Ключовата роля на NAD+ в антитуморния имунен отговор: обновяване
Никотинамид аденин динуклеотид (NAD+) е важна молекула, която функционира като коензим в множество метаболитни процеси. Веществото има много важна роля на NAD+ в антитуморния имунен отговор.
Fabio Morandi, Alberto Leonardo Horenstein, Fabio Malavasi
Никотинамид аденин динуклеотид (NAD+) е важна молекула, която функционира като коензим в множество метаболитни процеси. Генериранa, както чрез de novo синтез, така и чрез пътища за спасяване, NAD+ е субстрат за различни ензими, консумиращи NAD+.
Сред тях е CD38, клетъчно-повърхностен екто-ензим, широко експресиран върху различни типове клетки и надарен с функцията на cADP-рибоза синтази/NAD+ гликохидролаза. Повърхностната експресия на CD38 се увеличава в различни хематологични и солидни тумори, където си сътрудничи с други екто-ензими, за да произведе имуносупресивната молекула аденозин (ADO).
Няколко проучвания са изследвали корелацията на нивата на NAD+ с Т-клетъчно медиирания антитуморен отговор в предклинични модели.
Ето защо ние обсъждаме тези нови открития, изследвайки възможния принос на изчерпването на NAD+, заедно с производството на ADO, в имуносупресивните дейности на CD38 в контекста на човешки тумори.
И накрая, ние обсъждаме използването на фармакологични инхибитори на CD38 и добавяне на различни прекурсори на NAD+ за повишаване на нивата на NAD+ и за засилване на отговорите на Т клетките. Такива молекули могат да се използват като адювантни терапии, в комбинация със стандартни лечения, за пациенти с рак.
Въведение
Никотинамид аденин динуклеотид (NAD+) и неговите редуцирани/фосфорилирани форми (NADH, NADP+ и NADPH) са ключови молекули в клетъчния метаболизъм и производството на енергия, действащи като хибридно приемащи и хибридно даряващи коензими в различни биологични реакции. След това NAD+ и NADH се преобразуват взаимно чрез хибриден пренос и не се консумират (1).
NAD+ може да се генерира de novo, като се започне от триптофан, който се превръща в N-формилкинуренин от индоламин диоксигеназа или триптофан диоксигеназа. Други ензими участват в превръщането на N-формилкинуренин в мононуклеотид на никотиновата киселина (NaMN), който се аденилира от аденил-трансферази за генериране на аденин динуклеотид на никотиновата киселина (NaAD), накрая превърнат в NAD+ от NAD+ синтетаза (1).
NAD+ може също да бъде получен
Чрез различни спасителни пътища, започвайки от никотинова киселина (Na), която се превръща в NaMN от Na фосфорибозилтрансфераза (Naprt) или започвайки от никотинамид (Nam) и никотинамид рибозид (NR). Последните се превръщат в никотинамид мононуклеотид (NMN) от Nam фосфорибозилтрансфераза (Nampt или PBEF) и никотинамид рибозид кинази (NamRK), съответно. NMN накрая се превръща в NAD+ от аденил-трансферази (1).
За разлика от метаболитните реакции, NAD+ се изразходва по време на превръщането му в Nam от различни ензими, участващи в процеса, свързан с генната експресия, Ca2+ мобилизация, клетъчна смърт и стареене (1). Тези ензими се определят като NAD+-зависима ADP-рибозил трансфераза и включват i) ADP-рибоза трансферази или поли(ADP-рибоза) полимерази, (ii) cADP-рибоза синтази и (iii) сиртуини (NAD+-зависими протеинови деацетилази) (1).
Инхибиране на противотуморния имунитет
Ролята на cADP-рибоза синтази/NAD+гликохидролаза
CD38 и неговият хомолог CD157 принадлежат към семейството на cADP-рибоза синтази/NAD+ гликохидролази. CD38 също е част от алтернативен ектоензимен път, който включва CD203a/ENPP1 и CD73, за производството на аденозин (ADO) и инозин (INO) (2,3).
Експресията на CD38 и нейната роля в инхибирането на антитуморния имунен отговор е описана при солидни (4) и хематологични (5–8) тумори. Експресията на CD38 се увеличава по време на възпаление и трансформация на тумор и е успоредна с повишената регулация на CD73 (9,10). При хронична лимфоцитна левкемия (CLL), повишената експресия на CD38 е свързана с неблагоприятна прогноза (11), заедно с инхибиране на Т клетки (12).
