Información

¿Cómo llegan las células Tc CD 8+ al sitio de los tumores?


En la inmunidad humoral normal, las células dendríticas presentan antígenos a las células Th al llegar al ganglio linfático. Esto esta bien. Pero considere una célula tumoral. ¿Cómo sabe la célula Tc que se encuentra en el ganglio linfático que existe un problema? Considere que hay una sola célula que ha sufrido mutaciones y expresa proteínas alteradas. Esto no causaría mucha inflamación para atraer las células Tc allí.

Entonces, ¿existe una vigilancia continua por parte de las células Tc? ¿Dónde residen exactamente las células Tc? ¿Vagan por ahí como las células Th? ¿Qué hay de las células NK? ¿Ellos también deambulan por los tejidos?

En los casos de patógenos virales e intracelulares, puede haber algo de inflamación que atraiga las células Tc allí. Quizás. Esto no puede ser en tumores. Entonces, ¿cómo llegan allí las células Tc?


No recuerdo suficientes detalles para compartir una visión mecanicista.

Sin embargo, la quimiotaxis es una respuesta probable, lo que básicamente significa moverse a lo largo del gradiente de concentración de cierto ligando de interés.

También es relevante para su pregunta: una hipótesis llamada 'vigilancia inmunológica' que está ganando apoyo en los últimos años.

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Infiltración de células T y células NK en tumores sólidos: un factor limitante clave para la inmunoterapia eficaz contra el cáncer

Resumen: La inmunoterapia contra el cáncer es muy prometedora, pero está limitada por diversos mecanismos utilizados por los tumores para prevenir respuestas inmunitarias antitumorales sostenidas. Los tumores interrumpen la presentación de antígenos, la activación de las células T / NK y la localización de las células T / NK a través de mediadores solubles y de la superficie celular, la vasculatura y las células inmunosupresoras, como las células supresoras derivadas de mieloides y las células T reguladoras. Sin embargo, se han identificado muchos mecanismos moleculares que impiden la eficacia de la inmunidad antitumoral y pueden alterarse con la inmunoterapia combinada. Aquí, examinamos los mecanismos inmunosupresores explotados por los tumores y proporcionamos información sobre las terapias en desarrollo para superarlos, centrándonos en el tráfico de linfocitos. Cancer Discov 4 (5) 522–6. © 2014 AACR.


Abstracto

El microambiente del tumor juega un papel fundamental en el control de la progresión del tumor y la vigilancia inmunológica. Producimos una inmunotoxina (2E4-PE38) que mata las células de ratón que expresan CD25 uniendo la porción Fv del anticuerpo monoclonal 2E4 (anti-CD25 de ratón) a una porción de 38 kDa de Pseudomonas exotoxina A. Empleamos tres modelos de tumores de cáncer de ratón (mesotelioma AB1, cáncer de mama 66c14 y cáncer de colon CT26M). Los tumores se implantaron en dos sitios en ratones BALB / c. En los días 5 y 9, un tumor se inyectó directamente con 2E4-PE38 y el otro no se trató. 2E4-PE38 produjo regresiones completas del 85% de los tumores AB1 inyectados, el 100% de los tumores 66c14 y el 100% de los tumores CT26M. También produjo regresiones completas del 77% de los tumores AB1 no inyectados, el 47% de los tumores 66c14 y el 92% de los tumores CT26M. Los ratones con regresiones completas de los tumores 66c14 fueron inmunes a la reexposición con células 66c14. Los ratones con regresiones completas de tumores AB1 o CT26M desarrollaron inmunidad entre tumores que rechazaban ambos tipos de tumores. La inyección de anticuerpo anti-CD25 o una inmunotoxina inactiva mutante fue generalmente ineficaz. Los tumores se analizaron 3 días después de la inyección de 2E4-PE38. El número de células T reguladoras (Tregs) se redujo significativamente en el tumor inyectado pero no en el bazo. Los tumores inyectados contenían un aumento en las células T CD8 que expresaban IFN-γ, los marcadores de activación CD69 y CD25, y macrófagos y células dendríticas convencionales. El tratamiento con anticuerpos contra CD8 abolió el efecto antitumoral. El agotamiento selectivo de Tregs en tumores facilita el desarrollo de un efecto antitumoral dependiente de células T CD8 en tres modelos de ratón.

El concepto de células T supresoras se propuso en la década de 1970 (1). Sin embargo, la existencia de células T supresoras como un linaje distinto de células T fue controvertida (2). A mediados de la década de 1990, se propuso el concepto de células T reguladoras (Tregs) y, desde entonces, las Tregs se han estudiado ampliamente en ratones y en humanos (3). Ahora está bien establecido que los Tregs son un linaje de linfocitos distinto dotado de propiedades reguladoras que afectan a una variedad de células inmunes (4). Las Treg juegan un papel importante en el escape inmunológico al suprimir la inmunidad antitumoral, proporcionando así un entorno de tolerancia inmunitaria. Las células T que reconocen las células cancerosas suelen estar presentes en grandes cantidades en los tumores, pero las células inmunosupresoras cercanas inhiben su función citotóxica. Las Treg son abundantes en muchos cánceres diferentes (5), están muy enriquecidas en el microambiente tumoral y son bien conocidas por su papel en la progresión tumoral.

Se ha demostrado que las Treg contribuyen al establecimiento temprano y la progresión de los tumores en modelos murinos y que su ausencia provoca un retraso en la progresión tumoral (6 ⇓ ⇓ –9). La alta infiltración tumoral por Tregs y una baja proporción de células T efectoras (Teffs) a Tregs se asocian con un mal pronóstico en los tumores sólidos (10). Por el contrario, una alta proporción de células Teff / Treg se asocia con respuestas a la inmunoterapia (11). Hasta la fecha, la mayoría de los estudios apoyan la idea de que dirigirse a Tregs, ya sea por depleción o modulación funcional, ofrece un beneficio terapéutico significativo, particularmente en combinación con otras intervenciones inmunomoduladoras como vacunas y bloqueo de puntos de control (12 ⇓ ⇓ –15). La definición de objetivos apropiados para la interferencia selectiva con Tregs es un paso crítico en el desarrollo de terapias efectivas. En este sentido, CD25, también conocido como cadena alfa del receptor de alta afinidad de interleucina-2 (IL-2Rα), fue el primer marcador de superficie utilizado para identificar Tregs (3) antes del descubrimiento de su regulador maestro, el factor de transcripción fork-head. recuadro p3 (Foxp3). CD25 es también el objetivo más estudiado para inhibir o eliminar Tregs y está ausente en Teff sin tratamiento previo. Sin embargo, se ha observado una regulación positiva transitoria de CD25 tras la activación de Teffs (16).

Varios estudios preclínicos en ratones han utilizado un anticuerpo anti-CD25, que agota parcialmente las Treg en la sangre y los órganos linfoides periféricos (9, 17). Cuando se administró el anticuerpo antes de la exposición al tumor, hubo inhibición del crecimiento del tumor y mejoría de la supervivencia (7 ⇓ –9, 14, 18, 19). Sin embargo, la administración de anticuerpos anti-CD25 contra tumores establecidos no ha logrado retrasar el crecimiento tumoral (7 ⇓ –9, 19). Esto se ha atribuido a varios factores, incluida la infiltración deficiente de las células T del tumor (14) y el posible agotamiento de las células T efectoras activadas CD8 + y CD4 + que regulan positivamente la CD25 (9). Estudios clínicos que exploran el uso de vacunas en combinación con daclizumab, un anticuerpo anti-CD25 humano IgG1 humanizado, o denileucina diftitox, una proteína de fusión recombinante que combina IL-2 humana y un fragmento de toxina diftérica, o LMB-2, una proteína de fusión recombinante combinando anti-CD25 Fv humano y un fragmento de Pseudomonas la exotoxina A (PE) tuvo un impacto variable sobre el número de Treg circulantes y la inmunidad inducida por la vacuna (20 ⇓ ⇓ ⇓ –24). La evaluación de los niveles de transcripción de Foxp3 en los tumores no proporciona una evidencia clara de que las Treg en el microambiente tumoral se redujeran eficazmente, y la actividad antitumoral ha sido decepcionante en todos los estudios, sin beneficio de supervivencia (20 ⇓ ⇓ ⇓ –24).

