Artyku³ przegl¹dowy Review
Dwa nowe grone ludzkie koronawirusy Koronawirusy zaka¿aj¹ wiele rodzajów ssaków i ptaków, a u ludzi wywo³uj¹ zazwyczaj ³agodne scho-rzenia górnych dróg oddechowych, zwyk³e przeziê-bienia, ale niekiedy tak¿e groniejsze choroby uk³adu oddechowego.
Koronawirus SARS (severe acute respiratory syn-drome ciê¿ki ostry syndrom oddechowy) by³ pierw-szym w XXI w. pandemicznym patogenem, który od pojawienia siê w 2002 r. w ci¹gu 8 miesiêcy zakazi³ prawie 8100 osób w 29 krajach z 10% miertelnoci¹. Najbardziej nara¿eni na zaka¿enie byli pracownicy s³u¿by zdrowia stanowili oni ponad 20% wszystkich przypadków. Wydawa³o siê, ¿e nie uda siê tej pande-mii SARS zatrzymaæ, ogarnie ona ca³y glob i zakazi miliony (4), jednak twarde dzia³ania zapobiegawcze pracowników ochrony zdrowia, administracji oraz naukowców spowodowa³y, ¿e groba ta nie spe³ni³a siê, do tego bez u¿ycia leków lub szczepionek, nato-miast przez rygorystyczn¹ ochronê przed zaka¿eniem, tak¹, jakiej u¿ywano przy t³umieniu wirusowej gor¹cz-ki krwotocznej w Afryce, ³¹cznie ze cis³¹ izolacj¹ pa-cjenta oraz u¿yciem rêkawic, fartuchów, ochronnych masek chirurgicznych i ochronnych okularów. Stoso-wano przy SARS takie sposoby, jak przy hamowaniu szerzenia siê wirusów eboli i marburskiego. W lipcu
pandemia wywo³ana przez wirus SARS-CoV zosta³a opanowana.
By³o to w znacznym stopniu u³atwione tym, ¿e, jak wykaza³y póniejsze badania omówione przez Butle-ra (2), wirus SARS wi¹¿e siê z receptorem ACE-2 na ludzkich komórkach g³êboko w p³ucach, co powoduje ciê¿ki proces chorobowy dolnych dróg oddechowych, natomiast zaka¿enie nie szerzy siê ³atwo przez kaszel lub kichanie. Pacjenci z SARS nie wydalaj¹ wirusa przed wyst¹pieniem objawów, to jest 7-10 dni po za-ka¿eniu (13).
Obecnie obawy budzi nowy koronawirus stwierdzony we wrzeniu 2012 r. u pacjentów z ciê¿kim w ponad 50% miertelnym zaka¿eniem p³uc w krajach Bliskiego Wschodu i w Anglii. WHO zaleci³a swoim agendom we wszystkich krajach monitorowanie wirusa, ze zwró-ceniem szczególnej uwagi na nowe skupiska ciê¿kie-go zapalenia p³uc, zw³aszcza u pracowników s³u¿by zdrowia, co mog³oby oznaczaæ, ¿e wirus adaptowa³ siê do ³atwiejszego szerzenia siê wród ludzi.
Szczegó³owe badania tego wirusa, oznaczonego hCoV-EMC (human coronavirus-Erasmus Medical Center), wykonane przez Raja i wsp. (14) skomento-wali Gallagher i Perlman (6) oraz Butler (3). Analiza genomu wirusa wykaza³a cis³e pokrewieñstwo z koro-nawirusami stwierdzonymi u nietoperzy.
Zidentyfiko-Niektóre nowe dane dotycz¹ce wirusologii
i immunologii
ZDZIS£AW LARSKI
Olsztyn
Z. Larski
Some new date concerning virilogy and immunology
Summary
Two new emerging epidemic coronaviruses probably orginated from bats. Vaccinia virus JX-594 given intrahepatic demonstrated oncolytic and immunoterapeutic complementary mechanisms of action in individuals with liver cancer. Interferon-å is expressed exclusively by epithelial cells of female reproductive tract. It is hormonally regulated and protects againts sexually transmittef pathogens. Treg cells of thymic and extrathymic origin have distinct functions in immune homeostasis. The extrathymically generated cells control mucosal TH2 inflammation. Succesful trials to treat autoimmune diseases by deliberate infecting people with helminths. New hypothesis conderning the mechanism of resistance to more durable cancer immune-cell therapies. Tissuse-specific Tregs with TCRs recognizing specific self antigens inhibit tumor--specific immune responses.
Keywords: coronaviruses, viral oncolysis, interferon-epsylon, TH2, inflammation, helmints, cancer immunity
wano dipeptidylopeptydazê 4 (DPP4 znan¹ tak¿e jako CD26) jako funkcjonalny receptor dla hCoV-EMC. Jego ekspresjê stwierdza siê na nieurzêsionych komór-kach ludzkich dróg oddechowych. Wirus mo¿e u¿y-waæ równie¿ dla zaka¿enia nietoperzy homologiczne-go bia³ka, co sugeruje mo¿liwoæ bezporedniej oraz odwrotnej transmisji wirusa miêdzy nietoperzami a ludmi. Natomiast patogenny koronawirus SARS--CoV, który wi¹¿e siê z receptorem ACE2 na urzêsio-nych komórkach dróg oddechowych, nie mo¿e byæ przenoszony bezporednio i prawdopodobnie przesko-czy³ z nietoperzy na ludzi przez ewolucyjne procesy w gospodarzach porednich, takich jak cywety (rodzi-na: wiwery Viverridae podrz¹d Herpestoidea) nale¿¹-ce do ssaków drapie¿nych.
