Immunoterapia w raku rdzenia nerki: przełomowe odkrycie p300

Z tego artykułu dowiesz się:

Dlaczego standardowa immunoterapia anty-PD-1 i anty-CTLA-4 prowadzi do hiperprogresji u połowy pacjentów z rakiem rdzenia nerki
Jak mechanizm “myeloid mimicry” – naśladowania fenotypu komórek mieloidalnych przez komórki nowotworowe – odpowiada za oporność na immunoterapię
Jakie wyniki przyniosło genetyczne wyciszenie receptora IFNGR1 w modelach przedklinicznych
Czy nowy inhibitor p300 (IACS-16898) w połączeniu z immunoterapią może stać się przełomem w leczeniu RMC

Czy immunoterapia może szkodzić pacjentom z rakiem rdzenia nerki?

Rak rdzenia nerki (RMC, renal medullary carcinoma) to niezwykle agresywna postać nowotworu złośliwego, która dotyka głównie młodych osób pochodzenia afrykańskiego z cechą sierpowatokrwinkową. Mediana przeżycia wynosi zaledwie 13 miesięcy, a mniej niż 5% pacjentów przeżywa 3 lata. Prospektywne badanie kliniczne fazy II przeprowadzone w MD Anderson Cancer Center miało na celu ocenę skuteczności połączenia niwolumabu (anty-PD-1) z ipilimumabem (anty-CTLA-4) u 10 pacjentów z RMC.

Wyniki okazały się alarmujące. Zamiast poprawy, u połowy pacjentów zaobserwowano hiperprogresję – gwałtowne przyspieszenie wzrostu guza. Mediana czasu wolnego od progresji wyniosła jedynie 1,38 miesiąca (95% CI: 1,28–1,60), a mediana przeżycia całkowitego 8,23 miesiąca (95% CI: 3,45–NE). Badanie zatrzymano przedwcześnie ze względu na brak skuteczności. Tylko jeden pacjent wykazał niepotwierdzoną częściową odpowiedź, która nie utrzymała się przy kolejnym badaniu obrazowym.

Jak komórki nowotworowe “udają” komórki odpornościowe?

Aby zrozumieć mechanizm hiperprogresji, zespół przeprowadził szczegółowe analizy molekularne tkanek nowotworowych przed i po immunoterapii. Sekwencjonowanie RNA pojedynczych komórek (scRNA-seq) ujawniło, że komórki RMC po leczeniu wykazują znacząco wyższą ekspresję markerów mieloidalnych, takich jak S100A9, oraz genów związanych z proliferacją (MKI67).

Kluczowym odkryciem było zwiększenie ekspresji IFNGR1 (receptor interferonu gamma typu 1) na powierzchni komórek nowotworowych. Normalnie receptor ten występuje na komórkach mieloidalnych i odpowiada za aktywację szlaków proliferacyjnych w odpowiedzi na IFN-γ produkowany przez limfocyty T. W RMC komórki nowotworowe “przejmują” ten mechanizm, co prowadzi do aktywacji szlaku MAPK i wzrostu ekspresji CEBPB oraz EP300 (kodującego białko p300) – kluczowych regulatorów różnicowania mieloidalnego.

Analiza entropii komórkowej wykazała, że komórki nowotworowe po immunoterapii charakteryzują się wyższą plastycznością transkrypcyjną. Wielowymiarowa analiza podobieństwa (metryki Euklidesowa, Manhattan, Bray-Curtis, Phi, korelacja Pearsona i kosinusowa) potwierdziła, że komórki RMC po immunoterapii punktów kontrolnych stają się transkrypcyjnie bardziej podobne do komórek mieloidalnych niż przed leczeniem.

Kluczowe: Zjawisko “myeloid mimicry” polega na tym, że komórki nowotworowe RMC, w odpowiedzi na IFN-γ wydzielany przez aktywowane immunoterapią limfocyty T, zwiększają ekspresję IFNGR1 i naśladują fenotyp komórek mieloidalnych, co prowadzi do przyspieszenia proliferacji zamiast zniszczenia przez układ odpornościowy.