Se reconoce ampliamente que las terapias basadas en anticuerpos inmunomoduladores pueden afectar el nivel de Tregs y que el isotipo del anticuerpo es importante (25 ⇓ ⇓ ⇓ –29). Ahora hemos reevaluado CD25 como un objetivo para el agotamiento de Treg in vivo, pero en lugar de usar un anticuerpo monoclonal (mAb), hemos usado una inmunotoxina recombinante (RIT) inyectada localmente con potente actividad citotóxica para matar Tregs. El bloqueo sistémico de Tregs ha producido efectos secundarios autoinmunes que limitan la dosis y que ponen en peligro la vida en pacientes porque la expresión de CD25 no se limita a Tregs. Teffs también expresa CD25 (30). Para mantener la auto-tolerancia y el control adecuado de las respuestas inmunitarias adaptativas, debe haber un equilibrio entre Tregs y Teffs. En consecuencia, el agotamiento sistémico de Tregs puede no ser una buena opción para el tratamiento del cáncer, y hemos utilizado la terapia local para evitar efectos secundarios sistémicos.

Hemos publicado anteriormente que la inyección de una inmunotoxina que se dirige directamente a la mesotelina en los tumores induce inmunidad antitumoral cuando se combina con anti-CTLA-4 (31). También hemos informado que la inyección sistémica de una inmunotoxina dirigida a CD25 por vía intravenosa provoca un agotamiento transitorio de Tregs en la circulación, pero no se observó actividad antitumoral (23). En el estudio actual, hemos aprovechado nuestra observación de que la inyección intratumoral de una inmunotoxina puede ayudar a iniciar la inmunidad sistémica y que la inmunotoxina inyectada (2E4-PE38) mata selectivamente las células T en el tumor, pero no agota las células T fuera del tumor. . Utilizando solo la inmunotoxina anti-CD25, hemos tratado tres tipos diferentes de cánceres de ratón: cáncer de mama 66c14, mesotelioma AB1 y cáncer de colon CT26M. Hemos encontrado que la inmunotoxina provocó regresiones completas de los tumores inyectados, así como la mayoría de los tumores no inyectados distales e indujo inmunidad antitumoral sistémica.


Aminoácidos (PET y tomografía computarizada por emisión de fotón único)

Además de la FDG, los aminoácidos radiomarcados son los trazadores de PET más utilizados para los tumores cerebrales. Una ventaja de usar aminoácidos radiomarcados sobre FDG es la absorción relativamente baja de aminoácidos por el tejido cerebral normal. Por tanto, los gliomas cerebrales se pueden distinguir del tejido normal circundante con un mayor contraste en comparación con la FDG. Muchos aminoácidos naturales y sus análogos sintéticos se han marcado y explorado como agentes de formación de imágenes de tumores. 39 La mayoría de los estudios PET de gliomas cerebrales se han realizado con el aminoácido [11 C] metil-l-metionina (11 C-MET), 40 aunque la vida media corta de 11 C (20 minutos) limita el uso de este marcador a los pocos centros de PET que están equipados con una instalación de ciclotrón interna. El uso cada vez mayor de aminoácidos marcados con 18 F (vida media: 109 minutos), como O- (2-18 F-fluoroetil) - l-tirosina (18 F-FET) probablemente reemplazará a 11 C-MET en el futuro. 41 Además, la tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) se ha aplicado utilizando aminoácidos radioyodados como l -3 [123 I] yodo-& # x003b1-metiltirosina (IMT) o p- [123 I] yodo- l -fenilalanina. 42,43 Los resultados obtenidos con SPECT utilizando trazadores de aminoácidos son, en general, similares a los de PET, pero la peor resolución espacial de SPECT representa una gran desventaja en la práctica clínica.

Como está fuera del alcance de esta revisión considerar todos los aminoácidos radiomarcados aplicados en los tumores cerebrales, este capítulo se centra en las experiencias clínicas con 11 C-MET, 18 F-FET y 123 I-IMT, que en la actualidad son los los mejores trazadores de aminoácidos validados para PET y SPECT.

El aumento de la captación de 11 C-MET, 18 F-FET y 123 I-IMT por el tejido de glioma cerebral parece deberse casi en su totalidad a un mayor transporte a través de transportadores de aminoácidos específicos, a saber, el sistema de transporte de aminoácidos L para aminoácidos neutros grandes. 44,45 11 C-MET también muestra cierta incorporación en proteínas y participación en otras vías metabólicas 40 sin embargo, los estudios comparativos entre 11 C-MET, 18 F-FET y 123 I-IMT han demostrado que las imágenes de gliomas cerebrales son similares con estos aminoácidos. 46-48 Por tanto, la participación de 11 C-MET en otras vías metabólicas distintas del transporte parece tener una importancia menor, y los resultados clínicos obtenidos con los diferentes trazadores pueden considerarse juntos. Debido a que los aminoácidos neutros grandes también ingresan al tejido cerebral normal, una interrupción de la BHE, es decir, la intensificación del medio de contraste en las tomografías computarizadas o resonancias magnéticas, no es un requisito previo para la acumulación intratumoral de estos aminoácidos. En consecuencia, se ha informado de la absorción de los trazadores en muchos LGG sin fugas de BBB. 49-51 La sensibilidad y especificidad de la PET usando 11 C-MET y 18 F-FET y SPECT usando 123 I-IMT para diferenciar entre gliomas y lesiones no neoplásicas está en el rango de 70% -90%, 50,52, 53 y hay que tener en cuenta la posibilidad de realce inespecífico en células inflamatorias o tejido glial reactivo. Ha habido informes de captación perifocal de 11 C-MET y 18 F-FET alrededor de hematomas y áreas de isquemia, así como de casos raros de captación en o alrededor de lesiones que realzan el anillo como abscesos cerebrales y desmielinización inflamatoria aguda. 40,54 Por lo tanto, el valor predictivo es limitado y una evaluación histológica por biopsia sigue siendo el estándar de oro en la mayoría de las lesiones desconocidas que ocupan espacio en el cerebro.