Przeciwcia³a dla DPP4 hamuj¹ zaka¿enie wirusem pierwotnych nab³onkowych komórek ludzkich oskrzeli oraz komórek ludzkiej w¹troby (Huh-7). Ekspresja DPP4 ludzkiej i nietoperza w niewra¿liwych komór-kach COS-7 (komórki nerki ma³py afrykañskiej) umo¿-liwi³a ich zaka¿enie hCoV-EMC. U¿ycie bia³ka DPP4 ró¿nych gatunków zwierz¹t jako czynnego receptora wskazuje na potencjalny zasiêg gospodarzy wra¿li-wych na hCoV-EMC pomaga w zrozumieniu, jak ten i inne koronawirusy mog¹ przekraczaæ granice miê-dzygatunkowe. Jednak, w odró¿nieniu od SARS-Co, hCoV-EMC zaka¿a ³atwo komórki ró¿nego pochodze-nia, w³¹czaj¹c w to nietoperze, winie, ma³py i ludzi. Politropowy koronawirus tego typu jest czym wyso-ce niezwyk³ym, a z epidemiologicznego punktu wi-dzenia alarmuj¹cym.
Raj i wsp. w podsumowaniu stwierdzaj¹, ¿e zrozu-mienie patogenezy i epidemiologii tego wy³aniaj¹cego siê koronawirusa mo¿e u³atwiæ rozwój interwencyj-nych strategii w postaci terapeutycznego zwalczania zaka¿enia hCoV-EMC, a ponadto przysz³e badania po-winny byæ ukierunkowane na utworzenie skutecznych szczepionek, ³¹cznie z takimi, które spowoduj¹ powsta-nie przeciwcia³ zapobiegaj¹cych wi¹zaniu siê hCoV--EMC z DPP4.
Kliniczna próba onkolitycznego
immunoterapeutycznego wirusa krowianki JX-594 w raku w¹troby
Badania takie podjêli Heo i wsp. (7), którzy podaj¹, ¿e onkolityczne wirusy i czynne immunoterapeutyki wykazuj¹ dope³niaj¹ce siê dzia³ania w nowotworach. JX-594 jest onkolitycznym i immunoterapeutycznym szczepem wirusa krowianki, pozbawionym genu wi-rusowej kinazy tymidynowej (TK) dla nowotworowej selektywnoci, uzupe³nionym przez wstawienie dwu transgenów koduj¹cego ludzki czynnik stymuluj¹cy tworzenie kolonii granulocytów i makrofagów (GM--CSF granulocyte-macrophage colony stimulating factor) w celu pobudzenia swoistej odpornoci prze-ciwnowotworowej oraz beta-galaktozydazy, zastêpcze-go markera dla wykrycia ekspresji wirusowezastêpcze-go genu. Zadaniem JX-594 jest indukowanie zarówno zale¿nej
od wirusa onkolizy, jak i swoistej dla nowotworu od-pornoci humoralnej i komórkowej.
Autorzy podjêli próbê u¿ycia tego wirusa do lecze-nia 30 pacjentów z zaawansowanym rakiem w¹troby, podzielonych na dwie grupy. Nale¿¹cy do pierwszej otrzymywali ródw¹trobowo du¿¹, a drudzy dziesiê-ciokrotnie mniejsz¹ dawkê JX-594 w 1., 15. i 29. dniu. Wirus by³ dobrze tolerowany w obu dawkach. Anali-zowano krew, tkankê nowotworow¹ oraz radiograficz-ne obrazowanie dla oceny odpornoci przeciwnowo-tworowej. W ocenie indukcji humoralnej odpornoci przeciwnowotworowej u¿yto zale¿nej od dope³niacza cytotoksycznoci (CDC complement-dependent cyto-toxicity) w surowicy pacjentów. Badano te¿ odpornoæ komórkow¹ poziom cytotoksycznych limfocytów T indukowanych przez peptydy wirusa krowianki.
redni czas prze¿ycia ca³ej grupy pacjentów objêtej badaniem wynosi³ 9 miesiêcy, jednak w przeciwieñ-stwie do reakcji nowotworu na JX-594 oraz wskani-ków immunologicznych redni czas prze¿ycia pacjen-tów by³ wyranie zwi¹zany z u¿yt¹ dawk¹ JX-594 (wbrew przewidywaniom, ¿e ma to mniejsze znacze-nie, poniewa¿ wirus namna¿a siê w komórkach nowo-tworu). Wynosi³ on 6,7 miesi¹ca dla ma³ej, a 14,1 mie-si¹ca dla du¿ej, u¿ytej dawki JX-594 wirusa. Godne uwagi jest to, ¿e ma³a dawka wykaza³a wyran¹ ak-tywnoæ przeciwrakow¹. Leczenie JX-594 indukowa³o poliklonaln¹ odpowied humoraln¹.
