PD-1 нарушает контакт лимфоцита с клеткой опухоли

Цитотоксические Т-лимфоциты (CTL) способны узнавать и уничтожать раковые клетки. Однако когда они проникают в тело опухоли и становятся опухоль-инфильтрующими лимфоцитами (tumor-infiltrating lymphocytes, TIL), их цитотоксическая активность резко снижается. Группа ученых из Великобритании, США и Германии описала клеточные механизмы, приводящие к нарушению функциональности TIL.

Чтобы убийство раковой клетки-мишени стало возможным, в клеточной структуре CTL должны произойти комплексные перестроения, называемые поляризацией. Лимфоциту нужно связаться с клеткой-мишенью, стабилизировать место контакта с помощью полимеризованных актиновых структур, переместить центр организации микротрубочек (ЦОМК) к месту контакта и, наконец, высвободить содержимое цитолитических гранул в сторону клетки-мишени.

Для изучения нарушений процесса поляризации у TIL ученые использовали культуру клеток рака почки RencaHA, экспрессирующих гемагглютинин (HA) вируса гриппа в качестве неоантигена, и CTL от трансгенных мышей clone 4, несущие рецептор к HA. CTL трансдуцировали таким образом, чтобы у белков, работу которых надо отслеживать, появились GFP-метки, и наблюдали за клеточными процессами с помощью флуоресцентной микроскопии.

CTL далее либо использовались в чистом виде, либо вводились мышам с подкожной опухолью RencaHA для получения TIL. Цитолитическая активность CTL и TIL оценивалась ex vivo по взаимодействию с клетками RencaHA. Было показало, что TIL значительно хуже, чем CTL, связывается с раковыми клетками. Так, CTL формировали стабильную связь после первого контакта с раковой клеткой в 78% случаев, а TIL — только в 31%. Также у TIL наблюдалось нарушение перемещения ЦОМК к месту контакта и нестабильность закрепления на клетке-мишени, выражающаяся в «дрифте» лимфоцита по поверхности клетки. Кроме того, у TIL слишком медленно удалялся актин из центра зоны контакта, что затрудняло высвобождение цитолитических гранул.

Ремоделирование актина, необходимое для стабилизации контакта между лимфоцитом и раковой клеткой, происходит при участии комплекса Arp2/3. Белки коронин 1А и кофилин подавляют активность Arp2/3 и разрезают или деполимеризуют актиновые структуры соответственно. Авторы обнаружили, что концентрация Arp2/3 в месте контакта сопоставима у CTL и TIL, однако у последних наблюдается значительное повышение концентраций коронина 1А и кофилина.

Также было показано, что у TIL отложено повышение концентрации Ca²⁺ в цитоплазме, что необходимо для работы сигнального каскада, ведущего к высвобождению цитолитических гранул.

Все описанные изменения наблюдались и у TIL, полученных in vitro введением CTL в сфероиды ткани RencaHA.

Затем ученые получили клеточную линию RencaHA-PD-L1^-/- с нокаутом PD-L1 — лиганда PD-1. Потеря PD-L1 вызвала спонтанную гибель опухоли в 4 из 10 инокулированных мышей и гибель опухоли у всех мышей после введения CTL. Дальнейший анализ TIL от мышей, получавших антитела, либо от мышей с опухолью RencaHA-PD-L1^-/- показал, что удаление актина из центра зоны контакта с раковой клеткой у них происходит на уровне CTL. Это позволяет говорить о том, что PD-1 ингибирует перестройку актина у TIL, снижая таким образом их цитолитическую активность.

Примечательно, что обработка TIL от мышей clone 4 антителами к PD-1 при взаимодействии с раковыми клетками in vitro не приводила к повышению эффективности лизиса. Авторы предполагают, что экспрессия PD-1 индуцирует «состояние нарушенной поляризации», в котором клетки пребывают от нескольких часов до нескольких дней.

Таким образом, ученые описали нарушения клеточных процессов, приводящие к недостаточной цитолитической активности TIL, и выявили их ассоциации с экспрессией PD-1. Для уточнения роли PD-1 необходимы дальнейшие исследования.