Obtención de imágenes de la biopsia de la extensión del tumor y planificación del tratamiento

Uno de los aspectos más importantes en el diagnóstico inicial de los gliomas es la identificación de la extensión tumoral y las áreas metabólicamente más activas del tumor. Las muestras de tejido representativas son importantes para el diagnóstico, el pronóstico y la planificación del tratamiento histológicos de tumores. La capacidad de la resonancia magnética para mostrar las porciones que proliferan más rápidamente de los gliomas generalmente no homogéneos es limitada, particularmente cuando el tumor no capta el medio de contraste en la tomografía computarizada o la resonancia magnética. Múltiples estudios en los que se compararon los hallazgos radiológicos con los hallazgos histológicos en muestras de tejido obtenidas por biopsia o cirugía abierta han proporcionado evidencia de que los aminoácidos radiomarcados detectan la masa sólida de gliomas y áreas tumorales metabólicamente activas de manera más confiable que la CT o la MRI. 55-59 Esto ayuda a prevenir el problema de las biopsias no diagnósticas de tejido alterado inespecíficamente y a planificar la resección quirúrgica (fig. 3). Un estudio reciente demostró que la integración de 11 C-MET-PET en la resección guiada por imágenes de HGG proporcionó un contorno objetivo final diferente del obtenido con MRI solo en aproximadamente el 80% de los procedimientos. 60 La resección completa del área del tumor con una mayor captación de aminoácidos resultó en una supervivencia significativamente más larga de los pacientes, mientras que la mejora de la resonancia magnética en la exploración posoperatoria no tuvo un impacto en la supervivencia. De manera similar, la cantidad de captación de trazador residual en 123 I-IMT-SPECT y 18 F-FET-PET tuvo una fuerte influencia pronóstica. 61,62 Estos datos indican que la resección de gliomas malignos guiada por PET de aminoácidos puede aumentar la cantidad de tejido anaplásico extirpado y, por lo tanto, la supervivencia del paciente. La obtención de imágenes mejoradas del tejido de glioma mediante PET con aminoácidos también ha atraído interés para la planificación del tratamiento de RT. 63,64 Varios centros han comenzado a integrar las imágenes de aminoácidos en la planificación de radioterapia basada en TC y RM, especialmente cuando se va a administrar radioterapia de alta precisión, en el marco de estudios de aumento de dosis o para la reirradiación de tumores recidivantes. . 65-69 Sin embargo, aún no se ha demostrado un mejor resultado de los pacientes con planificación de radioterapia mediante imágenes de aminoácidos en comparación con la planificación de terapia convencional.

Oligoastrocitoma, grado II de la OMS: la resonancia magnética ponderada en T1 después de la aplicación de Gd-DTPA (A) no muestra realce de contraste. La resonancia magnética ponderada en T2 (B) muestra anomalías generalizadas. (C) O- (2-18 F-fluoroetil) - l-tirosina (18 FFET-PET) identifica áreas metabólicamente activas dentro del tumor e indica un sitio óptimo para la biopsia.

Clasificación de gliomas y pronóstico

La mayoría de los estudios que utilizan imágenes de aminoácidos han demostrado que los gliomas de diferentes grados de la OMS se superponen en su grado de captación de aminoácidos, por lo tanto, el grado del tumor no se puede predecir de manera confiable con esta técnica. 40,51,58,70 Sin embargo, una clasificación más confiable parece ser posible con 18 F-FET-PET, ya que este trazador exhibe diferencias en las curvas de actividad de tiempo de la captación del trazador dependiendo del grado del tumor. 71 HGG se caracterizan por un pico temprano aproximadamente 10-15 minutos después de la inyección seguido de una disminución de la captación de 18 F-FET, mientras que LGG típicamente exhibe una captación de trazador retardada y en constante aumento. Utilizando 18 F-FET-PET dinámica, se ha informado una diferenciación de HGG y LGG en tumores primarios y en tumores recurrentes con una precisión de & # x0003e90%. 72-75

La importancia pronóstica del aumento de la captación de aminoácidos en los gliomas es controvertida. Algunos estudios parecen mostrar que una menor captación de aminoácidos, especialmente en el glioma astrocítico, se asocia con un mejor pronóstico, pero puede haber una captación alta en los oligodendrogliomas, a pesar de su aparentemente mejor pronóstico. 40,75,76 Sin embargo, parece haber un consenso sobre el papel clínico de las imágenes de aminoácidos en el pronóstico de los pacientes con LGG. Se ha informado de una supervivencia significativamente más larga para los pacientes con menor captación de 11 C-MET en los tumores en comparación con aquellos con mayor captación (corte de la relación entre el tumor y el cerebro: 2,1). 77,78 Además, los pacientes se beneficiaron de un procedimiento quirúrgico solo cuando hubo un aumento de la captación de 11 C-MET. 77 Utilizando 18 F-FET-PET, la combinación con la morfología de la RM también ha demostrado ser un factor pronóstico significativo para los pacientes con LGG recién diagnosticado. 49 La captación inicial de 18 F-FET y un patrón de crecimiento circunscrito versus difuso en la resonancia magnética fueron predictores muy significativos para la evolución y el resultado de los pacientes.

Evaluación de tumores recurrentes

Varios estudios han demostrado que utilizando 18 F-FET-PET y 123 I-IMT-SPECT, los tumores recurrentes pueden diferenciarse de los cambios posterapéuticos no neoplásicos, con una sensibilidad y especificidad de aproximadamente el 90% (Fig.4 y & # x200B y5 5). 21,22,79-81 La sensibilidad de 11 C-MET-PET para la recidiva tumoral es similar, mientras que la especificidad parece ser menor y se ha informado que está en el rango de 60% -80%. 17,20,40 Esta observación puede explicarse por una mayor afinidad del 11 C-MET por los macrófagos en comparación con el 18 F-FET, como se demuestra en experimentos con animales. 82,83 El uso adicional de la PET con 18 F-FET dinámica permitió diferenciar las recurrencias de HGG y LGG con una sensibilidad y especificidad del 92%. 74

El astrocitoma anaplásico no homogéneo, grado III de la OMS: resonancia magnética ponderada en T1 después de la aplicación de Gd-DTPA (A) no muestra realce de contraste. La resonancia magnética ponderada en T2 (B) muestra anomalías generalizadas. (C) 18 F-FET-PET identifica un punto caliente en la parte posterior que no se puede identificar en la resonancia magnética. La biopsia en esta área arrojó un astrocitoma anaplásico, grado III de la OMS.

Glioblastoma (grado IV de la OMS) pretratado mediante cirugía y radioquimioterapia. La resonancia magnética ponderada en T1 después de la aplicación de Gd-DTPA (A) y la resonancia magnética ponderada en T2 (B) son ambiguas. (C) La PET con 18 F-FET identifica la acumulación de trazador patológico, que se confirmó como recurrencia del tumor. (La versión en color de la figura está disponible en línea).

Seguimiento del tratamiento

El valor diagnóstico de la resonancia magnética y la tomografía computarizada con respecto a los cambios en el tamaño del tumor o la mejora del contraste en respuesta a la terapia es limitado porque las alteraciones reactivas transitorias de la BHE conocidas con una mejora consecutiva del contraste pueden simular la progresión del tumor. Este fenómeno, denominado & # x0201cpseudoprogresión, & # x0201d se observa en el 20% -47% de los casos y puede conducir a un sobretratamiento innecesario. 84 La viabilidad y utilidad de 11 C-MET y 18 F-FET-PET para la evaluación de la terapia y el seguimiento después de la cirugía, la quimioterapia y la radioterapia se han demostrado en varios estudios. Los datos actualmente disponibles sugieren que una reducción de la absorción de aminoácidos por un glioma es un signo de respuesta al tratamiento. Recientemente, un estudio prospectivo evaluó el valor pronóstico de los cambios tempranos de la captación de 18 F-FET después de la radioquimioterapia posoperatoria en glioblastomas. 85 Se pudo demostrar que los respondedores a la PET con una disminución de la relación tumor / cerebro de & # x0003e10% tenían una supervivencia libre de enfermedad y una supervivencia global (SG) significativamente más prolongadas que los pacientes con una captación estable o en aumento del trazador después de la radioquimioterapia en glioblastomas. También se pudo demostrar un monitoreo confiable de la quimioterapia con 11 C-MET y 18 F-FET-PET en glioblastoma recurrente durante la quimioterapia estándar con TMZ, 86,87 así como en algunos enfoques terapéuticos experimentales, como radioinmunoterapia, administración mejorada por convección de paclitaxel y quimioterapia con bevacizumab e irinotecán. 88-90 Los valores de corte de la relación tumor / cerebro de la captación de IMT, MET y FET en las diferentes cuestiones clínicas de la literatura se resumen en la Tabla 2.