Chocia¿ uzyskane wyniki wyjani³y ró¿ne mecha-nizmy dzia³ania u¿ytego leku dotycz¹ce jego replikacji oraz immunologicznej stymulacji, pozostaje jeszcze ocena znaczenia ka¿dego z tych mechanizmów. Jedy-n¹ zmienJedy-n¹, która korelowa³a z ogólnym trwaniem prze¿ycia, niezale¿nie od dawki, by³ ostry szczyt stê-¿enia JX-594 we krwi, przy czym znacz¹ce by³o, ¿e w grupie z wysok¹ dawk¹ by³o ono wy¿sze ni¿ stê¿e-nie progowe wymagane po do¿ylnym podaniu tego wirusa stwierdzonym w badaniach Breitbach i wsp. (1); tu autorzy nawi¹zuj¹ do tych wyników, które su-geruj¹, ¿e ogólnoustrojow¹ kontrolê nowotworu oraz przed³u¿enie czasu prze¿ycia mo¿na bêdzie uzyskaæ przez do¿ylne podawanie wysokich dawek JX-594. Na podstawie tej hipotezy korzyæ prze¿ycia przy dawce wysokiej by³aby najbardziej wyrana u pacjentów naj-bardziej nowotworowo obci¹¿onych.
Po omówieniu koniecznoci dalszych szczegó³o-wych badañ autorzy stwierdzaj¹ w zakoñczeniu pracy, ¿e onkolityczny i immunoterapeutyczny wirus kro-wianki JX-594 stwarza nadziejê leczenia zaawanso-wanych litych nowotworów oraz podstawy dla dal-szych prób klinicznych.
Interferon-
å
chroni ¿eñski uk³ad rozrodczy przed zaka¿eniem wirusowym i bakteryjnymBadania Funga i wsp. (5) wykaza³y, ¿e ten rodzaj interferonu, w odró¿nieniu od innych nale¿¹cych do typu I, nie jest indukowany przez znane receptory PRRs (pattern-recognition receptors), a wytwarzany
wy³¹cz-nie przez komórki nab³onkowe ¿eñskiego uk³adu roz-rodczego (FRT female reproductive tract) macicy, pochwy i jajnika, i jest regulowany hormonalnie.
Stwierdzono oko³o 30-krotne ró¿nice poziomów ekspresji IFN-å w czasie cyklu rujowego najni¿szy w okresie miêdzyrujowym, a najwy¿szy w czasie rui. W okresie ci¹¿y ekspresja tego interferonu ulega³a dra-stycznej redukcji w czasie implantacji zarodka. Stwier-dzono to te¿ u myszy z ci¹¿¹ rzekom¹ 4-5 dni po ich kryciu przez wasektemizowanych samców, co suge-ruje, ¿e matczyne hormony, a nie zarodek lub jego pro-dukty s¹ potrzebne do produkcji IFN-å. Nie powoduje tego równie¿ p³yn nasienny i sperma. Fluktuacje eks-presji s¹ prawdopodobnie zjawiskiem wtórnym w po-równaniu do zmian fizjologicznych i hormonalnych. W celu oceny tych za³o¿eñ autorzy usunêli myszom jajniki i podali im jajnikowe steroidowe hormony, co indukowa³o ponad 6-krotnie wy¿sz¹ ekspresjê IFN-å. Takiej hormonalnej regulacji nie obserwowano w eks-presji innych interferonów typu I.
Badanie szeregu tkanek wszystkich narz¹dów ko-biet potwierdzi³o brak ekspresji IFN-å za wyj¹tkiem luzówki macicy. W celu okrelenia, czy ludzki IFN--epsylon jest równie¿ regulowany w ró¿nych stanach hormonalnych, badano nab³onkowe komórki izolowane ze luzówki macicy szeciu kobiet w wydzielniczych albo proliferacyjnych stadiach cyklu menstruacyjnego lub po menopauzie. Ekspresja IFN-å by³a najwy¿sza w fazie proliferacyjnej, kiedy poziomy estrogenów by³y najwy¿sze, a oko³o 10-krotnie ni¿sze w sekrecyjnej fazie, gdy poziomy estrogenu by³y niskie, a progeste-ronu wysokie. U kobiet w okresie postmenopauzalnym IFN-å by³ w próbkach praktycznie niewykrywalny.
Wykazano ochronne dzia³anie IFN-å przed zaka¿e-niem ¿eñskiego uk³adu rozrodczego przez wirus opryszczki zwyk³ej typu 2. Myszy nie posiadaj¹ce genu IFN-å wykazuj¹ wzrost wra¿liwoci na subletalne dopochwowe zaka¿enie wirusem opryszczki zwyk³ej typu 2 (HS-2 herpes simplex virus 2) lub Chlamydia muridarum. Odmienne w³aciwoci IFN-å od innych interferonów typu 1 wyra¿aj¹ siê tym, ¿e tylko on chroni przed bakteriami Chlamydia, podczas gdy pozosta³e (wed³ug badañ innych autorów) zaostrzaj¹ chorobê. Wszystkie interferony typu 1 chroni¹ przed zaka¿e-niem HSV-2, lecz IFN-å dziêki swej ekspresji na ko-mórkach nab³onkowych zapewnia bezporedni¹ sku-tecznoæ w miejscu pierwszego kontaktu luzowych patogenów. Interesuj¹ce jest to, ¿e wzrost wra¿liwo-ci na zaka¿enia FRT u kobiet stosuj¹cych prostage-now¹ antykoncepcjê mo¿na by wyjaniæ obni¿eniem poziomów IFN-å. Autorzy podaj¹ w zakoñczeniu pra-cy, ¿e poniewa¿ seksualnie przekazywane zaka¿enia (STIs sexually transmitted infections) stwarzaj¹ wa¿-ne, globalwa¿-ne, zdrowotne i socjoekonomiczne proble-my, to charakterystyczne regulacyjne i ochronne w³a-ciwoci IFN-å mog¹ u³atwiæ rozwój nowych strategii zapobiegania oraz leczenia STIs, a tak¿e, byæ mo¿e, innych chorób.