Взети заедно
Тези наблюдения предполагат, че повишената експресия на CD38 е пряко свързана с потискането на антитуморния имунен отговор и/или инхибирането на миграцията (13,14). CD38hi CLL клетките имат висока ензимна активност на NAD+ гликохидролаза, която води до производство на ADO (11) (чрез съгласуваната активност на CD203a/ENPP1 и CD73) и, което е по-важно, до екстрацелуларна консумация на NAD+.
Ролята на CD38 в медиираното от тумора инхибиране на Т клетъчните функции е широко изследвана в модела на мултиплен миелом (MM), където злокачествените плазмени клетки (PC) растат в ниша на хипоксичен костен мозък (BM) (6,14).
Нишата съдържа пурином
Представен от различни молекули, взаимодействащи с извънклетъчни нуклеотиди, включително канали, транспортери, катаболизиращи ензими, междинни продукти и рецептори. В резултат на дейността на тази сложна мрежа, ADO се произвежда по канонични и алтернативни ензимни пътища, започвайки съответно от ATP или NAD+ (3,14).
В каноничния път CD39 преобразува извънклетъчния ATP в AMP, докато в алтернативния път CD38 преобразува β-NAD+ в ADPR, а Nam и CD203a/ENPP1 преобразуват ADPR в AMP. И накрая, двата пътя се сближават с CD73, който дефосфорилира AMP до ADO (2). Експресията на ектоензими, принадлежащи към алтернативния път, е прекъсната в нишата на ММ, тъй като PC експресира CD38, докато CD203a и CD73 се откриват при много ниска експресия (15).
Въпреки това
Последните молекули са силно експресирани от остеобласти, остеокласти и BM стромални клетки, като по този начин потвърждават съществуването на пълния път в BM ниша (6,14). ADO упражнява имуносупресивни функции чрез 1) инхибиране на лизиране на туморни клетки от Т и NK клетки, 2)
Индуциране на М2 макрофаги и толерогенни дендритни клетки (DC) и 3) индуциране на Treg експанзия (6). В този контекст консумацията на NAD+ в BM нишата може да обясни допълнителната имуносупресивна характеристика на CD38, тъй като алтернативният път е по-активен от каноничния аналог в хипоксични условия и при ниско pH (14).
Съответно
Терапевтичните анти-CD38 mAbs Daratumumab и Isatuximab са в състояние да модулират ензимната активност на NAD+ гликохидролазата на CD38, като вероятно засягат производството на ADO, от една страна, и потреблението на NAD+, от друга (6,16). Степента на модулация е значително различна, изатуксимабът отбелязва най-високото ниво (15,17).
На друго място описахме експресията и функцията на пътищата за генериране на ADO в първичните меланомни клетки (18). В тези туморни клетки беше постоянно открита експресията в CD38 и CD73, докато експресията в CD39 и CD20 е била висока в някои първични меланомни клетки и ниска до липсваща в другите. Съответно производството на ADO е различно в зависимост от експресията на всеки ектоензим (18).
Клетките на меланома инхибират
Т-клетъчната пролиферация и това инхибиране се възстановява само частично с помощта на инхибитори на ADO рецептори: това предполага, че могат да бъдат включени други механизми. В тази връзка, Т клетъчната пролиферация беше възстановена чрез използване на куроманин, специфичен CD38 инхибитор, предоставящ индиректно доказателство за централната роля на CD38 в медиираната от меланома имуносупресия (18).
Ние предполагаме, че консумацията на NAD+ може да представлява допълнителен имуносупресивен механизъм в in vitro експерименти и може също да представлява стратегия, въведена от меланомни клетки in vivo в туморната микросреда за инхибиране на антитуморния имунен отговор. В този контекст, инокулирането на Nam в миши модел на меланом значително повишава антитуморния имунен отговор чрез индуциране на секреция на IFN-γ (19).
В допълнение
В предклиничните модели на меланома, мишките, получаващи Nam, показват по-висока инфилтрация на Т клетки в тумора, отколкото тези, получаващи плацебо (20). Взети заедно, тези проучвания подкрепят ролята на NAD+ като основен кофактор за антитуморен Т клетъчен отговор при меланома.