Tabla 2

Umbrales cuantitativos para la obtención de imágenes de gliomas con trazadores de aminoácidos

TrazadorPregunta clínicaCortarMétodoReferencia
IMTGlioma frente a lesión no neoplásica1.78Relación tumor / cerebro a 52
Glioma recurrente frente a radionecrosis1.8Relación tumor / cerebro a 22
REUNIÓGlioma frente a lesión no neoplásica1.47Relación media tumor / cerebro50
Glioma vs tejido peritumoral1.3Relación media tumor / cerebro56
Glioma recurrente frente a radionecrosis2.2Relación máxima tumor / cerebro17
FETGlioma vs tejido peritumoral1.6Relación media tumor / cerebro58
Glioma recurrente frente a radionecrosis2.0Relación máxima tumor / cerebro21
Evaluación de la terapiaDisminuir & # x0003e10%Relación máxima tumor / cerebro85

Imágenes de tumores cerebrales en niños

Los subtipos histológicos de tumores cerebrales en niños difieren considerablemente de los de adultos. Solo se han realizado pocos estudios principalmente retrospectivos en niños con tumores cerebrales. En los niños, la determinación del grado tumoral con aminoácidos parece ser incluso menos fiable que en los adultos. Se observa una amplia superposición de la captación de aminoácidos en los tumores de grado bajo y de grado alto. 91 De manera similar al metabolismo de la glucosa, la captación de aminoácidos puede ser alta en tumores de bajo grado como los astrocitomas pilocíticos y la captación de gangliogliomas puede ser relativamente baja en los meduloblastomas altamente agresivos (grado IV de la OMS), un diagnóstico común en los tumores cerebrales infratentoriales. 92 Se ha informado sobre el potencial de los aminoácidos para determinar el sitio de la biopsia estereotáctica o para la resección quirúrgica guiada por imágenes de tumores cerebrales infiltrativos de bajo grado en niños. 93 La presencia de captación de aminoácidos después de la cirugía indica tumor residual en caso de hallazgos ambiguos en la RM posoperatoria temprana. 94


Resultados

El CT reactivo al tumor en la MO se correlaciona con una reducción del riesgo de mortalidad por cáncer

De 181 de 207 pacientes del estudio, se obtuvo la clasificación clínico-patológica (Tabla complementaria 1). Ninguno de los pacientes había recibido tratamiento neoadyuvante. La MO se tomó de 123 pacientes con cáncer de mama no metastatizado, operadas de forma primaria, durante la resección del tumor. Determinamos la presencia de TC de tipo 1 reactivo al tumor funcional mediante ensayos ELISPOT de IFN-γ. Como antígenos de prueba, utilizamos epítopos restringidos a HLA-A * 0201 de antígenos asociados a tumores de mama MUC1, Her2 / neu, MAGE-2, antígeno prostático específico, BA46, ciclina D1, heparanasa (Hepa), bcl-2 o p53 (4, 13-22), lisados ​​de tejido tumoral de mama autólogo (4) o lisado de la línea celular alogénica de tumor de mama MCF7 (4). Los antígenos derivados de células tumorales reestimulan eficazmente un amplio repertorio de TC citotóxicos y T-Helper específicos del tumor preexistentes (25). Se utilizaron CD autólogas cargadas con los respectivos antígenos para la reestimulación de ex vivo BMTC aislado durante 40 h de ensayos ELISPOT. De acuerdo con nuestros hallazgos previos dentro de este corto período de estimulación, el IFN-γ específico de antígeno es secretado exclusivamente por TC de memoria preexistente (26). La TC estimulada con antígenos de control irrelevantes sirvió para la determinación del fondo inespecífico. Como antígenos de control sirvieron un epítopo del VIH restringido a HLA-A * 0201mordaza, lisado de PBMC autólogas y lisado de la línea celular de leucemia alogénica U937 (4). En la Fig.1 se muestran datos de ELISPOT de IFN-γ ejemplaresA. Las respuestas específicas de antígeno, definidas por un número de manchas significativamente mayor en los pocillos de prueba por triplicado en comparación con los pocillos de control correspondientes, se indican con asteriscos.

Detección de respuestas inmunitarias específicas de tumores. A, Ensayos ELISPOT de IFN-γ con BMTC de pacientes ejemplares que utilizan como antígenos de prueba (columnas negras) Péptidos tumorales restringidos por HLA-A2 (cima), tumor autólogo o lisado de piel (abajo a la izquierda), o lisado alogénico de tumor de mama (MaCa abajo a la derecha) en comparación con los respectivos antígenos de control negativo del VIH o la insulina, lisado autólogo de PBMC (PB-L), o lisado U937 (Leuk columnas blancas). Columnas por triplicado pozos barras, SEM. *, significativo (PAG & lt 0.05) diferencia con los pocillos de control negativo por dos caras de Student t prueba. Hepa heparanasa. B, puntos medios de IFN-γ en los pocillos de prueba y control de pacientes ELISPOT-positivos y ELISPOT-negativos. TAA, Péptidos tumorales restringidos por HLA TU-L, lisado de tumor autólogo PB-L, lisado autólogo de PBMC Leuk, lisado alogénico de leucemia U937 MaCa, lisado de células de cáncer de mama MCF7 alogénico. PAG, diferencia estadística entre los grupos de prueba de los pacientes positivos y los grupos de control indicados. C, resultados de ELISA representativos de dos pacientes con cáncer de mama que demuestran la presencia (paciente positivo, izquierda) o ausencia (paciente negativo, Derecha) de IgG específica de MUC1. sobredosis, absorbancia *, diferencias significativas determinadas por la prueba de Student de dos caras t prueba.

Para verificar que las respuestas de TC específicas de tumor observadas no fueron causadas por disminuciones o aumentos inespecíficos de las manchas de IFN-γ en los pocillos de control, comparamos con las manchas totales en pacientes que respondieron y no respondieron. Los puntos de IFN-γ fueron similares en los pocillos de control y de prueba de los pacientes que no respondieron, mientras que los pocillos de prueba de los pacientes que respondieron mostraron un aumento significativo de los puntos de IFN-γ en comparación con los otros grupos (Fig.1B).

Se detectaron CT reactivos a TA en 17 de 32 pacientes (53%) para péptidos restringidos por HLA-A * 0201 y altamente individuales con respecto a la especificidad antigénica. Esto está de acuerdo con un estudio anterior (27) y podría deberse a diferencias individuales en la tasa de expresión de los respectivos TA. Detectamos reactividad de TC contra antígenos tumorales autólogos en 19 de 58 pacientes (33%) y reactividad de TC contra TA alogénicos de mama en 19 de 33 pacientes (58% de la Fig. S1 complementaria). En total, 55 de 123 pacientes (45%) mostraron la presencia de BMTC tipo 1 reactivo al tumor. La reactividad de los TC frente a los AT se incrementó significativamente en la MO de los pacientes en comparación con la de 19 mujeres sanas, ya sea con respecto a las proporciones de individuos que respondieron (45% frente a 21%, PAG = 0.03) y a las proporciones de resultados positivos de la prueba (Figuras complementarias S1 y S2).

