Состав B-клеток и репертуар антител меняется при меланоме

В-лимфоциты — участники гуморального противоопухолевого иммунитета, особенно в таких иммуногенных видах рака, как меланома. Однако гуморальный иммунитет в меланоме до настоящего времени не был подробно изучен. Авторы недавней публикации в Nature Communications проанализировали циркулирующие и опухоль-инфильтрирующие В-клетки пациентов с меланомой, а также репертуар антител, чтобы установить их роль в биологии меланомы.

Первым шагом исследователи изучили фракции циркулирующих В-клеток в крови у пациентов с меланомой и здоровых людей. Используя панель из 25 В-клеточных маркеров, они охарактеризовали представленность разных типов B-клеток, разделив их на 16 кластеров. Было обнаружено увеличение относительной доли плазмобластов и уменьшение доли IgD^–CD27^– клеток памяти у пациентов с меланомой по сравнению со здоровыми добровольцами. Кроме того, у пациентов с меланомой была снижена доля IgD⁺IgM⁺ клеток памяти и отдыхающих В-клеток памяти с переключенными изотипами. Чтобы исследовать, будут ли изменения в конкретных кластерах представлены в общей популяции, авторы далее объединили кластеры в восемь популяций В-клеток: переходные, наивные, IgD^low и IgD⁺IgM⁺ клетки памяти, IgM⁺ клетки памяти, клетки памяти с переключенным изотипом, плазмобласты и IgD^–CD27^– клетки памяти. Было обнаружено значительное увеличение наивных В-клеток и плазмобластов и уменьшение популяций IgD⁺IgM⁺ клеток памяти и клеток памяти с переключенным изотипом у пациентов с меланомой по сравнению со здоровыми добровольцами.

Затем авторы проанализировали присутствие и пространственную организацию В-клеток в метастазах меланомы. Иммунофлуоресцентные методы показали, что В-клетки в основном локализовались у края опухоли, но также образовывали небольшие скопления внутри опухоли и в околоопухолевых областях. Проточная цитометрия образцов опухоли выявила в них B-клетки в 64,7 % случаев. Сравнение образцов крови и опухолевой ткани из одних и тех же пациентов показало, что среди CD45⁺ опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов меньше CD19⁺ В-клеток, чем в крови, — это согласуется с данными о низком количестве В-клеток в коже. Доля В-клеток памяти и IgD-клеток памяти, напротив, была больше в тканях опухоли по сравнению с кровью пациентов. Эти данные были подтверждены анализом публичных баз данных РНК-секвенирования.

Чтобы изучить переключение изотипа в опухолях, ученые исследовали экспрессию генов IGH (которые участвуют в процессе V(D)J-рекомбинации) в нормальной коже, первичных опухолях и метастазах меланомы. Выяснилось, что в первичных опухолях и метастазах кожи повышена экспрессия общего IgG и общего IgA.

Затем авторы изучили репертуар антител IgD^– клеток памяти в крови и опухолях пациентов с меланомой. Они отсеквенировали последовательности 89 тяжелых и 92 легких цепей из опухолей, а также 57 тяжелых и 38 легких цепей из образцов крови. Анализ показал значительные различия в комбинациях и в работе генов V, D, J в циркулирующих и опухоль-резидентных иммунных клетках. Кроме того, разные изотипы антител (IgG1, IgG2 и IgM) были связаны с различными генами IGHV (immunoglobulin heavy chain variable — вариабельная тяжелая цепь иммуноглобулина) как в образцах крови, так и в образцах опухолей.

Авторы также изучили, активно ли опухоль-ассоциированные В-клетки памяти отвечают на иммунные сигналы в опухоли. Для этого они отсеквенировали опухоль-ассоциированные IgD^– клетки памяти, выявив наличие соматической гипермутации, клональной экспансии и переключения класса антител с IgG1 на IgG2.

Затем ученые исследовали экспрессию AICDA (цитидиндеаминаза — фермент, имеющий решающее значение для соматической гипермутации и рекомбинации с переключением изотипа), и генов, участвующих в V(D)J-рекомбинации — RAG1 и RAG2. Экспрессия AICDA была обнаружена как в нормальной коже, так и в меланоме, причем уровень экспрессии положительно коррелировал с присутствием В-клеток, плазматических клеток, а также CD4⁺ и CD8⁺ Т-клеток. Авторы также выявили значительное увеличение экспрессии RAG1 и RAG2 генов в меланоме по сравнению с нормальной кожей.

Исследователи охарактеризовали популяции В- и Т-лимфоцитов в опухоли и опосредованное ими внутриопухолевое разнообразие репертуара антител. Данные пространственной транскриптомики и иммуносеквенирования показали, что количество и размер B-клеточных клонов в опухоли зависят от лимфоидных структур. Так, опухоли с отсутствием или небольшим количеством лимфоидных агрегатов, экспрессирующих генные сигнатуры герминативных центров (где созревают В-клетки), содержали меньше В-клеточных клонов по сравнению с опухолями с большим количеством лимфоидных структур. Рекомбинация с переключением класса антител внутри клонов была обнаружена в пяти проанализированных образцах опухолей (в основном IgG1, IgG2 и IgA1).

Для дальнейшего анализа антигенной реактивности опухолевых В-клеток памяти ученые создали двенадцать рекомбинантных IgG1-антител на основе тяжелых и легких цепей, изолированных из опухолевых IgD^– В-клеток памяти пациентов с меланомой. В качестве антигенов использовались белки, полученные из лизатов кожи и меланомы пациентов. Из 12 антител шесть связали возможные аутоантигены как из нормальной кожи, так и из меланомы, а пять захватили множественные белки. Антитела при этом имели неодинаковую аффинность к белкам различнного происхождения — часть IgG1 связывали преимущественно аутоантигены нормальной кожи, а не меланомы. Анализ также продемонстрировал изменение экспрессии некоторых аутоантигенов у пациентов с меланомой — количество 11 из них было значимо повышено (TUBB, TUBB1, TUBB2A, TUBB4A, TUBB4B, H4C1, CYP17A1, YWHAZ, MASP1, DLST, PF4, AMBP) и 14 — понижено (CP, PLG, GSN, CLU, AHSG, ORM1, ORM2, KNG1, SERPINA1, HRG, HPX, ITIH4, HPR, HP). Часть из этих белков (YWHAZ, MASP1, H4C1 и PF4), как следует из предыдущих работ, ассоциирована с аутоиммунными заболеваниями.

Наконец, авторы проанализировали связь между аутореактивными антителами и популяциями В- и Т-клеток у пациентов с активной стадией меланомы (стадия III). Было установлено, что экспрессия аутоантител, специфичных к TUBB1 (белок семейства тубулинов), положительно коррелируют с IgG⁺ В-клетками памяти и кластерами Т-клеток. Эти данные свидетельствуют о взаимодействии между аутореактивными антителами и специфическими подмножествами В- и Т-клеток при меланоме.

Микробиота меланомы привлекает иммунные клетки