Odrêbne funkcje grasiczych i pozagrasiczych regulatorowych limfocytów T w immunologicznej
hemeostazie
Wykazali to Josefowicz i wsp. (8), którzy na wstê-pie omówienia swych badañ nawi¹zuj¹ do artyku³u Maloya i Powriego (12), dotycz¹cego równowagi miê-dzy pro- i przeciwzapalnymi mechanizmami luzo-wych powierzchni eksponowanych na drobnoustroje oraz niedrobnoustrojowe obce substancje. Ta równo-waga umo¿liwia bardziej skuteczn¹ ochronê przed patogenami oraz prewencjê przed szkodliwymi zapal-nymi odpowiedziami zwi¹zazapal-nymi z alergi¹, astm¹ i zapaleniem jelit.
Regulatorowe limfocyty T (Treg) zapobiegaj¹ narz¹-dowej i tkankowej autoimmunizacji oraz zmianom zapalnym na powierzchniach b³on luzowych. Komór-ki te s¹ wytwarzane w grasicy (thymus st¹d ozna-czenie tTreg) oraz obwodowo (indukowane iTreg). Ich podwójne pochodzenie zak³ada podzia³ pracy miêdzy tTreg a iTreg w immunologicznej homeostazie.
Josefowicz i wsp. wykazali, ¿e wysoce selektywna blokada w ró¿nicowaniu siê limfocytów iTreg u myszy nie prowadzi do nieprowokowanej wielonarz¹dowej autoimmunizacji, zaostrzenia indukowanej autoimmu-nologicznej patologii lub wzrostu prozapalnych odpo-wiedzi pomocniczych limfocytów TH1 i TH17. Nato-miast u myszy z niedoborem limfocytów iTreg nast¹pi³ spontaniczny rozwój wyranie zaznaczonych stanów patologicznych typu TH2 na b³onach luzowych prze-wodu pokarmowego i p³uc z charakterystycznymi ce-chami alergicznego zapalenia i astmy. Ponadto brak iTreg powodowa³ zmianê drobnoustrojowego rodowi-ska jelit.
Te wyniki, zdaniem autorów, sugeruj¹, ¿e o ile limfo-cyty Treg powsta³e w grasicy wydaj¹ siê wystarczaj¹ce do kontroli uk³adowo i tkankowo-swoistej autoimmu-nizacji, to pozagrasiczne ró¿nicowanie limfocytów Treg wp³ywa na sk³ad komensalnego rodowiska mikrobioty i spe³nia odrêbn¹, podstawow¹ funkcjê w powstrzy-mywaniu alergicznego zapalenia TH2 na powierzchni b³on luzowych oraz astmy.
Udane próby leczenia chorób autoimmunologicznych paso¿ytami jelitowymi
Autorem tej zaskakuj¹cej na pozór metody terapii jest Weinstock (16). Twierdzi on, ¿e antybiotyki oraz poprawa warunków sanitarnych uwolni³y nas od wielu chorób zakanych, lecz osi¹gniêcia w zachowaniu hi-gieny odrobaczy³y znacznie ludzi w krajach rozwi-niêtych. Równoczenie w XX w. nast¹pi³ gwa³towny wzrost liczby ca³kiem nowego rodzaju chorób, takich jak zapalna choroba jelita grubego powodowanych przez procesy autoimmunologiczne dlaczego?
Czy to mo¿liwe, ¿e poprawa higieny przez uwol-nienie naszych cia³ od paso¿ytniczych robaków, po-dobnie jak korzystnych bakterii, otworzy³a drogê dla nowego problemu chorób autoimmunologicznych? Czy powtórne wprowadzenie paso¿ytniczych robaków
mo¿e ochroniæ ludzi przed tymi chorobami? W kilku prowadzonych klinicznych próbach u pacjentów z paln¹ chorob¹ jelit lub stwardnieniem rozsianym za-siedlenie robakami jelitowymi wykaza³o, ¿e takie le-czenie mo¿e byæ bezpieczne i skuteczne.
Na poparcie zale¿noci miêdzy spadkiem liczby zara¿eñ paso¿ytniczych a wzrostem liczby procesów autoimmunologicznych Weinstock przytacza szereg danych. W USA i w Europie choroba Crohna pojawi-³a siê najpierw w zamo¿nych populacjach ¿yj¹cych w higienicznych warunkach, w bardziej pó³nocnych szerokociach, gdzie ch³odniejsze temperatury mniej sprzyjaj¹ pochodz¹cym z gleby helmintom. Podobnie w Europie choroby autoimmunologiczne s¹ bardziej powszechne w bogatszej, zachodniej jej czêci ni¿ we wschodniej.