Czy knockout IFNGR1 zapobiega hiperprogresji w modelach mysich?

Zespół wykorzystał genetycznie zmodyfikowany model mysi RMC (linia MSRT1) z cechą sierpowatokrwinkową, który wiernie odtwarza agresywny przebieg choroby u ludzi. Myszy otrzymywały standardowe dawki anty-PD-1 w połączeniu z anty-CTLA-4. Podobnie jak u pacjentów, obserwowano istotnie większą masę guza pierwotnego oraz zwiększone obciążenie przerzutami w płucach i wątrobie w porównaniu z grupą kontrolną otrzymującą IgG.

Analiza immunohistochemiczna potwierdziła wzrost liczby mitoz, ekspresji Ki-67 oraz aktywacji szlaku MAPK (pERK1/2, pMEK1/2). Wielobarwna immunofluorescencja wykazała, że komórki nowotworowe (GFP+) znacząco częściej koekspresują markery mieloidalne S100A9, CD68 i F4/80 po immunoterapii.

Przełomowe wyniki przyniosło genetyczne wyciszenie IFNGR1 metodą CRISPR. Myszy z guzami IFNGR1^KO leczone immunoterapią wykazały całkowitą remisję u 5 z 6 zwierząt po 90 dniach – w badaniu MRI nie wykryto żadnych śladów guza. Co ciekawe, knockout IFNGR1 spowodował także obniżenie poziomu białka p300, co sugeruje bezpośredni związek między sygnalizacją IFN-γ a aktywnością tego kluczowego regulatora epigenetycznego.

Czy farmakologiczna blokada p300 może przywrócić skuteczność immunoterapii?

Ponieważ knockout IFNGR1 może mieć efekty plejotropowe (guzy IFNGR1^KO leczone kontrolnym IgG były większe niż guzy typu dzikiego), zespół opracował strategię celowania w regulator znajdujący się niżej w kaskadzie sygnałowej – białko p300. To acetyltransferaza histonowa, która wraz z partnerem CEBPB aktywuje geny specyficzne dla linii mieloidalnej poprzez acetylację reszt lizyny 27 histonu H3 (H3K27Ac).

Naukowcy z MD Anderson Cancer Center zaprojektowali i zsyntetyzowali IACS-16898 – doustny inhibitor bromodomeny p300/CBP o wysokiej selektywności. W teście AlphaScreen wykazał on IC₅₀ = 3 nM dla CBP i K_d = 0,27 nM dla p300, z ponad 300-krotną selektywnością względem innych bromodomen (w tym BRD4: IC₅₀ = 4790 nM). Związek charakteryzuje się korzystnym profilem farmakokinetycznym u myszy (AUC = 802 hr·μM, T_1/2 = 4 h, niski klirens = 4 mL/min/kg).

W modelu mysim RMC monoterapia IACS-16898 nie przyniosła efektu przeciwnowotworowego, a sama immunoterapia – jak wcześniej – indukowała hiperprogresję. Natomiast połączenie IACS-16898 z immunoterapią spowodowało istotne zmniejszenie masy guza w porównaniu z obiema monoterapiami. Western blot potwierdził obniżenie globalnej acetylacji H3K27, a immunofluorescencja wykazała redukcję ekspresji markerów mieloidalnych F4/80 i S100A9 w komórkach nowotworowych.

Ważne: Inhibitor p300 IACS-16898 w połączeniu z immunoterapią przywraca odpowiedź przeciwnowotworową w mysim modelu RMC poprzez blokadę zjawiska “myeloid mimicry”. Związek jest dostępny doustnie, wykazuje wysoką selektywność i korzystny profil farmakokinetyczny, co czyni go obiecującym kandydatem do badań klinicznych.