Скорошни проучвания показват, че някои пуринергични ектоензими метаболизират циклични динуклеотиди, като 2, 3’цикличен GMP-AMP (cGAMP) (21). CD203a/ENPP1 метаболизира cGAMP, генерирайки AMP и GMP (22). GAMP е активатор на стимулатора на интерферонови гени (STING), които стимулират вродения имунитет.
Накратко
Цикличната GMP-AMP синтаза (cGAS) усеща ДНК, освободена от тумори, и катализира превръщането на GTP и ATP в cGAMP, което впоследствие активира STING за активиране на транскрипцията на тип 1 IFN и други цитокини и чрез активиране на DC (21). Наскоро се появиха връзки между пътя на cGAS-STING с CD203a/ENPP1 и NAD+, при което хидролизата на cGAMP от CD203a/ENPP1 отслабва сигнализирането на cGAS-STING и разцепването на NAD+ (23,24).
Наистина
Бактериален STING, съдържащ NADase-TIR домейн, разпознава циклични динуклеотиди в конформация, подобна на cGAMP в комплекс с човешки STING, позволявайки β-NAD+ хидролиза (22) NAD+ разцепващата активност на бактериалните TIR домени е запазена в бозайниковия SARM1 (стерилен алфа и TIR мотив, съдържащ 1) NAD+-гликохидролаза (23,25). При мишки високият cGAMP корелира с висока антитуморна активност чрез директно задействане на STING-зависимия път.
Следователно, инхибиторите на CD203a/ENPP1 (26) биха могли да имат антитуморна активност чрез инхибиране на превръщането на извънклетъчния β-NAD+ в ADO и чрез инхибиране на разграждането на cGAMP. Следователно, секрецията на на факторите SASP (свързан със стареенето секреторен фенотип) повишават експресията на CD38 (27,28). Всички тези открития са схематизирани на фигура 1.
ФИГУРА 1
Ролята на cADP рибоза синтазата и cGAS/STING пътя в инхибирането на антитуморния имунен отговор.
Тази карикатура описва механизма(ите), лежащ(и) в основата на инхибирането на имунния отговор срещу туморни клетки от CD38. От една страна, CD38 си сътрудничи с други ектоензими (CD203a/ENPP1, CD73, CD39) в производството на имуносупресивната молекула ADO.
От друга страна, CD38 изчерпва NAD+ от извънклетъчната среда, особено при условия с ниско pH и хипоксия, като по този начин инхибира лизиране на туморни клетки. cGAS (отляво) метаболизира 2’,3’цикличния GMP-AMP (cGAMP) динуклеотид, който също действа като модулатор на имунната система. Хидролизата на cGAMP от CD203a/ENPP1 отслабва cGAS-STING сигнализирането и разцепването на NAD+.
Пряката роля на NAD+
Наскоро няколко доклада изследваха дали NAD+ може да играе пряка роля в модулирането на антитуморния имунен отговор. По-специално, извънклетъчните нива на NAD+ са от значение за функциите на Т клетките. Проучване сравнява метаболитната активност на хибридна Т-клетъчна популация с характеристики както на Th1, така и на Th17 клетки, наричани Th1/17 клетки, с Th1 и Th17 клетки (29).
Наистина, Th1/17 клетките показват уникален метаболитен фенотип, с висока глутаминолиза и средни нива на гликолиза. Проучването показа, че Th1/17 клетките експресират 34 пъти повече вътреклетъчни нива на NAD+ от Th17 клетките, поради глутаминолизата. В допълнение, изчерпването на NAD+, получено чрез фармакологично инхибиране на Nampt с помощта на FK866, регулира надолу IFN-y/IL-17+ клетки в Th1/17 клетки.
По-важното е, че такива клетки, адаптивно прехвърлени на мишки, носещи тумор, не успяха да контролират туморния растеж за разлика от нетретираните клетки, като по този начин демонстрираха, че NAD+ е от съществено значение за антитуморната активност на Th1/17 клетките (29). Sirt1, NAD+-зависима протеинова деацетилаза, е ключов фактор, нивото й е по-високо в Th1/17 клетки, отколкото в други подгрупи.
Освен това
Клетките, третирани със Sirt1 инхибитори и Sirt-1-KO Т клетки демонстрират по-малко IL-17+ клетки. Съответно, тирозиназа-реактивни хибридни Th1/17 клетки, диференцирани ех vivo в присъствието на Ex527 (Sirt1 инхибитор), показват по-ниска антитуморна активност от нетретираните клетки в модел на миши меланом.
