Исследовано разнообразие гамма-дельта Т-клеток в образцах 33 видов рака

Команда ученых из Онкологического центра и исследовательского института Моффита (США) исследовала репертуар γδ Т-клеток (гамма-дельта-Т-клеток) в онкологических образцах.

γδ Т-клетки — особая подгруппа Т-клеточной популяции. Их рецепторы содержат одну γ-цепь и одну δ-цепь. (Рецептор большинства других Т-лимфоцитов образован α- и β-субъединицами.) Эта небольшая подгруппа клеток участвует как во врожденном, так и в приобретенном иммунном ответе. Механизм распознавания антигенов γδ-Т-клетками не изучен. γδ-Т-лимфоциты не зависят от антигенпрезентирующих молекул (что вызывает к ним интерес с точки зрения клеточной терапии рака). При этом они могут распознавать антигены, презентированные на молекулах главного комплекса гистосовместимости и реагируют на широкий спектр антигенов и неоантигенов.

γδ-Т-клетки инфильтрируют большинство опухолей. Определенные их субпопуляции играют важную роль в иммунном надзоре за инфекциями и онкогенезом и присутствуют как в периферической крови, так и в опухолевых тканях. Известно, что γδ-Т-клетки продуцируют различные цитокины и хемокины, такие как гамма-интерферон и фактор некроза опухоли альфа. Большинство γδ-Т-клеток в предраковых или неопухолевых тканях демонстрируют цитотоксические эффекты. Противоопухолевая эффективность γδ-Т-клеток может быть усилена с помощью подходов таргетной терапии. Кроме того, они участвуют в ответе на подавление иммунных контрольных точек при раковых заболеваниях с низкой экспрессией человеческого лейкоцитарного антигена (HLA). Это показывают потенциал для лечения раковых заболеваний, которые не поддаются существующим иммунотерапевтическим вмешательствам.

Новое исследование было основано на анализе ранее полученных данных. Технологии секвенирования единичных клеток позволили многое узнать о разнообразии и клональности Т-клеток в опухолях, однако они нацелены прежде всего на Т-клеточные рецепторы (TCR) с α- и β-цепями, кроме того, есть ограничения, связанные с глубиной секвенирования и стоимостью. Авторы нового исследования выбрали другой путь — повторный анализ данных тотального РНК-секвенирования образцов, который позволяет анализировать широкий спектр γδ TCR в микроокружении опухоли.

Прежде всего проанализировали данные РНК-секвенирования опухолей из The Cancer Genome Atlas (TCGA) — почти 11 000 образцов и 33 типов опухолей. Для реконструкции репертуара рецепторов γδ Т-клеток использовали инструмент TRUST4. Чтобы оценить разнообразие рецепторов и клеточных клонов, осуществляли сборку de novo участков, кодирующих один из самых вариабельных участков рецептора, — CDR3. После фильтрации данных были получены последовательности для 22 205 уникальных клонов γδ TCR.

«Это как найти иголку в стоге сена, — говорит руководитель исследования Сюэфэн Ван. — После двух лет усилий по скринингу примерно 700 миллиардов прочтений опухолевой РНК наш алгоритм выделил 3,2 миллиона прочтений, относящихся к γδ Т-клеткам, что является весьма информативным для изучения клонов этих клеток. Наши результаты показывают, что разнообразие и клональность γδ Т-клеток могут существенно влиять на выживаемость пациентов и эффективность лечения».

Еще 6770 клонов авторы идентифицировали при анализе данных РНК-секвенирования более 500 образцов опухолей из восьми исследований иммунотерапии.

Полученная база данных последовательностей рецепторов γδ-Т-клеток при различных видах рака, по мнению авторов, станет ценным ресурсом для дальнейших исследований.

Репертуар γδ TCR продемонстрировал значительную изменчивость в зависимости от типа рака. «Холодные» опухоли, не провоцирующие иммунного ответа, такие как мультиформная глиобластома, демонстрировали самые низкие показатели обогащения, характеризующие экспрессию γδ TCR, в то время как у опухолей лимфатической системы этот показатель был высоким. Среди солидных опухолей наивысший показатель обогащения наблюдается у аденокарциномы предстательной железы, почечно-клеточного рака, теносиновиальных гигантоклеточных опухолей, аденокарциномы легкого и хромофобной почечно-клеточной карциномы.

Авторы искали ответ на вопрос, специфически ли проникают определенные клоны в опухоли определенных типов, влияет ли на это строение рецептора. Они выяснили, что как средний уровень экспрессии гамма-цепей в той или иной опухоли, так и клональность (уровень разнообразия клонов) в значительной мере зависит от типа опухоли. Например, многие иммуногенные виды рака демонстрируют наибольшее однообразие Т-клеточных рецепторов (высокую клональность). Тем не менее авторы отмечают, что экспрессия гамма-генов не всегда может отражать общее количество или разнообразие продуктивных последовательностей CDR3.

Скрининг генов, которые могли оказать влияние на общую выживаемость пациентов, выявил 24 гена γδ Т-клеточных рецепторов. Эти гены могут быть потенциальными прогностическими биомаркерми при 13 типах рака. Среди них четыре гена (TRGC2, TRGV2, TRDC и TRDV3) обнаруживаются более чем при 3 типах рака, а ген TRDC часто служит показателем общего присутствия γδ-Т-клеток.

Кроме того, в образцах из исследований иммунотерапии показатель обогащения гамма- и дельта-генами был выше у пациентов, которым иммунотерапия помогла. Более высокие показатели обогащения гамма-генами были связаны с улучшением показателей выживаемости. Авторы установили три гена (TRGV2, TRGV8 и TRGV10), положительно повлиявших на выживаемость.

«Это исследование не только расширяет наше знание гамма-дельта Т-клеток, но и открывает новые возможности лечения, — говорит доктор Сюэфэн Ван. — Поняв специфические роли этих клеток в различных типах опухолей, мы сможем более точно подбирать лечение, чтобы улучшать исход».

Обнаружен механизм, с помощью которого γδ Т-клетки распознают раковые клетки