Белок PSGL-1 помогает опухолевым клеткам избегать фагоцитоза

Онкогематологические заболевания часто дают метастазы и характеризуются плохим прогнозам для пациента. Несмотря на успехи иммунотерапии — в первую очередь ингибиторов контрольных точек иммунитета и CAR T-клеток — при этих болезнях, во многих случаях они остаются устойчивыми к лечению или рецидивируют. Один из важнейших компонентов опухолевого микроокружения — макрофаги, способные элиминировать неопластические клетки путем фагоцитоза. В свою очередь, подавление фагоцитоза служит одним из ключевых механизмов ухода опухолей от иммунного ответа, а моноклональные антитела против антифагоцитарных молекул перспективны для лечения онкологических заболеваний. Группа ученых из Китая описала новую потенциальную мишень для иммунотерапии — гликопротеиновый лиганд P-селектина 1 (PSGL-1), который был изначально описан как молекула адгезии, участвующая в миграции лейкоцитов и продукции внеклеточных везикул.

Для анализа ученые использовали линию мышиной T-клеточной лимфомы EL4, резистентной к иммунотерапии. Секвенирование РНК выявило повышенный уровень экспрессии CD43, CD44, CD155, Tim3 и PSGL-1. Затем с помощью CRISPR-Cas9 исследователи провели нокдаун этих молекул в опухолевых клетках и подкожно вживили эти клетки мышам. Таким способом выяснилось, что именно утрата PSGL-1 замедляет прогрессирование опухоли и повышает выживаемость мышей, а также увеличивает чувствительность раковых клеток к доксорубицину. При этом снижения жизнеспособности или пролиферативной активности клеток с нокаутом PSGL-1 не наблюдалось.

Чтобы понять, каким образом дефицит PSGL-1 препятствует росту опухоли, исследователи провели секвенирование РНК опухолей с нокаутом этого гена и обнаружили в них повышенную экспрессию генов, связанных с макрофагами и эозинофилами. Это обнаружение подтвердили данные проточной цитометрии — они показали, что в нокаутных опухолях усилена инфильтрация макрофагами, дендритными клетками и моноцитарными миелосупрессорными клетками по сравнению с немодифицированными контролями. В то же время уровень инфильтрации T-лимфоцитами и NK-клетками оставался неизменным, а применение антител к CD4 и CD8 и иммуносупрессова финголимода (этот препарат блокирует выход T-лимфоцитов из лимфатических узлов) не оказывало влияния на прогрессию PSGL-1-нокаутных опухолей у мышей. Также не было выявлено различий при использовании в эксперименте мышей с дефицитом дендритных клеток. Однако истощение популяции макрофагов с помощью ингибиторов колониестимулирующего фактора CSF1R сопровождалось ускорением роста PSGL-1-дефицитных опухолей, что свидетельствовало о ключевой роли макрофагов в их сдерживании. Аналогичная картина наблюдалась у мышей с нарушениями выхода моноцитов из костного мозга.

При этом PSGL-1 не влиял на фенотип макрофагов в опухолевом микроокружении — секвенирование образцов PSGL-1-нокаутных и контрольных опухолей не выявило различий в экспрессии молекул, ассоциированных с провоспалительным (противоопухолевым) или противовоспалительным (проопухолевым) фенотипом макрофагов. Дефицит PSGL-1 влиял именно на интенсивность фагоцитоза опухолевых клеток макрофагами — авторы установили это, пронаблюдав поглощение меченых раковых клеток макрофагами in vitro и проанализировав их методом проточной цитометрии. Результаты подтвердились in vivo — мышам внутрибрюшинно вводили опухолевые клетки T-клеточной линии EL4 или B-клеточного лейкоза L1210. Ассоциированные с брюшиной макрофаги более эффективно элиминировали нокаутные по PSGL-1 опухолевые клетки.

Также ученые выяснили, что нокаутные по PSGL-1 опухолевые клетки теснее взаимодействовали с макрофагами, чем контрольные.Взаимодействие опухолевых клеток с макрофагами не зависело от ранее описанных рецепторов PSGL-1 — P-селектина, SiglecE и VISTA — так как нокаут этих молекул не влиял на динамику роста опухолей у мышей. Ингибируя различные компоненты сигнальных путей, связанных с фагоцитозом, исследователи выяснили, что недостаток PSGL-1 активирует интегриновую сигнализацию и перестройки цитоскелета. Ключевую роль в этом играл LFA-1 — гетеродимер α-цепи интегрина CD11a и β2-цепи CD18 — на поверхности макрофагов. Ученые также выяснили, что взаимодействие PSGL-1-дефицитных опухолевых клеток с макрофагами зависит от ICAM-1 — одного из основных лигандов LFA-1. При этом уровень экспрессии ICAM-1 не зависел от PSGL-1, что указывает на роль PSGL-1 в регуляции взаимодействия между LFA-1 и ICAM-1.

Анализируя доступные данные Атласа ракового генома (The Cancer Genome Atlas), ученые выяснили, что высокий уровень экспрессии SELPLG (человеческого PSGL-1) ассоциирован с более низкой выживаемостью при остром миелоидном лейкозе (ОМЛ) и множественной миеломе (ММ). Его повышенный уровень также обнаруживался в культурах клеток ОМЛ, ММ и T-лимфобластного лейкоза. Чтобы перенести эти обнаружения в клиническую практику, исследователи сконструировали гуманизированное моноклональное антитело против hPSGL-1. Оно стимулировало фагоцитоз человеческих опухолевых клеток in vitro и подавляло рост опухолей в ксенографтных мышиных моделях. Более того, анти-hPSGL-1 комбинация с доксорубицином или другими иммунотерапевтическими препаратами (анти-CD47 и анти-CD38) продемонстрировала синергическое действие. Антитело к hPSGL-1 также показало хороший профиль безопасности в доклинических исследованиях на приматах. Таким образом, PSGL-1 как контрольная точка фагоцитоза представляет собой перспективную терапевтическую мишень для лечения онкогематологических заболеваний.

Опухолевые макрофаги отследили с помощью нанотела к CD163