Gdy Weinstock przedstawi³ w latach 90. ubieg³ego wieku swoj¹ teoriê wspó³pracownikom z University of Iowa, niektórych zainteresowa³a ona i wyrazili chêæ uczestniczenia w takich badaniach, a inni s¹dzili, ¿e to ¿art. Zespó³ dysponowa³ wkrótce paso¿ytniczymi robakami oraz mysim modelem zapalnej choroby jelit. Mia³ te¿ wiadomoæ, ¿e podanie tym myszom jelito-wych robaków, takich jak Heligmosomoides, bakerii lub w³osog³ówki Trichuris muris z karm¹ przez zg³êb-nik lub jaj przywr drog¹ iniekcji, zapewnia ochronê zwierz¹t przed chorob¹ autoimmunologiczn¹.
W celu oceny skutecznoci terapii u ludzi u¿yto w³osog³ówki Trichuris suis, która zara¿a winie, ale mo¿e prze¿yæ przez kilka miesiêcy u cz³owieka, gdzie pozostaje w jelitach, nie przechodz¹c do krwi. Farme-rzy s¹ zwykle eksponowani na tego paso¿yta bez ja-kichkolwiek negatywnych nastêpstw. Autorzy zara¿ali winie jajami T. susis, izolowali od zwierz¹t dojrza³e robaki i hodowali je in vitro dostatecznie d³ugo, aby wytworzy³y jaja, które zbierano i oczyszczano do kli-nicznego u¿ycia. Pierwszy pacjent z ciê¿k¹ chorob¹ Crohna pobra³ doustnie w napoju 2500 tych prawie mikroskopijnych jaj. Po szeciu tygodniach czasie potrzebnym, aby z jaj wykszta³ci³y siê doros³e robaki nie stwierdzono ¿adnych ujemnych skutków, nato-miast nast¹pi³o z³agodzenie objawów trwaj¹ce kilka tygodni. W dalszej próbie takiego leczenia u trzech kolejnych pacjentów z chorob¹ Crohna oraz trzech z wrzodziej¹cym zapaleniem okrê¿nicy stwierdzono wyran¹ poprawê lub zupe³n¹ remisjê.
W koñcu jaja T. suis podawano co dwa tygodnie przez 24 tygodnie 29 pacjentom z chorob¹ Crohna. Po tym czasie u 80% z nich stwierdzono z³agodzenie ob-jawów, a u 72% remisjê bez ¿adnych skutków ubocz-nych. W innej próbie leczenia 54 pacjentów z wrzo-dziej¹cym zapaleniem okrê¿nicy po 12 tygodniach nast¹pi³a poprawa zdrowia u 43% leczonych helmin-tami, a tylko u 17% otrzymuj¹cych placebo.
Tak dobre wyniki spowodowa³y, ¿e kilka firm far-maceutycznych podjê³o siê produkcji jaj T. suis jako leku zaaprobowanego przez amerykañsk¹ FDA i euro-pejsk¹ Medicines Agency.
Niezale¿nie od dalszych prób takiego leczenia du-¿ych grup, np. prawie 300 pacjentów z chorob¹ Crohna w Niemczech, firma Coronado Biosciences w Burling-ton, Massachusetts, oprócz choroby Crohna zajmuje siê te¿ badaniem przydatnoci tej metody w leczeniu stwardnienia rozsianego i autyzmu, a tak¿e wrzodzie-j¹cego zapalenia okrê¿nicy, ³uszczycy, cukrzycy I typu oraz innych chorób t³a immunologicznego.
Niektórzy badacze wyra¿aj¹ obawê, ¿e helminty mog¹ os³abiæ uk³ad odpornociowy pacjenta i uczyniæ go wra¿liwym na niektóre choroby zakane, nawet przy troskliwej opiece lekarskiej. Weinstock uwa¿a takie ryzyko za ma³o znacz¹ce. Bior¹c pod uwagê brak efek-tów ubocznych terapii helmintami, zachorowalnoæ wskutek chorób autoimmunologicznych oraz toksycz-noæ wspó³czesnych metod ich leczenia przewy¿szaj¹ ryzyko ekspozycji na helminty.
Autor podaje trzy g³ówne mechanizmy ich dzia³a-nia na uk³ad odpornociowy. Pierwszy, to powodowa-nie zmian aktywuj¹cych limfocyty T regulatorowe (Treg), które t³umi¹ odpowiedzi odpornociowe i ha-muj¹ autoimmunizacjê przez np. wzrost produkcji cz¹-steczek regulacyjnych, takich jak interleukina-10 i transformuj¹cy wzrost czynnika-beta (transforming growht factor-beta). W drugim mechanizmie helmin-ty dzia³aj¹ na inne komórki regulatorowe komórki dendrytyczne i makrofagi. To zapobiega w³¹czeniu niebezpiecznych efektorowych limfocytów T, co zwy-kle prowadzi do zapalenia i choroby.