Подобни резултати са получени при използване на Sirtfl/flCD4Cre миши далачни Т клетки, ретровирусно трансдуцирани с TRP-1 TCR и програмирани към хибридния Th1/17 фенотип. Тези открития потвърждават, че активността на Sirt1 деацетилаза е необходима за антитуморните функции на Th1/17 клетките (29).
Докато изследваха целта на активността на Sirt1, изследователите откриха намален статус на ацетилиране в Th1/17 клетките, който частично се възстановява, когато нивата на NAD+ се намалят с помощта на фармакологични инхибитори. По-специално, те анализираха Foxo1, транскрипционен фактор, участващ в отговорите на Т-клетките на паметта, който се регулира от фосфорилиране и ацетилиране.
Установено е
Че фосфорилирането на Foxo1, което корелира с неговата интернализация и разграждане, е най-високо в Th17 клетки и на средни нива в Th1/Th17 клетки. Обратно, ацетилирането на Foxo1, което отслабва неговата функция, е намалено както в Th1, така и в Th1/17 клетките. По този начин, транскрипционната активност на Foxo1 е най-висока в Th1/17 клетките поради баланса на фосфорилиране/ацетилиране, което води до по-високи нива на Foxo1 целевите гени Klf2 и Ccr7 в Th1/17 клетки, отколкото в Th17 и Th1 клетки.
Това предполага увеличен брой Th1/17 клетки, насочени към белите дробове, черния дроб, далака и лимфните възли след адоптивния трансфер. И накрая, фармакологичното инхибиране на NAD+ и Sirt1 води до директно инхибиране на Klf2 и Ccr7, като по този начин потвърждава, че оста NAD+-Sirt1 регулира диференциацията, миграцията, ефекторните функции и антитуморния отговор на Th1/17 клетки (29).
Ролята на NAD+ в метаболитното препрограмиране на Т клетките и в Т-клетъчно медиирания антитуморен имунен отговор е била допълнително демонстрирана с помощта на CD38KO клетки. Такива клетки нямат CD38 NAD-азна активност и следователно имат по-високи нива на NAD+ и Sirt1 активност.
Освен това
Те показват повишена експресия на пътя на глутаминолизата и на митохондриалния регулатор на биогенезата PGC1a, като по този начин потвърждават метаболитен фенотип, подобен на този на Th1/17 клетките. По-важното е, че те контролират туморния растеж в животински модели по-ефективно от клетките от див тип, с повишено производство на цитокини в туморната микросреда.
Тези наблюдения предполагат, че загубата на CD38 и последващото извънклетъчно увеличаване на NAD+ е ключът към прилагането на антитуморна активност на Т клетки in vivo. Това заключение беше подсилено от допълнителни проучвания, при които Т клетките бяха третирани с TGF-β (който имитира туморна имунна супресия) и след това с анти-CD38 антитяло (29). Такива клетки са с по-ниска експресия на CD38 и по-висока в производството на цитокини и активността на Sirt1, отколкото нетретираните клетки.
Съответно, мишките, носещи тумор, подложени на адаптивен трансфер на Т клетки след лечение с анти-CD38, имат по-дълго време на преживяване и по-добър контрол върху растежа на тумора, отколкото мишки, третирани само с анти-CD38 или Т клетки (29).
Ролята на Sirt2
В диференциацията на Т клетките на ефекторната памет (TEM) е била анализирана при пациенти с рак на гърдата (30). Пациентите експресират по-ниски нива на Sirt2 в Т-лимфоцити от контролите, а пациентите с високи нива на Sirt2 показват по-висок процент на ТЕМ, отколкото пациентите с ниска експресия на Sirt2. Процентът на ТЕМ е най-висок при пациенти с най-лоша прогноза, тъй като такива клетки се диференцират от наивните Т клетки и се мобилизират, за да упражнят антитуморен отговор.
Ролята на Sirt2 е била недвусмислено демонстрирана при Sirt2-/- мишки, където наивните Т клетки бяха по-изобилни от ТЕМ. Sirt2 действа чрез GSK-3β деацетилиране (30). Това проучване потвърди, че Sirt2, NAD+ зависима деацетилаза, е основна в диференциацията на наивни Т клетки към ТЕМ. По този начин са необходими високи нива на NAD+ в туморната микросреда за активиране на Sirt2 и от своя страна за диференциация на Т клетки и за постигане на мощен антитуморен имунен отговор. Обратно, изчерпването на NAD+, както се наблюдава при различни човешки тумори, може да доведе до имунна супресия.