Las respuestas de IgM e IgG específicas de tumores de mama se analizaron mediante ELISA, utilizando el péptido sintético MUC1tr (137-157) 5 como prueba y VIHmordaza como antígeno de control negativo. Se asumió la presencia de anticuerpos específicos de MUC1 en caso de diferencias significativas en la unión de anticuerpos entre los pocillos de prueba y de control por triplicado. En la figura 1 se muestran resultados representativos de pacientes con y sin anticuerpos IgG específicos de MUC1.C. Treinta y uno de 59 pacientes (53%) contenían anticuerpos IgG específicos de MUC1 o IgM específicos de MUCI (Fig. Complementaria S1). El noventa por ciento de ellos (28 de 59) eran de isotipo IgM y el 42% (13 de 59) eran de isotipo IgG. Por el contrario, en el suero de 11 mujeres sanas no detectamos IgG específica de MUC1 ni IgM específica de MUC1 en solo 2 casos (18%, PAG & lt 0.05 Fig. suplementaria S1).

Usamos el algoritmo de pronóstico ADJUVANT! 8 (23) para comparar las respuestas inmunitarias antitumorales con la mortalidad estimada relacionada con el cáncer. Los pacientes con CT reactiva al tumor tenían un riesgo de mortalidad reducido (péptidos HLA-A2, PAG = 0,006 lisados ​​tumorales, PAG = 0.046 Figura 2A y B). Por el contrario, los pacientes con anticuerpos específicos contra MUC1 tenían tendencia a un mayor riesgo de mortalidad relacionada con el cáncer (fig.2C, n.s.).

Correlación de la inmunidad al TC y la mortalidad estimada por cáncer. Reducción del riesgo de mortalidad por cáncer de mama para pacientes con respuestas de CT frente al lisado de células tumorales (A, +, columna gris claro) o péptidos tumorales restringidos por HLA-A * 0201 (B, +, columna gris claro) en comparación con los pacientes TC negativos (A y B, −, columnas gris oscuro). C, el riesgo de mortalidad no se correlacionó con la presencia (+ columna gris claro) o ausencia ( columna gris oscuro) de anticuerpos específicos de MUC1. Columnas significar barras, SEM. *, diferencia significativa, PAG & lt 0.05 Student de dos caras t prueba. n.s., insignificante.

Las respuestas inmunitarias específicas del tumor se correlacionan con la patobiología del tumor

Realizamos un análisis de subgrupos de parámetros clínico-patológicos para identificar factores de pronóstico que se correlacionaron con respuestas inmunes espontáneas. La reactividad del TC no se correlacionó con los principales factores pronósticos, el tamaño del tumor, la afectación de los ganglios linfáticos o el estadio del tumor (fig.3A), pero en cambio con una diferenciación de células tumorales de alta a moderada, expresión de receptores hormonales y baja actividad proliferativa (PAG = 0.05, PAG = 0.02, PAG = 0.05, respectivamente Fig.3B). Debido a que HER-2 es un factor pronóstico en el cáncer de mama y un objetivo de las respuestas inmunitarias tumorales, también evaluamos una posible correlación de la expresión de Her-2 con la reactividad antitumoral. En nuestro grupo de estudio, 24 de los 176 pacientes fueron positivos para Her-2 y 152 fueron negativos para Her-2 por inmunohistoquímica y / o fluorescencia. en el lugar análisis de hibridación (datos no mostrados). Detectamos CT específico del tumor en el 25% de los pacientes con Her-2-positivo pero en el 42% de los pacientes con Her-2-negativo (no significativo).

Inmunidad antitumoral y características clínico-patológicas. A, proporciones de pacientes con CT específico del tumor (izquierda) o anticuerpos (Derecha) según el tamaño del tumor (T), afectación de los ganglios linfáticos (norte), escenario (S t.) y la edad (& lt o & gt60 y). B y C, correlación de las respuestas de CT con características patobiológicas. Proporciones de pacientes que contienen CT reactivo al tumor (izquierda) o anticuerpos (Derecha) según el grado (GRAMO), Expresión de ER o actividad proliferativa (% Ki67 + células tumorales B), o estratificados en grupos que combinan una alta diferenciación tumoral (G1,2) con expresión ER (ER+) o baja diferenciación tumoral (G3) y falta de expresión de ER (ER− C). D, dicotomía de CT antitumoral y respuestas inmunes antihumorales. Proporciones de pacientes que contienen anticuerpos específicos de MUC1 según la presencia (+) o ausencia (-) de CT reactivo al tumor. *, diferencias significativas por prueba de χ 2 (AC) o la prueba exacta de Fisher (D) norte, número de pacientes.

En contraste con las respuestas de TC, los anticuerpos específicos de MUC1 se correlacionaron con un mayor tamaño y estadio del tumor (PAG = 0,005 y PAG = 0.03, respectivamente, Fig.3A) y fueron predominantemente detectables en pacientes con tumores poco diferenciados y receptores negativos (no significativo Fig.3B). Estos hallazgos muestran que las respuestas de TC espontáneas específicas de tumores se correlacionan con un determinado fenotipo de células tumorales más que con el tamaño del tumor o la presencia de células tumorales en el sistema linfoide. En consecuencia, la tasa de respuestas de CT contra péptidos tumorales restringidos por HLA-A2 o lisado tumoral aumentó considerablemente en pacientes con tumores bien diferenciados y ER positivos (78% y 63%, respectivamente) en comparación con pacientes con tumores hormonales pobremente diferenciados. tumores receptores negativos (16%, PAG = 0,05 y 5%, PAG = 0,004, respectivamente). Por el contrario, las respuestas humorales disminuyeron en el primer grupo de pacientes (19%, no significativo Fig.3C). La mayoría del 70% de los pacientes sin CT reactivo a TA mostró en cambio anticuerpos específicos de TA, mientras que solo unos pocos pacientes (21%) con una respuesta de CMT tipo 1 específica de tumor contenían anticuerpos específicos de TA (PAG = 0.03 Figura 3D).

La patobiología del tumor determina la capacidad funcional de las líneas de TC CD8 + específicas de TA

La falta observada de reactividad de TC de tipo 1 específica para TA en pacientes con tumores de alto grado podría explicarse por el número reducido de TC específicas para TA en estos pacientes. Alternativamente, tal TC podría haber permanecido sin ser detectado en el ensayo ELISPOT de IFN-γ debido al bloqueo funcional. Por lo tanto, comparamos los números de TC CD8 + específicos de Her-2 / neu mediante citometría de flujo utilizando tetrámeros de HLA-A * 0201 cargados con Her-2 / neu. Como se muestra en la Fig.4A, the frequencies of Her-2/neu–specific TC were increased in poorly differentiated tumors. Thus, reduced frequencies of TA-specific TC did not account for the observed lack of type-1 TC responses in patients with high-grade tumors. We therefore established Her-2/neu–specific CD8 TC lines from BM of 12 different HLA-A2+ breast cancer patients. TC lines were established by repeated isolation of antigen-specific cells with magnetic beads coupled to Her-2/neu-peptide–loaded HLA-A2 complexes ( 28) and subsequent polyclonal expansion of the cells. We used as antigen-presenting cells in subsequent functional assays T2 cells loaded with a defined high amount of Her-2 peptide (20 μg/mL) to reduce the risk that insufficient TCR signaling (caused by different TCR avidities among the TC lines) accounted for putative functional differences. The TC lines were tested for their capacity to lyse Her-2/neu–loaded HLA-A2+ T2 target cells and/or to secrete IFN-γ upon specific stimulation. None of the TC lines were derived from patients with Her-2/neu overexpression. Figura 4B shows for one representative TC line the proportion of Her-2/neu–specific TC, its capacity to lyse Her-2–loaded target cells and to secrete IFN-γ in response to antigen-specific stimulation. In total, six TC lines showed functional capacity, whereas six were tolerant ( Fig. 4C). Four of six lines from patients with low-grade tumors, and five of six lines from hormone receptor–positive patients showed functional capacity, whereas all six TC lines from patients with high-grade or hormone receptor–negative tumors were tolerant (PAG = 0.03 and PAG = 0.01, respectively Fig. 4D).