Te dwa podane mechanizmy chroni¹ przed autoim-munizacj¹ w identycznych sposób. Autor i wsp. stwier-dzili, ¿e je¿eli zablokuje siê regulatorowe limfocyty T lub regulatorowe komórki dendrytyczne u zara¿onych helmintami myszy, zwierzêta s¹ wci¹¿ chronione przed rozwojem zapalenia okrê¿nicy. Ta redundancja jest jedn¹ z przyczyn, dlaczego helminty s¹ tak skuteczne w opanowaniu tych chorób autoimmunologicznych.
Istot¹ trzeciego mechanizmu dzia³ania helmintów jest wywo³ana przez nie zmiana bakteryjnego sk³adu flory jelitowej. Wyniki badañ na myszach sugeruj¹, ¿e helminty sprzyjaj¹ wzrostowi jelitowych mikroorga-nizmów uwa¿anych za probiotyczne, co pomaga utrzy-maæ tam zdrowie.
Lepsze poznanie istoty zmian indukowanych przez helminty umo¿liwi bardziej dok³adne zrozumienie, jak rozwija siê proces autoimmunizacji, a tak¿e wska-¿e wiêcej metod leczenia z wykorzystaniem helmin-tów lub czynników naladuj¹cych ich dzia³anie w je-litach.
W zakoñczeniu artyku³u Weinstock stwierdza, ¿e zabiegi higieniczne oraz programy szczepieñ maj¹ce na celu eliminacjê infekcji jelitowych oraz innych bar-dzo poprawi³y w ubieg³ych 100 latach jakoæ ¿ycia, lecz teraz zadaniem jest powtórne wprowadzenie tych organizmów ludziom w sposób kontrolowany, aby zapobiec chorobom na tle autoimmunologicznym bez zwiêkszenia ryzyka powa¿nych zaka¿eñ.
Mechanizm nabywania rezystencji nowotworów na immunoterapiê
Wyjaniaj¹ go badania Landsberga i wsp. (10) wy-konane na mysim modelu czerniaka, omówione przez Ribasa i Tumaha (15). Immunoterapia raka, której ce-lem jest zainicjowanie lub pobudzenie odpowiedzi immunologicznej na nowotwór, obci¹¿ona jest wad¹ rozwoju nabytej rezystencji. Wyra¿a siê to tym, ¿e u wielu pacjentów po pocz¹tkowym pozytywnym efek-cie leczenia, póniej brak go i nastêpuje nawrót nowo-tworu.
Ma³o wiemy o mechanizmach nabytej rezystencji u pacjentów leczonych adoptywnym transferem komó-rek (ACT adoptive cell transfer). Najbardziej po-wszechnym ród³em antygenowo-swoistych komórek do ACT s¹ infiltruj¹ce limfocyty T (TILs tumour infiltrating lymphocytes) lub limfocyty krwi pobrane od pacjenta i zmodyfikowane przed powtórnym mu ich wprowadzeniem. W przypadku TILs posiadaj¹cych ju¿ nowotworow¹ swoistoæ powoduje to powiêksze-nie populacji i aktywowapowiêksze-nie komórek. W terapiach u¿ywaj¹cych limfocytów T krwi, które nie by³y pier-wotnie swoiste dla nowotworu, receptory antygenów komórkowych s¹ najpierw genetycznie zmienione tak, aby rozpoznawa³y antygeny nowotworowe.
Landsberg i wsp. podjêli badania wyjanienia zja-wiska rezystencji nowotworów na immunoterapiê przy u¿yciu mysiego modelu czerniaka i ACT genetycznie zmodyfikowanych limfocytów T, odpowiadaj¹cego klinicznemu przebiegowi obserwowanemu u ludzi. Szeroko akceptowanym pogl¹dem na sposób, w jaki rozwija siê rezystencja na terapiê ACT, jest za³o¿enie, ¿e nowotwory zawieraj¹ ma³¹ liczbê komórek (nazy-wanych podklonami) zmienionych genetycznie, co przynosi im korzyæ proliferacyjn¹ w odpowiedzi na atak komórek odpornociowych. Natomiast Landsberg i wsp. stwierdzili, ¿e zapalna odpowied zainicjowa-na przez ACT powoduje, ¿e czêæ komórek czerniaka traci³ niektóre antygeny okrelaj¹ce je jako rakowe. Zjawisko to autorzy okrelaj¹ jako dedyferencjacjê. Stanowi to klucz do ich nowej hipotezy rozwoju re-zystencji nowotworowej: limfocyty T przeniesione w ACT s¹ przeznaczone do atakowania antygenów swoistych dla nowotworów, lecz komórki nowotwo-rowe w czasie immunoterapii trac¹ w³anie te antyge-ny i nie s¹ ju¿ rozpoznawane przez limfocyty T, co powoduje rezystencjê na terapiê.
Autorzy zidentyfikowali równie¿ cz¹steczkê sygnali-zuj¹c¹ komórkê prozapaln¹. Jest ni¹ czynnik martwicy nowotworu alfa (TNF-alfa tumor necrosis factor-alfa), decyduj¹cy czynnik w tej komórkowej zmianie. Wyka-zali te¿, ¿e zmiana ta jest odwracalna, co oznacza, ¿e komórki rakowe mog¹ odzyskaæ ekspresjê antygenów, gdy przerwie siê leczenie i ust¹pi stan zapalny.
