Стареющие клетки защищают опухоль от химиотерапии

При лечении рака, например, с помощью химиотерапии, в опухоли образуются стареющие клетки (сенесцентные клетки, клетки-зомби). Их присутствие способствует росту оставшихся после химиотерапии опухолевых клеток. Связанный со старением секреторный фенотип (SASP) включает факторы, подавляющие иммунитет. Ранее уже было показано, что терапия, элиминирующая стареющие клетки, обладает синергетическим действием с химиотерапией. Стареющие клетки экспрессируют PD-L1 и CD80. В новой работе научная группа под руководством исследователей из Испании показала на мышиных моделях, что индуцированные терапией стареющие клетки экспрессируют PD-L2 и влияют на активность иммунной системы.

В клетках вызывали сенесцентный фенотип с помощью химиотерапевтических препаратов, после чего анализировали, какие белки экспрессировались на поверхности плазматической мембраны. Экспрессия PD-L2 была значительно повышена по сравнению с исходными клетками. Тот же результат был показан на клетках различного происхождения. Уровень экспрессии PD-L1 не повышался или повышался незначительно. Рост экспрессии PD-L2 был показан также in vivo на мышах с ксенографтами и опухолями.

Гиперактивация транскрипционного фактора NF-kB — характерная черта стареющих клеток. Ингибирование его активатора IKK в стареющих клетках снижало уровень экспрессии PD-L2, но не PD-L1. Напротив, активация NF-kB повышала экспрессию PD-L2. Присутствие PD-L2 на поверхности клетки подтвердили также другими методами. Интересно, что у клеток, которые не старели (из-за отсутствия RB1), уровень экспрессии PD-L2 не рос.

Исследователи получили раковые клетки с нокаутом PD-L2 и ввели их и клетки дикого типа в поджелудочную мышей. Животных лечили доксорубицином. Препарат контролировал рост нокаутных клеток намного лучше, чем клеток дикого типа. Опыт успешно повторили на другой мышиной модели.

Далее авторы выяснили, нужна ли адаптивная иммунная система для контроля роста нокаутных опухолей. Оказалось, что нужна — это показали на мышах с нефункциональной иммунной системой. В частности, необходимы CD8+ T-клетки. То есть именно эти клетки отвечают за элиминацию нокаутных опухолевых клеток под действием химиотерапии.

Через пять дней после начала лечения доксорубицином исследователи проанализировали состав иммунных клеток, инфильтрующих опухоль, методом проточной цитометрии. Оказалось, что опухоли из клеток дикого типа рекрутируют CD11b+ Gr1+ миелоидные клетки. Опухоли из нокаутных клеток этого не могут. То есть под действием иммунотерапии стареющие клетки привлекали подавляющие иммунитет миелоидные клетки, и этот эффект зависел от наличия PD-L2.

PD-L2 не влиял на сам процесс старения. При сравнении нокаутных клеток и клеток дикого типа было показано, что их транскриптомы практически идентичны — отличалась экспрессия только десяти генов.

Авторы подсчитали количество стареющих (p21+) клеток в мышиных опухолях. Оно не отличалось у нокаутных клеток и клеток дикого типа через 24 часа после начала химиотерапии. Однако уже через пять дней нокаутных стареющих клеток было меньше, так как они были элиминированы.

Мышам со спонтанно образующимися опухолями молочных желез давали анти-PD-L2 антитела. Сами по себе антитела не влияли на рост опухолей, доксорубицин оказывал слабый эффект. Однако комбинация антитела и доксорубицина полностью элиминировала опухоли. Терапия не имела значительных побочных эффектов для мышей. В опухолях было отмечено присутствие большого количества CD8+ T-клеток.

Человеческие раковые клетки обработали блеомицином и показали увеличение числа стареющих клеток и рост экспрессии PD-L2. То есть потенциально все обнаруженные закономерности будут справедливы и для человеческих опухолей.

Таким образом, терапия, вызывающая старение клеток, приводит к увеличению экспрессии PD-L2. Это не является необходимым условием для старения, но важно для ухода раковых клеток от действия иммунитета. Стареющие клетки в составе опухоли не пролиферируют, но способствуют росту других клеток. Пока неясно, влияет ли PD-L2 на накопление стареющих клеток с возрастом. Выявленные в работе связи могут лечь в основу нового типа терапии.

Стареющие клетки способствуют дифференцировке опухолевых клеток в нейроэндокринные