Ново проучване анализира ролята на NAD+ в активирането на антитуморния Т клетъчен отговор (31). Генетичният и метаболитен анализ на клетъчната линия Jurkat T-ALL позволява идентифицирането на гените, участващи в активирането на Т клетките. Nampt е доказано като ключов фактор за активиране на Т клетките и в двата анализа и три съединения, за които е известно, че са насочени към Nampt (FK866, STF-118804 и GMX1178) като най-разрушителните за активирането на Т клетки (31).
Съответно
FK866 е в състояние да инхибира Т клетъчното активиране, както се вижда от понижаването на CD69, CD25 и маркерите за активиране на ICOS, инхибирането на калциевия поток и фосфорилирането на сигнални протеини. Интересното е, че вътреклетъчните нива на NAD+ са били възстановени чрез добавяне на NAD+ към културалната среда, като по този начин се предполага, че Т клетките са в състояние да поемат NAD+ от околната среда.
Това е успяло да възстанови Т-клетъчното активиране, потвърждавайки, че високите нива на NAD+ са от съществено значение за Т-клетъчното активиране (31). Получени са привлекателни резултати чрез сравняване на нивата на NAD+ на лимфоцити, инфилтриращи тумор (TIL) и лимфоцити от периферна кръв (PBL), в проби от пациенти с рак на яйчниците и от предклинични модели на меланом.
Нивата на NAD+ са значително по-ниски в TIL, отколкото в PBL, което предполага, че туморната микросреда индуцира изчерпване на NAD+ в инфилтриращите лимфоцити. Съответно, авторите наблюдават повишен KEGG път на метаболизма на никотинат и никотинамид в TIL в сравнение с PBL (31).
Пътят на спасителния синтез на NAD+
Представлява основният източник на NAD+ в Т-клетките, тъй като нокдаунът на Nampt индуцира намаляване с около 50% на вътреклетъчните нива на NAD+ (31). Пътищата, регулирани от NAD+ в Т клетките, също са били анализирани, разкривайки, че инхибирането на синтеза на NAD+ от FK866 променя нивата на метаболитите, принадлежащи към пътищата на цикъла на глутаминолизата, гликолизата и лимонената киселина, като по този начин засяга митохондриалното окислително фосфорилиране, както в Jurkat клетки, така и в PBL.
Също така тук беше потвърдено значително намаляване на лактат, лимонена киселина, янтарна киселина и оксоглутарова киселина, заедно с увеличение на глюкоза и глутамин. Като краен резултат, лишаването от NAD+ намалява броя на митохондриите и техния респираторен капацитет, което води до по-ниски нива на АТФ в Т клетките (31). По-специално, това проучване анализира ролята на NAD+ във функциите на CAR-T клетките срещу солидни тумори.
Беше потвърдено, че изчерпването на NAD+ от FK866 намалява ex vivo цитотоксичния потенциал на CD19-41BB CAR Т клетките, чрез понижаване на секрецията на Granzyme B, IL-2 и IFN-y. Обратно, повишените вътреклетъчни нива на NAD+ (постигнати чрез свръхекспресия на Nampt) засилват убиването на туморни клетки от CAR Т клетки (31).
В съответствие са резултатите
Получени in vivo при използване на мишки, инокулирани подкожно с K562-CD19 туморни клетки и след това третирани с CD19-41BB CAR Т клетки. Кохорта от мишки претърпява интраперитонеално инжектиране на Nam, което повишава вътреклетъчните нива на NAD+ в CAR Т клетките, приблизително толкова, колкото самия NAD+. Тази кохорта показва увеличен брой мишки без тумор, удължени нива на преживяемост и по-висок процент на лимфоцити, инфилтриращи тумора, в сравнение с мишки, третирани само с CAR Т клетки.
Разумно заключение е, че добавките с прекурсори на NAD+ могат да увеличат унищожаването на тумора и терапевтичните функции на CAR T клетките (31). Освен това добавките с Nam могат да повишат успеха на терапевтичните стратегии, базирани на блокадата на имунните контролни точки (ICB).
