un estrecho contacto con las células tumorales, en una estructura que hemos denominado “no permisiva” caracterizada por una densa malla de fibroblastos FAP+. La presencia de estos dos patrones de reacción estromal correlaciona con cambios en la polarización de los macrófagos M1/M2.
Hemos analizado otros componentes del estroma tumoral mediante un análisis conjunto de citometría de flujo e inmunohistoquímica. Nuestra investigación sostiene que en el microambiente de los tumores NSCLC, se conforma un microambiente tumoral inmunosupresor con una proporción alta de células Treg, así como alteraciones fenotípicas en otras células efectoras como son las células NK. Describimos también una disminución de expresión de marcadores de activación como NKp46 y CD161, podrían disminuir la actividad de las células NK. Estos mecanismos de supresión se reflejan tanto en la sangre de los pacientes como en las inmediaciones del tumor y no están relacionadas con la expresión de HLA-I del tumor pero que pueden colaborar también al escape inmunológico.
Hemos analizado también la expresión de PD-L1 en el tejido tumoral. Creemos que del análisis de la expresión de HLA-I y PDL-1 presenta notables ventajas a la propuesta actual como marcadores de respuesta a la inmunoterapia por varias razones. En primer lugar, la expresión HLA-I está frecuentemente alterada en tumores de diferentes tipos histológicos. Además, la emergencia de variantes tumorales HLA-I negativas ocurre durante la historia natural del cáncer o tras inmunoterapia como resultado de la inmunoselección. Finalmente, el análisis de HLA-I impacta sobre los patrones de infiltración y conjuntamente con PD-L1 permite la identificación fácil de fenotipos de rechazo y progresión. Encontramos una asociación entre la expresión de HLA y PD-L1 con la afectación ganglionar (N): una alta proporción de pacientes con tumores de fenotipo HLA- PD-L1+ presentaron afectación de uno o varios ganglios linfáticos (fases N1+N2) mientras que una minoría de los pacientes con tumores de fenotipo HLA+ PD-L1- (fenotipo de rechazo tumoral) se encontraban en esas fases N avanzadas. Desde nuestro punto de vista, el fenotipo HLA- PD-L1+ es el más agresivo (fenotipo de progresión) y está caracterizado por presentar mayor tamaño tumoral, mayor afectación linfática, estadío tumoral más avanzado, y menor infiltración por linfocitos T citotóxicos. Los linfocitos en tumores con este fenotipo presentaron además localización preferentemente estromal.
En resumen, nuestro estudio muestra cambios en el microambiente tumoral que afectan a la inmunogenicidad de la célula tumoral y al infiltrado leucocitario que favorecerían el escape inmunológico y la progresión del cáncer. Hemos observado que las alteraciones HLA resultan determinantes en la configuración del microambiente tumoral: tipo y patrón de infiltración observado. Hemos demostrado, que el mecanismo de LOH-HLA es el más importante para generar tumores con baja inmunogenicidad. Creemos también imprescindible evaluar la existencia de LOH-HLA en pacientes candidatos a inmunoterapia específica, al ser la expresión HLA el factor crítico determinante para la eficacia terapéutica. Finalmente la combinación del estudio de HLA y PD-L1, presenta notables ventajas a la propuesta actual que contempla la expresión de PD-L1 e immunoscore, ya que permitiría identificar fenotipos particularmente agresivos y potencialmente no respondedores a inmunoterapia antígenoespecífica.