Dlaczego RMC jest szczególnie podatny na hiperprogresję po immunoterapii?

RMC to trzeci najczęstszy nowotwór nerki u młodych dorosłych, występujący głównie u osób rasy czarnej z cechą sierpowatokrwinkową (90% przypadków w badaniu). Choroba rozwija się trzykrotnie częściej w prawej nerce, co związane jest ze zwiększonym niedokrwieniem regionalnym wywołanym sierpowaceniem erytrocytów w vasa recta rdzenia nerkowego. To przewlekłe niedotlenienie predysponuje komórki rdzenia wewnętrznego nerki do utraty SMARCB1 – głównego defektu molekularnego w RMC.

Wcześniejsze badania wykazały, że RMC charakteryzuje się “gorącym” immunologicznie fenotypem z wysoką ekspresją punktów kontrolnych (CTLA-4, PD-1). Mimo to pojedyncze opisy przypadków oraz badanie koszyka fazy II z pembrolizumabem (anty-PD-1) pokazały brak skuteczności – wszystkich pięciu pacjentów z RMC miało progresję choroby z medianą czasu do progresji 8,7 tygodnia, niezależnie od ekspresji PD-L1 czy infiltracji limfocytów.

Obecne badanie po raz pierwszy systematycznie dokumentuje mechanizm tej oporności. Autorzy wykazali, że limfocyty T CD4+ i CD8+ po stymulacji immunoterapią produkują IFN-γ, który zamiast niszczyć komórki nowotworowe, aktywuje na nich IFNGR1, uruchamiając kaskadę MAPK→CEBPB/p300, prowadzącą do adaptacyjnej zmiany fenotypu i przyspieszonej proliferacji. Analiza CyTOF krwi obwodowej ujawniła znaczący wzrost cyrkulujących limfocytów CD4+ EM1+ po immunoterapii – subpopulacji zdolnej do szybkiego wydzielania IFN-γ.

Co to oznacza dla przyszłych strategii terapeutycznych w RMC?

Odkrycie mechanizmu “myeloid mimicry” jako przyczyny hiperprogresji w RMC ma istotne implikacje kliniczne. Po pierwsze, wskazuje na konieczność ostrożności przy stosowaniu samej immunoterapii u pacjentów z RMC – standardowe schematy mogą przynieść więcej szkody niż pożytku. Po drugie, identyfikuje konkretny cel terapeutyczny (szlak IFNGR1–p300), którego farmakologiczne zablokowanie może przywrócić skuteczność immunoterapii.

Inhibitory p300/CBP są obecnie intensywnie rozwijane w onkologii. Wcześniejsze badania wykazały, że wysoka ekspresja p300 koreluje z gorszym rokowaniem w mięsaku maziówkowym (inny nowotwór z deregulacją SMARCB1), niedrobnokomórkowym raku płuca, raku prostaty, piersi i krtani. To sugeruje, że strategia łączenia inhibitorów p300 z immunoterapią może mieć szersze zastosowanie niż tylko RMC.

Badanie ma jednak ograniczenia. Mała liczebność grupy klinicznej (N=10) oraz jednoramienne, niekontrolowane badanie uniemożliwiają definitywne ustalenie związku przyczynowego między immunoterapią a hiperprogresją u pacjentów. Brak sparowanych biopsji przed i po leczeniu od tych samych pacjentów w analizie scRNA-seq również ogranicza wnioski dotyczące zmian transkrypcyjnych wywołanych immunoterapią. Autorzy polegali więc głównie na funkcjonalnych badaniach w modelu mysim, który – choć wiernie odtwarza fenotyp kliniczny – nie jest doskonałym odpowiednikiem ludzkiej choroby.

Czy warto zmienić podejście do immunoterapii w RMC?