Ribas i Tumah (15) pisz¹ w komentarzu, ¿e taki mechanizm opornoci nabytej nowotworu opisany przez Landsberga i wsp. stwierdzono dot¹d tylko
w modelu mysiego czerniaka, ale je¿eli podobne zja-wiska stwierdzi siê u pacjentów, wtedy otworzy to nowe drogi ulepszenia leczenia opartego na ACT. Na przyk³ad, poniewa¿ mechanizm mo¿e byæ ograniczo-ny do utraty pewograniczo-nych antygenów nowotworowych, to równoczenie kilka tak nacelowanych antygenów ró¿-nych klas mo¿e przez przeniesienie mieszanej popu-lacji limfocytów T opóniæ lub zapobiec. Podobny efekt mo¿na uzyskaæ przez zapobie¿enie ekspresji TNF-alfa, który wydaje siê kluczow¹ zapaln¹ dro-bin¹ indukuj¹ca utratê antygenu przez komórki nowo-tworowe. Z drugiej strony, poszerzenie odpowiedzi immunologicznej przez po³¹czenie ACT z innymi czynnikami wspomagaj¹cymi odpornoæ, takimi jak anty CTLA-4 (cytotoxic T-lymphocyte-asociated an-tygen-4 zwi¹zany z limfocytem T cytotoksycznym) lub przeciwcia³ami anti-PD-1 (PD-1 programmed cell death 1, zaprogramowana mieræ komórki) mog³oby zminimalizowaæ zale¿noæ terapii od rozpoznania po-jedynczego antygenu i tym samym utrudniæ jej unik-niêcie komórkom nowotworowym. Komentarz koñ-czy siê stwierdzeniem, ¿e identyfikuj¹c mechanizm, dziêki któremu nowotwory przystosowuj¹ siê do uni-kania terapii ACT, Landsberg i wsp. stworzyli podsta-wê dla kilku podejæ opanowania tego problemu u pa-cjentów.
ród³o rozwoju regulatorowych limfocytów T zwi¹zanych z nowotworem
By³o to przedmiotem badañ Malchowa i wsp. (11) skomentowanych przez Joshiego i Jacksa (9). Regu-latorowe limfocyty T (Treg) maj¹ decyduj¹ce znacze-nie w zapobieganiu procesom autoimmunologicznym, zachowaniu odpornociowej homeostazy oraz w su-presji odpornoci przeciwnowotworowej. Dla wielu ludzkich raków obfitoæ limfocytów Tregs w zmianach nowotworowych jest prognostykiem z³ego klinicznego zejcia, co wskazuje, ¿e komórki te odgrywaj¹ funk-cjonaln¹ rolê w rozwoju raka. Co wiêcej, ostre usu-niêcie Tregs w modelowych transplantach raka powo-duje bardziej wyrane immunologiczne odpowiedzi przeciwnowotworowe, jednak stosunkowo ma³o wia-domo, w jaki sposób Tregs infiltruj¹ nowotwory lub jak siê formuj¹.
Dla wyjanienia tych spraw Malchow i wsp. u¿yli modelu myszy z genetycznie wywo³anym nowotwo-rem prostaty i stwierdzili, ¿e nowotwory s¹ stale infil-trowane przez populacjê limfocytów Tregs posiadaj¹-cych pojedynczy powierzchniowy receptor TCR (T cell receptor), oznaczony jako MJ23, odmienny od TCRs obecnych na zwyk³ych limfocytach T infiltruj¹cych nowotwór. Ponadto ten TCR jest swoisty dla anty-genu bêd¹cego wyrazem ekspresji normalnej tkanki prostaty. Tak wiêc ta populacja Treg nie by³a wyselek-cjonowana na podstawie ekspresji nowego antygenu przez rozwijaj¹cy siê nowotwór, natomiast sprawna w rozpoznawaniu antygenu tkanki, w której powsta³ nowotwór, w tym przypadku tkanki prostaty.
Wykazano nastêpnie, ¿e MJ23TCR by³ wystarcza-j¹cy do pobudzenia rozwoju Treg w grasicy oraz ¿e ten proces wymaga dzia³ania autoimmunologicznego re-gulatora (Aire autoimmune regulator). Powodowa³o to nagromadzenie Tregs w przynale¿nych do prostaty wêz³ach ch³onnych samców myszy, niezale¿nie od posiadania przez nie nowotworu. Ekspresja MJ23TCR powodowa³a równie¿ rozwój naturalnych Tregs u sa-mic myszy, które nie maj¹ przecie¿ prostaty, lecz prawdopodobnie s¹ nosicielami genu koduj¹cego taki antygen. Dane te sugeruj¹ model, w którym populacje tkankowo-swoistych Tregs zwiêkszaj¹ siê w czasie gra-sicznego rozwoju, a nastêpnie gromadz¹ w obwodo-wych tkankach na podstawie antygenowego rozpozna-nia (tu autorzy komentarza zamieszczaj¹ dotycz¹c¹ tego rycinê), a gdy rozwija siê nowotwór, te ju¿ istnie-j¹ce, osiad³e w tkankach Tregs s¹ werbowane do nowo-tworowego mikrorodowiska, umo¿liwiaj¹c im miej-scow¹ immunosupresjê. Budzi to dodatkowe pytania, dotycz¹ce roli tych komórek w rozwoju raka, np. czy tkankowo-swoiste Tregs znalezione w nowotworze pro-staty aktywnie hamuj¹ przeciwnowotworowe reakcje odpornociowe? Jaka jest funkcja u zwierz¹t nie ma-j¹cych raka? Interesuj¹ce by³oby te¿ okrelenie, czy Tregs infiltruj¹ce odleg³e przerzuty s¹ swoiste dla anty-genów tkanki pierwotnej nowotworu, czy tkanki, do której nast¹pi³ przerzut.
