Ингибирование убиквитинлигазы RNF31 повышает чувствительность опухоли к иммунному ответу

Терапевтическая резистентность к противоопухолевой терапии — серьезная проблема современной онкологии. Опухолевые клетки сначала поддаются лечению, но затем вырабатывают устойчивость к лекарствам и иммунному ответу. Ученые из Нидерландского онкологического института вместе с коллегами обнаружили новый фактор, влияющий на эффективность иммунотерапии рака. Более того, оказалось, что уже существует низкомолекулярный ингибитор целевого белка, хотя он не подходит для использования в терапевтических целях.

Исследователи культивировали клетки меланомы человека и с помощью техники CRISPR-Cas9 отключали по одному гену. (Для этого использовали библиотеку нокаутов GeCKO library). Затем в культуру опухолевых клеток добавляли Т- или NK-клетки, чтобы пронаблюдать их активность и понять, какие гены способствуют устойчивости опухолей к иммунитету. Полногеномный скрининг выявил три таких гена, все они кодировали ферменты-убиквитинлигазы, принадлежащие к комплексу сборки линейных убиквитиновых цепей (LUBAC). Известно, что эти белки играют важную роль в регуляции внутриклеточных сигналов, в том числе и в опухолях.

Самый выраженный эффект продемонстрировало ингибирование RNF31. Исследователи проверили, как повлияет потеря этого гена на мышиных моделях меланомы и рака толстой кишки. У нокаутных по этому гену мышей продолжительность жизни была больше, опухоли росли гораздо медленней и гораздо быстрей исчезали при лечении.

Авторы также показали, что основной цитокин, ответственный за RNF31-зависимое увеличение восприимчивости к атаке Т-киллеров и NK-клеток, — фактор некроза опухоли TNF.

Для RNF31 существует низкомолекулярный ингибитор HOIPIN-8. В эксперименте на иммунорезистентных клетках меланомы человека он сенсибилизировал клетки опухоли к цитотоксическому действию иммунных клеток. Ингибитор также усиливал уничтожение опухолевых клеток, экспрессирующих или презентирующих мало антигенных молекул. Механизм «убийства свидетелей» (bystander killing), то есть нарушения презентации опухолевых антигенов, играет важную роль в формировании резистентности, поэтому важно найти пути его обхода.

Исследование повторили на нескольких типах опухолей человека и мыши, а также на органоидах карциномы толстой кишки, полученных от пациентов. Различные варианты эксперимента подтвердили, что удаление функционального гена RNF31 либо добавление HOIPIN-8 повышает чувствительность клеток к цитотоксическому эффекту TNF. Авторы также отмечают, что высокая экспрессия TNF в сочетании с низкой экспрессией RNF31 связана с хорошим прогнозом у больных меланомой или раком молочной железы.

Однако HOIPIN-8 не может использоваться в качестве лекарства, поскольку его концентрация в крови при внутривенном введении очень низкая, кроме того, возможны проблемы с безопасностью. Руководитель исследовательской группы Даниэл Пепер занимается проблемой устойчивости к иммунотерапии не первый год. В 2020 году он вместе с коллегами, Нидерландским институтом рака и институтом Oncode. основал стартап Immagene BV, которые разрабатывает новые препараты для иммунотерапии. «В моей лаборатории мы нашли несколько новых многообещающих отправных точек для улучшения терапии. Обычно такие результаты публикуют в надежде, что какая-нибудь фармацевтическая компания подхватит их для дальнейшего развития. Но такое случается редко, и это очень жаль», — говорит Пепер. Возможно, стартапу удастся найти ингибитор с лучшим фармакологическим профилем, который повысит эффективность существующих методов терапии.

Недавно группа Пепера получила грант в размере 2,5 миллионов евро на исследование другой проблемы резистентности: реактивации неактивных Т-клеток в опухоли. В этот раз с помощью скрининга CRISPR-Cas9 будут исследоваться Т-клетки. Нидерландские ученые планируют разработать комбинированные методы лечения, которые одновременно воздействуют на клетки опухоли и стимулируют иммунные клетки.