Functional tolerance of tumor-specific TC in patients with high-grade ER breast tumors. A, mean + SD proportions of Her-2.tetramer–binding CD8+TC in patients with breast carcinomas of high (G1), intermediate (G2), or low (G3) differentiation. One exemplary tetramer staining is shown. B, left, proportion of Her-2/neu–specific CD8+TC after antigen-specific isolation and expansion and corresponding Her-2/neu–specific TC function analyzed by ELISPOT assay (middle) and 4-h chromium-release assay (Derecha) using selected, Her-2/neu–specific CD8+TC (black columns) or unselected TC (gray columns) as responder cells and Her-2/neu-, HIV-, or insulin (Ins)-loaded T2 cells as target cells. C, Her-2/neu–specific lysis (black columns) and/or Her-2–specific IFN-γ secreting TC (gray columns) in Her-2/neu–specific TC lines according to differentiation (GRAMO) of respective primary tumors. D, correlation of functional reactivity (pos. gray columns) or tolerance (neg. white columns) of Her-2/neu–specific CD8+TC lines from 12 patients with high/moderate differentiation and/or ER expression of corresponding tumors. *, significant difference, by Student's t test (A y B) or Fisher's exact test (D) norte, number of different patients tested.

Intratumoral cytokine patterns correlate with systemic tumor immune responses and tumor pathobiology

To assess potential reasons for the observed correlation of tumor pathobiology with systemic tumor-specific immune responses, we determined in lysates from 36 tumors the concentrations of 27 immune-modulatory cytokines, chemokines, and growth factors (Supplementary Table S2) by multiplex analysis. The results were statistically compared with the calculated frequencies of TA-reactive TC. These were calculated in positive samples by subtracting mean IFN-γ spots in negative control wells from mean spots in test wells. Figura 5A shows a heat map analysis of the cumulative results. Among all tested factors, only IFN-α was positively associated with increased TC responses, whereas intratumoral TGFβ1 was correlated with reduced TC frequencies. We also evaluated the presence or absence of tumor-reactive BMTC or MUC1-specific antibodies according to intratumoral expression of IFN-α and TGFβ1. Seventy-eight percent of patients with tumors containing TGFβ1 levels below the median concentration of 176 pg/mL together with detectable amounts (>0.1 pg/mL) of IFN-α, but only 21% of patients with increased intratumoral TGFβ1 and undetectable IFN-α showed the presence of tumor-reactive BMTC (PAG = 0.003 Fig. 5B). In contrast, MUC1-specific antibody responses were highly correlated with increased TGFβ1 and absence of IFN-α (PAG = 0.009 Supplementary Fig. S1 Fig. 5B). Accordingly, IFN-α was significantly increased in tumors of patients with TC responses, whereas increased TGFβ1 correlated with reduced frequencies of tumor-reactive TC ( Fig. 5C). Importantly, the concentrations of both cytokines in tumor tissue showed no correlation to the respective cytokine levels in corresponding PB samples (Supplementary Figs. S2 and S3). Thus, the local contents of TGFβ1 and IFN-α in breast tumor tissues were inversely correlated with the presence and frequencies of systemic tumor-reactive TC or tumor-specific antibodies.

Correlation of systemic antitumor immune responses and cytokine content in breast carcinomas. A, heat map analysis of mean cytokine concentrations in 36 breast tumors and corresponding frequencies of tumor-reactive BMTC. B, proportion of patients containing (black columns) or lacking (white columns) tumor-reactive TC (izquierda) or MUC1-specific antibodies (Derecha) in patient groups characterized by TGFβ1 increased above the median value and undetectable IFN-α or reduced TGFβ1 and detectable IFN-α. *, significant difference (izquierda, χ 2 test Derecha, Fisher's exact test). C, left, presence of tumor-reactive TC correlates with increased intratumoral IFN-α. *, significant difference (two-sided Student's t prueba). Middle graph, reduced frequencies of tumor-reactive TC correlate with increased TGFβ1 levels above the median of the whole group. Columns, mean frequencies bars, SD. *, significant difference (χ 2 test). Right graph, Spearman's rank correlation demonstrating a significant inverse correlation between TGFβ1 contents in primary breast tumors and frequencies of tumor-reactive TC. D, concentrations of IFN-α (izquierda), TGFβ1 (middle), or of IFN-α and TGFβ1 (Derecha) in tumor lysates from 51 primary breast tumor tissues or in lysates of normal breast tissue (donantes) determined by ELISA. Dots, different patients or donors. *, significant difference (two-sided Student's t prueba).

IFN-α was increased in tumors of patients with well differentiated (G1/2) primary breast tumors (PAG = 0.03 Fig. 5D) compared with normal breast tissue and poorly differentiated (G3) breast tumors. In contrast, TGFβ1 was enhanced in poorly differentiated (G3) tumors (PAG = 0.04). Accordingly, the expression patterns of IFN-α and TGFβ1 in 51 primary breast tumors revealed two major subgroups containing either high levels of IFN-α together with low concentrations of TGFβ1, or the opposite pattern ( Fig. 5D).

TGFβ1 and IFN-α influence priming of tumor-specific TC responses in vitro

We hypothesized that TGFβ1 and IFN-α in the tumor environment regulate systemic immunity by influences on immature DC (iDC) during antigen uptake. In this case, their respective concentrations should be sufficient to modify the capacity of iDC to prime type-1 TC responses. We therefore generated iDC from patients and pulsed them with autologous tumor lysate or with the synthetic long peptide MUC1tr(137-157)5 ( 7) for 18 hours in the presence or absence of 20 pg/mL IFN-α or 200 pg/mL TGFβ1 at concentrations detectable in breast tumors. DC were then carefully washed and cocultured with separated autologous naïve (CD45RO − ) or memory (CD45RA − ) TC for 7 days. Priming of tumor-reactive TC was then evaluated by IFN-γ ELISPOT-assay. Representative results of two independent experiments are shown in Fig. 6A y B. In 3 of 11 cases, we detected an induction of tumor-reactive TC only when DC had been pretreated with IFN-α ( Fig. 6A y C). Seven of 18 cultures spontaneously contained tumor-reactive effector TC ( Fig. 6D). In six of these cases, TGFβ pretreatment inhibited the capacity of DC to prime tumor-reactive TC ( Fig. 6B y D). DC-pretreatment with neither TGFβ1 nor IFN-α had no effect on memory TC of the same patients (data not shown). These findings indicate that IFN-α and TGFβ1 are present in breast carcinomas at sufficient amounts to regulate the capacity of iDC to induce primary TA-specific TC.

TGFβ1 and IFN-α influence priming of tumor-specific TC. Isolated naïve TC were stimulated for 7 d with TA-pulsed DC (black columns). In some cases, DC were coincubated during antigen uptake with 20 pg/mL IFN-α (A y C) or 200 pg/mL TGFβ1 (B y D). After 7 d, TCs were tested by IFN-γ ELISPOT assay for reactivity against TAs (MUC1tr(137-157)5 or autologous tumor cell lysate (negro y dark gray columns) or corresponding negative control antigens (huIgG or autologous PB-lysate blanco o light gray columns). A y B, representative experiments show TC priming by pretreatment of DC with IFN-α (A) or abrogation of TC priming by DC pretreatment with TGFβ1 (B). C, cumulative frequencies of tumor-reactive TC induced by antigen-pulsed DC pretreated with IFN-α. D, cumulative frequencies of tumor-reactive TC induced by TA-pulsed DC pretreated with TGFβ1. Dots, samples of different patients. Dashed lines, connect samples from the same patients. Horizontal full lines, the mean frequencies of tumor-reactive TC. *, significant difference (two-sided Student's t prueba).