Badanie jednoznacznie pokazuje, że standardowa immunoterapia podwójnym blokowaniem punktów kontrolnych (nivolumab + ipilimumab) nie tylko jest nieskuteczna w RMC, ale może prowadzić do hiperprogresji u znacznej części pacjentów. Mechanizm tego zjawiska – adaptacyjne “myeloid mimicry” poprzez aktywację szlaku IFNGR1–p300 – został potwierdzony zarówno w tkankach ludzkich, jak i w modelach mysich. Farmakologiczne zablokowanie p300 inhibitorem IACS-16898 przywraca wrażliwość na immunoterapię w warunkach przedklinicznych.

Odkrycia te otwierają nową drogę terapeutyczną dla RMC i potencjalnie innych nowotworów opornych na immunoterapię poprzez mechanizmy plastyczności komórkowej. Planowane badania kliniczne łączące inhibitory p300 z immunoterapią mogą zmienić standardy postępowania w tej wyjątkowo agresywnej postaci raka nerki. Konieczne są jednak większe, kontrolowane badania z prospektywnym pobieraniem sparowanych biopsji, aby w pełni zwalidować te obiecujące wyniki u pacjentów.

Pytania i odpowiedzi

❓ Dlaczego immunoterapia anty-PD-1 i anty-CTLA-4 powoduje hiperprogresję w RMC?

Immunoterapia stymuluje limfocyty T do produkcji interferonu gamma (IFN-γ), który zamiast niszczyć komórki nowotworowe, aktywuje na nich receptor IFNGR1. To uruchamia szlak MAPK→CEBPB/p300, prowadząc do zjawiska “myeloid mimicry” – komórki nowotworowe naśladują fenotyp komórek mieloidalnych i przyspieszają swoją proliferację. W efekcie guz rośnie szybciej niż przed leczeniem.

❓ Jakie wyniki przyniosło genetyczne wyciszenie IFNGR1 w modelach mysich?

Myszy z guzami RMC, w których genetycznie wyciszono IFNGR1 metodą CRISPR, wykazały całkowitą remisję u 5 z 6 zwierząt po 90 dniach leczenia immunoterapią – w badaniu MRI nie wykryto żadnych śladów guza. Knockout IFNGR1 spowodował także obniżenie poziomu białka p300, potwierdzając bezpośredni związek między sygnalizacją IFN-γ a aktywnością tego regulatora epigenetycznego.

❓ Czym charakteryzuje się inhibitor p300 IACS-16898?

IACS-16898 to doustny inhibitor bromodomeny p300/CBP o wysokiej selektywności (IC₅₀ = 3 nM dla CBP, K_d = 0,27 nM dla p300), ponad 300-krotnie bardziej selektywny niż wobec innych bromodomen. W mysim modelu RMC połączenie IACS-16898 z immunoterapią istotnie zmniejszyło masę guza i zredukowało ekspresję markerów mieloidalnych w komórkach nowotworowych, podczas gdy monoterapie były nieskuteczne.

❓ Jakie są główne ograniczenia tego badania?

Mała liczebność grupy klinicznej (N=10) oraz jednoramienne, niekontrolowane badanie uniemożliwiają definitywne ustalenie związku przyczynowego między immunoterapią a hiperprogresją. Brak sparowanych biopsji przed i po leczeniu od tych samych pacjentów w analizie scRNA-seq również ogranicza wnioski dotyczące zmian transkrypcyjnych. Większość wniosków mechanistycznych opiera się na funkcjonalnych badaniach w modelu mysim.

❓ Czy strategia łączenia inhibitorów p300 z immunoterapią może mieć szersze zastosowanie?

Tak, wcześniejsze badania wykazały, że wysoka ekspresja p300 koreluje z gorszym rokowaniem w mięsaku maziówkowym (inny nowotwór z deregulacją SMARCB1), niedrobnokomórkowym raku płuca, raku prostaty, piersi i krtani. To sugeruje, że strategia łączenia inhibitorów p300 z immunoterapią może być skuteczna nie tylko w RMC, ale także w innych nowotworach opornych na immunoterapię poprzez mechanizmy plastyczności komórkowej.