Мишки, инокулирани с B16F10 и MC38 туморни клетъчни линии, след това са третирани с анти-PD1 и анти-CTLA4, съответно, в присъствието (или отсъствието) на Nam добавка. И в двата случая терапевтичният ефект на ICB се увеличава при мишки, инокулирани с Nam, показвайки ограничен туморен растеж и по-дълго преживяване. Инфилтрацията на Т-лимфоцити в тумора също се увеличава, което показва, че Nam е в състояние да активира антитуморния Т-клетъчен отговор (31).
Подобни резултати
са получени при миши модел на меланом (19), където Nam, приложен самостоятелно като терапевтичен агент, намалява туморния растеж и удължава преживяемостта на мишките. По-високи нива на IFN-y-продуциращи клетки са открити в периферната кръв на мишки, третирани с Nam, отколкото при нелекувани мишки.
В допълнение, различни цитокини/хемокини са модулирани в мишки, третирани с Nam (но не и при нелекувани мишки), включително повишаване на IL-5 и Eotaxin и намаляване на IL-10, IL-12, IL-3 и RANTES. По този начин лечението с Nam е в състояние да повиши секрецията на IFN-γ, което е от основно значение за антитуморния имунен отговор, и да модулира баланса на цитокин/хемокин в периферията (19).
Тези проучвания потвърждават ролята на NAD+ в активирането на антитуморния Т-клетъчен отговор и изясняват един от механизмите, лежащи в основата на инактивирането на Т-клетките след изчерпване на NAD+, съсредоточен върху метаболитното препрограмиране. По-важното е, че NAD+ и неговите прекурсори са предложени като адювантна терапевтична стратегия за подобряване на клиничния резултат от адоптивната Т клетъчна терапия при пациенти със солидни тумори.
Ефектите от лишаване от NAD+
са анализирани върху различни Т-клетъчни подгрупи и върху различни типове Т-клетъчен отговор (32). Серумните нива на Nampt са по-високи при трансплантирани пациенти с остра тежка GvHD, отколкото при тези без признаци на GvHD. Освен това, Nampt се експресира предимно от Т лимфоцити в участъци на дебелото черво на пациенти и същите резултати се наблюдават при мишки, получаващи алогенна BM трансплантация.
Освен това
Мишки, получаващи алогенна BMT и третирани с FK866, са клинично защитени срещу GvHD, както се вижда от намалена загуба на тегло, намалени клинични GvHD резултати, нормална дължина на дебелото черво и намалени резултати за хистологична тежест в дебелото черво и черния дроб (32). Съответно, мишки, третирани с FK866, показват по-малко донорни Т клетки и повече Tregs в далака и черния дроб, отколкото нетретираните мишки.
Заслужава да се отбележи, че Т-клетките на паметта и други имунни клетъчни популации, включително моноцити, макрофаги, DC и NK клетки, не са повлияни от лечението с FK866. Такова лечение индуцира апоптоза в получени от донори Т клетки в далака и черния дроб. В допълнение, не са наблюдавани ефекти при мишки, получаващи сингенен BMT, което предполага, че инхибирането на Nampt засяга само алореактивните Т клетки (32).
При TCR стимулация
Nampt mRNA се регулира нагоре в ефекторни клетки, но не и в Tregs: тези ефекти са успоредни с повишени вътреклетъчни нива на NAD+. В съответствие с това наблюдение, лечението с FK866 намалява жизнеспособността и намалява производството на IFN-y и TNF-α само в ефекторни Т клетки, медиирано от изчерпване на NAD+. За разлика от това, FK866 значително повишава експресията на FoxP3 в Tregs, чрез инхибиране на Sirt1-медиирано ацетилиране, като по този начин увеличава техните регулаторни функции (32).
И накрая
Авторите създават експериментален модел на присадка срещу левкемия (GvL), където мишките са подложени на сингенен или алогенен BMT и след това са инокулирани с клетъчни линии от левкемия или лимфом. Мишки, получаващи сингенен BMT, бързо развиват метастатични тумори и разпространението на тумора е отменено с лечение с FK866, което предполага директен антитуморен ефект на тази молекула. Обратно, мишките, получаващи алогенна BMT, показват ограничено туморно натоварване (поради GvL) и тежка GvHD. При тези мишки лечението с FK866 намалява GvHD и потиска растежа на тумора.