How Vaccines Work

Claire-Anne Siegrist MD , Paul-Henri Lambert MD , in The Vaccine Book (Second Edition) , 2016

9 Vaccine-induced T-cell memory

T-cell memory is a critical component of immune responses to intracellular pathogens. Following the antigen-driven expansion and the death of effector cells after antigen clearance, some of the remaining T cells differentiate into memory T cells of two different types: central memory and effector memory T cells. 24 The first ones are located in lymphoid organs and bone marrow and have a high proliferative potential whereas the second ones stay in peripheral tissues in a preactivated form that enables them with immediate action on pathogen recognition. A third type of memory T cells (resident memory cells) was recently recognized as memory T cells which remain settled within specific organs such as the intestine, the lungs, and the skin. They appear important for the protection against mucosal infections. 25

It is useful to know that the establishment of T-cell memory requires some time after the initial priming. Secondary T-cell responses are lower if vaccine boosters are given too early. Through homeostatic proliferation, memory T cells may persist lifelong, even without antigen exposure. 26

A number of T-cell parameters can be measured during vaccine studies. Some are quantitative for example, measurement of T-cell proliferation following antigen stimulation with a dye and quantification of T-cell frequencies by ELISPOT or flow cytometry. Some assays add a functional component, for example, assessment of the production of cytokines by ELISPOT or flow cytometry, or cytotoxic assays.


Prevalence of Syndecan-1 (CD138) Expression in Different Kinds of Human Tumors and Normal Tissues

Syndecan-1 (CD138) is a transmembrane proteoglycan known to be expressed in various normal and malignant tissues. It is of interest because of a possible prognostic role of differential expression in tumors and its role as a target for indatuximab, a monoclonal antibody coupled with a cytotoxic agent. To comprehensively analyze CD138 in normal and neoplastic tissues, we used tissue microarrays (TMAs) for analyzing immunohistochemically detectable CD138 expression in 2,518 tissue samples from 85 different tumor entities and 76 different normal tissue types. The data showed that CD138 expression is abundant in tumors. At least an occasional weak CD138 immunostaining could be detected in 71 of 82 (87%) different tumor types, and 58 entities (71%) had at least one tumor with a strong positivity. In normal tissues, a particularly strong expression was found in normal squamous epithelium of various organs, goblet and columnar cells of the gastrointestinal tract, and in hepatocytes. The highly standardized analysis of most human cancer types resulted in a ranking order of tumors according to the frequency and levels of CD138 expression. CD138 immunostaining was highest in squamous cell carcinomas such as from the esophagus (100%), cervix uteri (79.5%), lung (85.7%), vagina (89.7%) or vulva (73.3%), and in invasive urothelial cancer (76.2%). In adenocarcinomas, CD138 was also high in lung (82.9%) and colorectal cancer (85.3%) but often lower in pancreas (73.3%), stomach (54.2% in intestinal type), or prostate carcinomas (16.3%). CD138 expression was usually low or absent in germ cell tumors, sarcomas, endocrine tumors including thyroid cancer, and neuroendocrine tumors. In summary, the preferential expression in squamous cell carcinomas of various sites makes these cancers prime targets for anti-CD138 treatments once these might become available. Abundant expression in many different normal tissues might pose obstacles to exploiting CD138 as a therapeutic target, however.

1. Introducción

Syndecan-1 (CD138) is one of four members of the syndecan family. It is a cell surface protein consisting of three structural domains, one of which is extracellular and binds heparin sulfates and chondroitin sulfates [1]. Syndecan-1 has relevance for cell-cell and cell-matrix interactions [1]. It is involved in the regulation of cell proliferation, migration, and the organization of the cytoskeleton [1]. In normal tissues, CD138 is known to be expressed on plasma cells and various epithelial cell types.

CD138 expression in cancer is of potential clinical interest as specific drugs targeting CD138 are currently being evaluated in clinical trials. In a phase II trial on plasmocytoma, clinical efficacy and low side effects have been reported [2, 3]. In preclinical studies, these antibodies also showed efficacy against triple negative breast cancer and melanoma [4, 5]. If anti-CD138 therapies should prove successful, other CD138-positive cancer types might as well benefit from such treatments.

Altered CD138 expression has been described in various malignant tumors. For example, overexpression of CD138 has been reported in breast, urinary bladder, gallbladder, pancreatic, ovarian, endometrial, and prostate cancer [1]. In other cancer types, such as lung, head/neck, gastric, renal, and colorectal cancer, CD138 expression was found to be reduced as compared to adjacent normal epithelium [1]. In several of these tumor types, either reduced or increased CD138 expression was linked to unfavorable tumor phenotype and poor patient prognosis [6–9]. Previous studies on CD138 in cancer have applied various different reagents and protocols for their immunohistochemical staining. It is probably because of this that the existing literature is highly discrepant with respect to the prevalence of CD138 expression in different tumor types. For example, the range of the reported CD138 positivity ranges from 26% [10] to 100% [11] in urinary bladder cancer, from 23% [10] to 89% [12] in squamous lung cancer, from 33% [13] to 100% [14] in breast cancer, from 50.5% [15] to 87% [10] in squamous cell carcinoma of the esophagus, and from 24.7% [16] to 89.7% [17] in squamous cell carcinoma of the cervix.

Given these heterogeneous data, the existing literature does not easily allow to determine these cancer types, where CD138 plays a particularly important role. To compare the prevalence and intensity of CD138 expression between tumor entities and to identify these cancer types that might be optimal candidates for anti-CD138 drugs, we thus analyzed more than 2500 cancers and 76 normal tissues using one standard protocol. For this purpose, a multitumor tissue microarray (TMA) was used containing up to 50 different tumors from 85 different tumor types and subtypes. The results of our study identify a broad range of highly CD138-expressing tumor entities.

2. Materiales y métodos

2.1. Tissue Microarrays (TMAs)

We used two different sets of preexisting TMAs to study CD138 expression in normal human and cancerous human tissues. The first TMA was composed of one sample of 76 different normal tissue types (608 samples on one slide). The second TMA contained a total of 3,642 primary tumors from 85 tumor types and subtypes. The samples were distributed among 7 different TMA blocks (containing between 414 and 522 samples). The composition of the TMA is described in Table 1 in Results. All samples were derived from the archives of the Institute of Pathology, University Hospital of Hamburg (Hamburg, Germany). Each TMA block contains an identical standard control section with 40 normal and tumor tissue spots in order to control for possible slide-to-slide variability of the immunostaining. Tissues were fixed in 4% buffered formalin and then embedded in paraffin. TMA tissue spot diameter was 0.6 mm. All works were compliant with the Helsinki Declaration. Informed consent was not necessary.

2.2. Inmunohistoquímica

Freshly cut TMA sections were immunostained on one day and in one experiment. Slides were deparaffinized and exposed to heat-induced antigen retrieval for 5 minutes in an autoclave at 121°C in pH 9 Dako Target Retrieval Solution buffer. Primary antibody specific for total Syndecan-1 (mouse monoclonal antibody, clone JASY1, Dianova, Hamburg, Germany, dilution 1 : 200) was applied at 37°C for 60 minutes. Bound antibody was then visualized using the EnVision Kit (Dako, Glostrup, Denmark) according to the manufacturer’s directions. For tumor tissues, the percentage of positive epithelial cells was estimated and the staining intensity was semiquantitatively recorded (0, 1+, 2+, and 3+). For statistical analyses, the staining results were categorized into four groups. Tumors without any staining were considered as negative. Tumors with 1+ staining intensity in ≤70% of cells and 2+ intensity in ≤30% of cells were considered weakly positive. Tumors with 1+ staining intensity in >70% of cells, 2+ intensity in 30% to 70%, or 3+ intensity in ≤30% were considered moderately positive. Tumors with 2+ intensity in >70% or 3+ intensity in >30% of cells were considered strongly positive. These categories represent standard cutoffs that others and us have used in numerous IHC studies [18].