Zdaniem Malchowa i wsp. (11), uzyskane przez nich wyniki wykaza³y, ¿e nowotwór nie uruchamia na nowo nowotworowo swoistej konwersji swoistych dla
nie-go efektorowych limfocytów CD4+ w limfocyty T
regs, natomiast rekrutuje ju¿ istniej¹ce grasicze Tregs reagu-j¹ce z w³asnymi antygenami narz¹du rozwoju raka. W zakoñczeniu omówienia wyników badañ autorzy komentarza stwierdzaj¹, ¿e zrozumienie szerszego ze-stawu mechanizmów rz¹dz¹cych lokalizacj¹ i funkcj¹ Tregs w raku pomo¿e naprowadziæ na znalezienie odpo-wiednich terapii ukierunkowanych na tê wa¿n¹ grupê komórek u pacjentów z rakiem.
Pimiennictwo
1.Breitbach C. J., Burke J., Jonker D., Stephenson J., Haas A. R., Chow L. Q. M., Nieva J., Hwang T. H., Moon A., Patt R., Pelusio A., LeBoueuf F., Burns J., Evgin L., De Siva N., Cvancic S., Robertson T., Je J.-E., Lee Y. S., Parato K., Diallo J. S., Fenster A., Daneshmant M., Bell J. C., Kirn D. H.: Intravenous delivery of multi-mechanistic cancer-targetet oncolytic poxvirus in humans. Nature 2011, 477, 99-102.
2.Butler D.: Clusters of coronavirus cases put scientis on alert. Nature 2012, 492, 166-167.
3.Butler D.: Receptor for new coronavirus found. Nature 2013, 495, 149-150. 4.Ensering M.: War stories. Science 2013, 339, 1264-1268.
5.Fung K. Y., Mangan N. E., Cumming H., Horvat J. C., Mayall R., Stifter S. A., De Werd N., Roisman L. C., Rossjohn J., Robertson S. A., Schjenken J. E., Parker B., Gargett C. E., Nguyen H. P. T., Carr D. J., Hansbro P. M., Hertzog P. J.: Interferon-protects the female reproductive tract from viral and bacterial infection. Science 2013, 339, 1088-1092.
6.Galagher T., Perlman S.: Broad reception for coronavirus. Nature 2013, 495, 176-177.
7.Heo J., Reid T., Rao L., Breitbach C. J., Rose S., Bloomston M., Cho M., Lim H. Y., Chung H. C., Kim C. W., Burke J., Lencioni R., Hickman T., Moon A., Lee Y. S., Kim M. K., Daneshmand M., Dubois K., Longpre L., Ngo M., Rooney C., Bell J. C., Rhee B. G., Patt R., Hwang T. H., Kirn D. H.: Rando-mized dose-finding clinical trial of oncolytic immunoterapeutic vaccinia JX-594 in liver cancer. Nature Med. 2013, 19, 329-336.
8.Josefowicz S. Z., Niec R. E., Kim H. Y., Treuting P., Chinen T., Umetsu D. T., Rudensky A. Y.: Extrathymically generated regulatory T cells control mucosal TH2 inflammation. Nature 2012, 482, 395-399.
9.Joshi N. S., Jacks T.: Guilty by association. Science 2013, 339, 1160-1161. 10.Landsberg J., Kohlmeyer J., Renn M., Bald T., Rogava M., Cron M., Fatho M.,
Lennerz V., Woelfel T., Hoelzel M., Tuetig T.: Melanomas resist T-cell therapy through inflammation-induced reversible dedifferentiation. Nature 2012, 490, 412-416.
11.Malchow S., Leventhal D. S., Nishi S., Fischer B. I., Shen L., Paner G. P., Smit A. S., Kang C., Geddes J. E., Allison J. P., Socci N. D., Savage P. A.: Aire-dependent thymic development of tumor-associated regulatory T cells. Science 2013, 339, 1219-1224.
12.Maloy K. J., Powrie F.: Intestinal homeostasis and its breakdown in inflam-matory bowel dissesase. Nature 2011, 474, 298-306.
13.Normile D.: Understanding the enemy. Science 2013, 339, 1269-1273. 14.Raj V. S., Mou H., Smits S. L., Dekkers D. H. W., Mueller M. A., Dijkman R.,
Muth D., Demmers J. A. A., Zaki A., Fouchier R. A. M., Thiel V., Drosten C., Rottier P. J. M., Osterhaus A. D. M., Bosch B. J., Hagmans B. L.: Dipeptidyl peptidase 4 is a funstional receptor for the emerging human coronavirus--EMC. Nature 2013, 495, 251-254.
15.Ribas A., Tumah P. C.: Tumors switch to resist. Nature 2012, 490, 347-348. 16.Weinstock J. V.: The worm returns. Nature 2012, 491, 183-185.
Adres autora: prof. dr hab. Zdzis³aw Larski, ul. Puszkina 8/10, 10-294 Olsztyn
