Les chercheurs ont développé une nouvelle méthode pour développer des cellules T qui ont une plus grande longévité et peuvent détruire plus efficacement les cellules cancéreuses dans des modèles de souris de mélanome par rapport à ceux cultivés dans des milieux de croissance traditionnels
Un récent Métabolisme cellulaire L'étude a évalué comment l'efficacité thérapeutique et le métabolisme des cellules T peuvent être améliorées en redirigeant le flux de glucose vers les mitochondries en utilisant le conditionnement du dichloroacétate (DCA).
Sommaire
Quels facteurs entravent l'efficacité des immunothérapies pour le traitement du cancer?
L'immunothérapie joue un rôle important dans le traitement des patients atteints de cancer. L'efficacité des thérapies existantes pourrait être améliorée par une population de cellules T dormantes réactives tumorales, qui peuvent être réinvigorées.
Le mode d'action des différentes thérapies cellulaires varie considérablement. Par exemple, le traitement des lymphocytes (TIL) infiltrant les tumeurs est un type de thérapie cellulaire adoptive (ACT), qui est basé sur la prolifération directe des lymphocytes récoltés à partir du tissu tumoral du patient. En revanche, la thérapie par les cellules CAR-T et la thérapie transgénique des cellules T des cellules T (TCR) s'appuient sur des outils génétiques pour rediriger les cellules T du patient pour identifier les antigènes associés à la tumeur.
Un aspect commun de toutes les formes d'acte est in vitro Culture, où les stimuli mitogènes et les cytokines sont utilisés pour développer un nombre élevé de cellules T réactives tumorales pour la réinfusion. Contrairement aux tumeurs liquides, les tumeurs solides sont résistantes à la loi, peut-être en raison des effets négatifs du microenvironnement tumoral (TME) sur le métabolisme, la fonction et la persistance des cellules T.
À propos de l'étude
Le actuellement disponible in vitro Les stratégies de culture pour la croissance des cellules T réactives tumorales dépendent des niveaux supraphysiologiques de glucose et d'autres métabolites. Par conséquent, il existe une divergence métabolique considérable entre les cellules T cultivées in vitro et in vivo. L'étude actuelle a émis l'hypothèse que la condition hypermétabolique, principalement hyperglycémique, utilisée pour développer des cellules T pour le traitement pourrait générer du stress qui diminue leur efficacité thérapeutique.
Plusieurs expériences ont été menées pour tester si le nouvellement développé in vitro Le protocole a amélioré l'efficacité thérapeutique des cellules T pour le traitement au mélanome dans les modèles de souris.
Résultats de l'étude
Les résultats expérimentaux ont indiqué que l'activation des cellules T pendant 48 heures en combinaison de certains stimuli pourrait encourager la glycolyse aérobie. Le niveau le plus élevé de glycolyse aérobie a été noté avec une combinaison de trois stimuli, à savoir le déclenchement du récepteur des cellules T (TCR), la costimulation CD28 et les concentrations hyper-physiologiques d'IL-2.
Pour générer un ''in vivo-activé ''-DEAUCTION de type et améliorez l'efficacité, les lymphocytes T PMEL-1 CD8 + fraîchement isolés PMEL-1 ont été activés à l'aide de cellules présentatrices de l'antigène, du peptide apparenté (GP100) et de l'IL-2. Un conditionnement des lymphocytes T de 7 jours avec DCA a réduit le lactate extracellulaire et une augmentation de l'acétyl-coenzyme A (COA) en modifiant le flux glycolytique.
La pyruvate déshydrogénase kinase 1 (PDHK1) a été inhibée par les lymphocytes T DCA et DCA a montré un métabolome hautement varié, une masse mitochondriale plus élevée et une modification de la physiologie mitochondriale. Les mitochondries étaient plus petites en moyenne présentant des cristaes plus denses et une plus grande fusion mitochondriale. Ces changements ont entraîné une grande augmentation de la capacité respiratoire de rechange. Surtout, à la fin de l'expansion, les cellules T conditionnées par DCA consommaient moins de glucose mais étaient plus efficaces pour oxyder le glucose.
Pour évaluer les effets du conditionnement du DCA sur la puissance des cellules T thérapeutiques dans l'immunothérapie contre le cancer, ces cellules ont été utilisées pour traiter les souris portant un mélanome B16. Les tests de cytotoxicité ont montré une amélioration faible mais significative du potentiel thérapeutique des cellules T conditionnées par DCA.