Проучването демонстрира, че FK866 отменя пролиферацията на туморни клетки чрез изчерпване на вътреклетъчния NAD+ (32). Следователно NAD+ е необходим за Т клетъчната пролиферация и Т клетъчните отговори. Насочването към път на спасяване на NAD+ може да бъде полезно за лечението на GvHD при трансплантирани пациенти, тъй като активността на Nampt и нивата на NAD+ са най-високи в алогенните Т клетки, без да се засяга GvL и антитуморната активност. Фигура 2 описва ролята на NAD+ в антитуморните Т клетъчни отговори.
Фигура 2
ФИГУРА 2 Пряката роля на NAD+ във функцията на Т клетките.
В Т клетките вътреклетъчните нива на NAD+ се повишават от NAMPT (никотинамид фосфорибозилтрансфераза), който превръща NAM в NAD+. Високите вътреклетъчни нива на NAD+ корелират с висока активност на Sirt1 деацетиазна активност, която от своя страна активира Foxo1 и увеличава експресията на низходящите гени Klf2 и Ccr7. Тези ефекти корелират с повишаването на функциите на Т клетките, включително лизиране на туморни клетки.
NAD+ може да бъде погълнат от извънклетъчното пространство, където може да бъде изчерпан от ензимната активност на CD38. По този начин mAbs, насочени към CD38, могат да блокират изчерпването на NAD+ и да повишат функциите на Т клетките. Добавянето на NAM може също така да повиши нивата на NAD+, като по този начин увеличи лизата на туморни клетки. От друга страна, инхибиторите на NAMPT блокират превръщането на NAM в NAD+, като по този начин инхибират функциите на Т клетките.
Дискусия
Този мини преглед докладва за скорошни доказателства, подчертаващи ролята на NAD+ като ключов фактор в антитуморния Т-клетъчен отговор. Към днешна дата няколко проучвания показват, че прилагането на NAD+ може да повиши антитуморната активност на канонични и конструирани Т клетки в предклинични модели на човешки тумори. Изчерпването на NAD+, причинено от имуносупресивни механизми, които включват ензими, консумиращи NAD+, може да намали функциите на Т клетките.
Въз основа на тези открития изглежда, че имуносупресивната активност на CD38 в човешки солидни и хематологични тумори, която зависи от производството на инхибиторната молекула ADO, може също да използва консумацията на NAD+. Тази характеристика е по-уместна в специфичната микросреда на BM нишата в MM, която се характеризира с хипоксия и ниско pH, като по този начин прави алтернативния път (който консумира NAD +) по-ефективен от каноничния.
В заключение
Балансът на NAD+ трябва да се вземе предвид при лечението на пациенти с рак, а ензимите, участващи в синтеза и катаболизма на NAD+, могат да представляват нови цели за адювантни терапии, допринасящи за успеха на адаптивните Т клетъчни терапии. Наистина, скорошни проучвания са насочени към ефикасността на CD38 инхибиторите (т.е. куроманин) в предклинични модели на CLL (33,34) в комбинация със стандартни терапии.
В допълнение, Nam е прилаган в комбинация с лъчетерапия или химиотерапия на пациенти с различни солидни тумори, постигайки обещаващи ефекти (35). По този начин фармакологичните интервенции, насочени към възстановяване на нивата на NAD+, могат да повишат ефикасността на стандартните терапии за пациенти със солидни и хематологични тумори. В тази линия наскоро бяха предложени други прекурсори на NAD+, като NR и NMN, за възстановяване на изчерпването на NAD+ при мултиорганна фиброза (36) и стареене (37) съответно. И накрая, в момента се провеждат пет клинични проучвания, използващи Nam като адювантна терапия за пациенти с рак.
Авторски принос
FMo написа ръкописа, AH и FMa преработиха критично оригиналния проект. Всички автори допринесоха за статията и одобриха изпратената версия.
Финансиране
Тази работа беше подкрепена от Ministero della Salute, Progetti di Ricerca Corrente и „CD38 Project“, Fondazione Ricerca Molinette, Торино, Италия.
Конфликт на интереси
Авторите декларират, че изследването е проведено при липса на търговски или финансови взаимоотношения, които биха могли да се тълкуват като потенциален конфликт на интереси.
Рецензентът SD декларира споделена принадлежност с авторите AH и FMa пред обработващия редактор.
Благодарности
Фигурите са създадени с BioRender.com. Благодарим на разработчиците за споделянето на отлични инструменти. Благодарим и на Лаура Маклийн, преподавател в Университета на Торино, за отличната английска редакция на ръкописа.
Източник за: „Ключовата роля на NAD+ в антитуморния имунен отговор“ тук.