Naukowcy z Northwestern Medicine odkryli zwiększoną aktywność komórek odpornościowych w guzach raka komórek Merkla, co może pomóc w przewidywaniu odpowiedzi na leczenie u pacjentów i poinformowaniu o opracowaniu nowych terapii ukierunkowanych, zgodnie z wynikami opublikowanymi w czasopiśmie Odkrycie raka.

„Mamy nadzieję, że wykorzystamy to jako biomarker, aby odkryć, dlaczego niektórzy pacjenci reagują, aby mogli otrzymać najlepsze leczenie tak szybko, jak to możliwe, ale także zainspirować nowe terapie, które możemy zastosować, aby uzyskać u nich odpowiedź” — powiedział dr Jaehyuk Choi, profesor dermatologii i biochemii oraz genetyki molekularnej Jacka W. Graffina.

Rak Merkla to rzadki i agresywny rodzaj raka skóry. Według American Cancer Society każdego roku w USA diagnozuje się go u mniej niż 3000 osób.

Rak ma wygląd komórek Merkela, które znajdują się u podstawy naskórka i są połączone z zakończeniami nerwowymi w skórze. Podejrzewa się, że przyczyną większości przypadków jest niedawno odkryty wirus, zwany poliomawirusem komórek Merkela, jednak u ludzi mogą również wystąpić przyczyną raka jest nadmierna ekspozycja na słońce lub osłabiony układ odpornościowy.

Aby zidentyfikować potencjalne biomarkery predykcyjne odpowiedzi na leczenie, zespół Choia zastosował kombinację sekwencjonowania RNA pojedynczych komórek i transkryptomiki przestrzennej do analizy próbek guzów i krwi pobranych od 116 pacjentów, u których zdiagnozowano raka komórek Merkla.

„Dzięki tym technikom mogliśmy zbadać ekspresję genów w każdej pojedynczej komórce guza pacjenta i określić, w jaki sposób komórki te oddziałują ze sobą w mikrośrodowisku guza” – powiedział Zachary Reinstein, student programu kształcenia naukowców medycznych (MSTP) i główny autor badania.

Wykorzystując te techniki, naukowcy odkryli, że interferon gamma, komórka sygnalizująca układ odpornościowy, napędza odpowiedź na leczenie i oporność w mikrośrodowisku guza. Interferon gamma jest cytokiną, która ostrzega układ odpornościowy, gdy zdrowe komórki zostaną zainfekowane wirusem lub nowotworem.

„Mogliśmy faktycznie śledzić w czasie rzeczywistym odpowiedź immunologiczną przeciwnowotworową u pacjentów, którzy zareagowali na leczenie. Pozwoliło nam to zobaczyć, jak te nowotwory są atakowane u pacjentów, którzy reagują na leczenie i jak tworzą obronę, gdy nie reagują” – powiedział Choi, który jest również członkiem Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center of Northwestern University.

Ta przeciwnowotworowa odpowiedź immunologiczna jest napędzana przez wzrost wyspecjalizowanych komórek CD8 T zwanych tkankowymi komórkami CD8 T, które znajdują się w tkance skóry. Naukowcy zidentyfikowali również inny podzbiór komórek odpornościowych, zwany komórkami V-delta-1-gamma-delta T, które atakują guz niezależnie od jego zdolności do reagowania na interferon gamma.

„Skóra dysponuje bardzo ważnymi mechanizmami obronnymi, które pozwalają jej zwalczać nowotwory skóry. Uważamy, że te komórki stanowią podstawową obronę przed nowotworem” – powiedział Choi.

Według Choi, odkrycia te mogą przyczynić się do opracowania nowych terapii celowanych stosowanych w leczeniu raka komórek Merkla, a także innych rodzajów nowotworów.

„Z pewnością wykorzystamy te odkrycia, aby zainspirować nowe metody leczenia pacjentów z tym nowotworem. Jedną z innych kwestii, nad którymi warto się zastanowić, jest to, jak możemy wykorzystać to jako system modelowy, aby lepiej zrozumieć, dlaczego wszystkie nowotwory reagują lub nie reagują na immunoterapię” – powiedział Choi.

Współautorami są dr n. med. Sunandana Chandra, adiunkt medycyny w Oddziale Hematologii i Onkologii oraz dr n. med. Jeffrey Sosman, profesor medycyny w Oddziale Hematologii i Onkologii.

Chandra i Sosman są również członkami Centrum Onkologicznego Lurie.

Prace te były wspierane przez Melanoma and Skin Cancer Center of Excellence, Barry S. Greene Fund i Moffitt Distinguished Scholar Award, granty National Cancer Institute T32 CA009560 i F30CA278298, stypendium AOA Carolyn E Kuckein z 2019 r., grant V Foundation for Cancer Research T2021-019, Fundację Bakewell, granty National Institutes of Health DP2 OD024475-01, R35 GM144083 oraz grant Leukemia and Lymphoma Society 1377-21.