Les cellules T PMEL-1 qui ont été conditionnées DCA ont montré une amélioration marquée de la clairance tumorale et de la survie. La récidive lors de la réévaluation avec le mélanome B16 a été empêchée car les cellules conditionnées par le DCA ont induit une mémoire immunologique robuste dans la tumeur. Les résultats préliminaires ont montré des effets similaires dans les cellules mononucléaires du sang périphérique humain.
En comparant les cellules T conditionnées par DCA et les cellules T non traitées in vivo Environnement, il a été noté que le premier avait très peu de changements phénotypiques et fonctionnels malgré une amélioration thérapeutique significative, par rapport à la seconde. Les lymphocytes T expansés DCA ont montré un niveau similaire de masse mitochondriale, d'expression de molécules de co-inhibitrice et de production totale de cytokines après la stimulation. Des avantages quantitatifs, mais non qualitatifs, de la climatisation DCA ont été notés parmi les cellules T.
Après 1 jour après la perfusion, il a été noté que les cellules T conditionnées par DCA avaient un avantage numérique sur les cellules T thérapeutiques. Cet avantage numérique s'est également traduit par une plus grande persistance à long terme. En l'absence d'antigène, les cellules T thérapeutiques conditionnées par DCA étaient plus représentatives, avec un rapport de 8: 1.
Concernant le mécanisme sous-jacent derrière le bénéfice de survie, les recherches émergentes suggèrent que les cellules T prospèrent sur les sources de carbone physiologiques (PCS) telles que le pyruvate, le lactate, la glutamine et les corps cétone. Notamment, les transporteurs de monocarboxylate comme MCT1 transportent le lactate, le pyruvate et les cétones. Ces transporteurs exportent également le lactate dérivé de la glycolyse aérobie. Il pourrait donc être que les cellules T conditionnées par DCA utilisent plus de PCS.
Il a été noté lors de l'expansion que les cellules T conditionnées par DCA étaient moins adaptées à la fermentation du glucose en lactate et plus pour métaboliser les PCS. Dans l'ensemble, il semble qu'en trempant la glycolyse aérobie pendant l'expansion, les cellules T thérapeutiques ont un profil métabolique. Cela leur permet par la suite de se réorganiser avec une plus grande efficacité.
DCA a conféré plusieurs améliorations clés aux cellules T liées à une signature de gène d'épuisement réduite et à une tige améliorée et à la formation de pré-mémoire. DCA a réduit l'expression de nombreux marqueurs d'épuisement terminaux, amélioré l'expression de SLAMF6 et a légèrement amélioré l'expression de TCF-1, qui sont des marqueurs d'un profil de type tige.
DCA a amélioré la formation de cellules T de type mémoire centrale, mais tout en étudiant des marqueurs similaires pour la formation de la mémoire dans les cellules T humaines, cet effet n'était pas aussi clair. La quantité de production de cytokines après ré-stimulation avec l'antigène apparenté a également été améliorée par le DCA, contrairement aux résultats précédents.
Des comparaisons épigénétiques plus profondes ont révélé que les modifications des histones H3K27AC et H3K9AC étaient élevées dans les cellules T conditionnées par DCA. En redirigeant le pyruvate dans les mitochondries, le DCA inhibe la production d'acide lactique. Le conditionnement du DCA a été considéré comme facilitant un phénotype épigénétique car le lactate est un modificateur épigénétique.
Il a été émis l'hypothèse que le DCA peut changer le paysage épigénétique par flux de carbone. Cet afflux ne concerne pas seulement les mitochondries mais aussi le noyau par l'exportation du citrate dans le cytosol. DCA a été considéré comme améliorant la quantité de citrate libéré dans le cytosol. Les niveaux mitochondriaux de citrate ont été maintenus assez constants. Surtout, le DCA et l'acide benzyle-trycarboxylique (BTA) conditionnent la capacité respiratoire plus que le DCA seul.
Conclusions
Cette étude a identifié l'utilisation du glucose comme le facteur crucial pour l'expansion différentielle des cellules T entre in vitro et in vivo. Le PDHK1 s'est avéré être le nœud métabolique vital qui entraîne une glycolyse aérobie soutenue de in vitro-Les cellules T explées. Par conséquent, l'inhibition de PDHK1 pendant in vitro L'expansion pourrait améliorer considérablement la capacité métabolique et fonctionnelle des actes.
