Forskere ved Weizmann Institute har opdaget at cellediversitet i kræftknuder hæmmer effektiv immunterapi. Forskerne håber med tiden at kunne udvikle individuelle behandlinger. Immunterapien skal gøre immunsystemet i stand til at bekæmpe kræften, skriver Times of Israel.
Ifølge forskerne indikerer deres opdagelse, at cellernes forskelligartethed skal inddrages i overvejelserne, når det skal besluttes, om en patient vil have gavn af immunterapi.
Forskningen har vist, at “graden af cellernes forskelligartethed spiller en afgørende rolle ved vurderingen af, om en given patient responderer på immunterapi,” siger Professor Yardena Samuels fra Weizmann Institute Molekulære Cellebiologiske afdeling. Jo større cellediversiteten er i kræftcellerne – jo mindre er sandsynligheden for, at patienten responderer på behandlingen, viser undersøgelsen.
Ved behandling med immunterapi, bruges kroppens eget immunsystem til at kontrollere og bekæmpe kræftcellerne. Behandlingen er blevet udviklet over de seneste få år. Medicinen anses for revolutionerende i kræft behandling. Desværre er det ikke alle patienter, der reagerer positivt på behandlingerne, så forskere verden over er i fuld gang med at forbedre medicinen og finde ud af, hvorfor nogle patienter reagerer positivet og andre ikke gør.
Hypotesen – som også understøttes af nogle få undersøgelser er, at tumorer med flere mutationer (mutationsbyrden) reagerer bedre på immunterapi. Derfor er en af de markører, der i dag bruges til at forudsige, om patienten vil reagere positivt på immunterapi, graden af tumormutationsbyrden.
Nu siger de israelske forskere imidlertid, at deres undersøgelse tyder på, at tumormutationsbyrden er en vigtig biomarkør, men det er ikke nok. “Yderligere en biomarkør bør tilføjes og det er kræftcellernes indbyrdes forskellighed i tumoren,” sagde Samuels. “Vi bør kombinere de to biomarkører for at få en samlet score, der kan forudsige hvilken patient vil have glæde af immunterapien,” sagde hun.
“Undersøgelsen fra Weizmann Institute viser, at immuncellerne (T-celler) finder vej til det rigtige område, men de “hænger fast” udenfor tumoren og formår ikke at komme ind i kernen, når tumorcellerne er genetisk forskellige,” sagde hun. “Og vi ved ikke helt, hvorfor.”
Samuels siger videre: “Undersøgelsen viser også, at med en større diversitet mellem kræftcellerne øges antallet af T-celle undertrykkere – celler der undertrykker immunsystemet.”
Weizmann Institute sagde i en udtalelse, at resultaterne af undersøgelsen kan bidrage til at skræddersy en behandling til hver enkelt patient og resultaterne kan også pege hen imod nye muligheder for forskning i vaccinationer mod kræft.
Resultaterne af undersøgelsen er blevet udgivet i det medicinske magasin The Cell.
I undersøgelsen, der blev ledet af Yochai Wolf og Osnat Bartok i Samuels laboratorium, brugte forskerne melanomceller fra mus og udsatte dem for en slags UV lys, der vides at fremme netop denne form for cancer. Det øgede både mutationerne og cellediversiteten i tumoren.
Når forskerne tilførte enten disse celler eller de regulære tumorceller, voksede cellerne, der havde været udsat for UV lyset hurtigere og de var mere aggressive. Selvom cellerne havde en højere mutationsbyrde og derfor burde have responderet bedre på immunterapi, var det faktisk mindre sandsynligt, at de blev tilintetgjort end cellerne fra den oprindelige tumor. Med andre ord – selvom der var en høj mutationsbyrde, var der også stor diversitet. Forskernes hypotese var, at forskelligheden i cellerne er ansvarlig for modstanden.
Da mutationsbyrden og diversiteten som regel følges ad, blev forskerne nødt til at finde en måde, hvorpå de kunne studere mutationsbyrden uden at studere diversiteten og omvendt. De fjernede enkeltceller fra en klynge, der kom fra en aggressiv tumor og så dyrkede de nye klynger fra hver enkelt celle. Således nåede de op på 22 klynger, hvor hver enkelt klynge havde en lav cellediversitet og et tilfældigt antal mutationer.
Da de injicerede cellerne i mus, fandt forskerne ud af, at alle tumorer voksede langsomt og de forsvandt også uden immunterapi – det var ens for cellerne både med og uden en stor mutationsbyrde. For at se om det faktisk var immunsystemet, der slog kræftcellerne ihjel, gentog forskerne eksperimentet på mus med svækket immunsystem. Og i de mus spredte kræften sig hurtigt.
For at forstå immunsystemets reaktion bedre udførte forskerne eksperimentet igen. Denne gang brugte de mus, der specifikt manglede T-celler – de celler i immunsystemet, som bekæmper kræft. “Resultaterne lignede dem i mus med svækket immunsystem,” sagde Wolf i en udtalelse. “Når vi kigger på T-celler fra forskellige tumorer, fandt vi større aktivitet i de ensartede klynger og mindre i de klynger, der havde forskellige kræftceller.”
Faktisk fandt forskerne ud af, at T-cellerne var nået helt ind i tumorens centrum i de klynger, hvor cellerne var ens og i de tumorer, hvor cellerne var forskellige, forblev T-cellerne udenfor kræftcellerne og der var et større antal af de ineffektive celler, der svækkede T-cellerne.
“I sidste ende vil vi bruge det eksperiment, vi har skabt, til at arbejde på, at skræddersy individuelle behandligner for kræftpatienter,” sagde Samuels.
I forskningen deltog ligeledes:
Prof. Eytan Ruppin, American National Cancer Institute of the National Institutes of Health (NIH)
Prof. Lea Eisenbach, NIHs Immunology Department
Dr. Yishai Levin, The Nancy and Stephen Grand Israel National Center for Personalized Medicine
Prof. Martin Miller, University of Cambride
Prof. Eli Pikarsky, Hebrew University-Hadassah Medical School
Prof. Arie Admon, The Technion – Israel Institute of Technology og
Prof. Charles Swanton, University College London.