3. Resultados

3.1. Technical Issues

A total of 2,518 (69%) of the 3,642 tumor tissue samples were interpretable in our TMA analysis. Reasons for analysis failure included a fraction of missing samples or samples lacking unequivocal tumor cells. A sufficient number of samples were analyzable for all 76 normal tissue types enabling a complete normal tissue evaluation.

3.2. Syndecan-1 in Normal Tissues

All positive CD138 immunostainings in normal tissues are summarized in Table 2. CD138 was abundantly expressed, mostly in various epithelial cell types. A particularly strong expression of CD138 was observed in squamous epithelial cells of various organs (Figure 1(a)), goblet cells of the gastrointestinal tract (Figure 1(b)), columnar cells in the gall bladder (Figure 1(c)), and hepatocytes (Figure 1(d)). No CD138 staining was detected in the following tissues: aorta/intima, aorta/media, heart (left ventricle), skeletal muscle, skeletal muscle/tongue, myometrium, muscular wall appendix, esophagus, stomach, ileum, colon descendens, kidney pelvis and urinary bladder, penis (glans/corpus spongiosum), ovary (stroma), fat tissue (white), spleen, thymus, ovary (corpus luteum), ovary (follicular cyst), thyroid, cerebellum, cerebrum, pituitary gland (posterior lobe), pituitary gland (anterior lobe), and bone marrow.


11.1. CARCINOMA

Carcinoma in dogs and cats is characterized by different stromal reactions depending on the subject. A simpler classification that can allow histopathologists to establish rapid diagnosis and, to a certain extent, prediction, includes in the group of epithelial tumors: papillary, tubular, solid and anaplastic carcinomas. Precancerous lobules and ductal hyperplasia are found at the periphery of carcinogenic nodules, in adjacent tissues, in both dogs (73.6%) and cats (56.3%) [4].

Macroscopically, carcinoma is characterized by rapid growth, doubling its volume in a short time, with local invasion, infiltrating the surrounding normal tissue. Sometimes, mammary neoplasms are delimited, a capsule appearing on palpation, but they present fibrous adhesions to the epidermis and the muscle fasciae or the neighboring muscles, and they cannot be freely moved. The skin is frequently ulcerated and the tumor invades the lymphatic vessels and lymph nodes, skin and the adjacent gland on the same side.

Mammary neoplasms can have diameters between 2 and 20 cm, and round, ovoid, discoid, fungiform or poorly defined shapes. The tumor extends rapidly and occupies the whole gland, as well as adjacent glands, and carcinomas can coexist with benign tumors in the same gland and/or the neighboring glands.

Adenocarcinomas are usually soft, and in section, a diffuse or lobular structure of homogeneous tissue of white-cream color appears. Papillary carcinomas have a firm or soft-bloody structure. Scirrhous carcinomas have irregular shapes, they are poorly delimited and occasionally invade adjacent mammary glands. They are of a dense-ligneous, even hard consistency, white-gray or brown-yellow color, and they adhere to skin or the basic musculature. Solid carcinomas are soft and in section they have a lobular structure, of white or gray color. Squamous cell carcinomas are of irregular shapes, hard, in section their structure is lobular, color being gray or white, with yellow spots [37].

Carcinomas generally develop rapidly, and they are detected by the owner in 2𠄶 months. If, following diagnosis, the mammary tumor is not removed, tumor growth lasts for a longer time before the dog’s death. Carcinomas may develop over a period of 3 months to 6 years. The conclusions drawn by FOWLER et al. (1974), based on a large number of mammary neoplasms in bitches, regarding the behavior of carcinomas after diagnosis and treatment, are extremely interesting. The mean survival time after the diagnosis of infiltrating papillary carcinomas was 5.6 months, less than for other carcinomas. The mean duration after the diagnosis of infiltrating solid carcinoma was 7.3 months. Scirrhous carcinoma had a longer duration than non-scirrhous carcinoma, 9.7 months. Most dogs with infiltrating papillary carcinoma died following metastases. The behavior of scirrhous carcinoma was similar to that of papillary carcinoma.

Epithelial carcinomas may develop from intralobular ductal or alveolar epithelium, appearing as non-infiltrating or infiltrating tumor structures. The evolution duration of non-infiltrating carcinomas was 36 months and that of infiltrating carcinomas 13 months.

Metastases of mammary carcinomas occur in 25% of cases. The metastatic process is facilitated by both blood flow and lymphatic flow, distributed in the mammary parenchyma.

11.1.1. Adenocarcinoma

Simple tubular adenocarcinoma is a relatively frequent tumor in dogs, the tubular type being predominant. The microscopic structure is dominated by tubular epithelial cells, in which pleomorphism and mitotic activity is estimated from low to high, and necrotic foci are frequent. The connective stroma can be in limited or moderate amounts. Tumor proliferation is surrounded by variable lymphocytic infiltration. The histological differentiation between tubular adenocarcinoma and benign lesion forms is difficult. Benign lesions can have in some cases a high mitotic activity or they can stimulate local invasive growth. In cats, these tumors represent the most frequent type. Tubular adenocarcinoma has in 70% of cases an invasive character, or expansive nodular character in 30%. The lymphocytic infiltration of the tumor is frequent, in approximately 50% of cases (Fig. 11.1, 11.2, 11.4, 11.5, 11.6, 11.30).


Evolution of CAR T-Cell Therapies

Other refinements or reconfigurations of CAR T cells are being tested. One approach is the development of CAR T-cell therapies that use immune cells collected not from patients, but from healthy donors. The idea is to create so-called off-the-shelf CAR T-cell therapies that are immediately available for use and don't have to be manufactured for each patient.

The French company Cellectis, in fact, has launched a phase I trial of its off-the-shelf CD19-targeted CAR T-cell product in the United States for patients with advanced acute myeloid leukemia. The company's product—which is made using a gene-editing technology known as TALEN—has already been tested in Europe, including in two infants with ALL who had exhausted all other treatment options. In both cases, the treatment was effective.

Numerous other approaches are under investigation. Researchers, for example, are using nanotechnology to create CAR T cells inside the body, developing CAR T cells with "off switches" as a means of preventing or limiting side effects like CRS, and using the gene-editing technology CRISPR/Cas9 to more precisely engineer the T cells.

But there is still more to do with existing CAR T-cell therapies, Dr. Fry said.

He is particularly enthusiastic about the potential to use CAR T cells earlier in the treatment process for children with ALL, specifically those who are at high risk (based on specific clinical factors) of their disease returning after their initial chemotherapy, which typically is given for approximately 2 and a half years.

In this scenario, he explained, if early indicators suggested that these high-risk patients weren't having an optimal response to chemotherapy, it could be stopped and the patients could be treated with CAR T cells.

For patients who respond well, "they could be spared 2 more years of chemotherapy," Dr. Fry said. "That's amazing to think about."


Afiliaciones

School of Medicine, Shandong University, 250012, Jinan, People’s Republic of China

Department of Medicine, Center for Molecular Medicine (CMM) and Bioclinicum, Karolinska Institutet and Karolinska University Hospital Solna, 171 64, Solna, Sweden

Department of Oncology-Pathology and Bioclinicum, Karolinska Institutet and Karolinska University Hospital Solna, 171 64, Solna, Sweden

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