Исследователи из Johns Hopkins Medicine обнаружили, что организация различных типов иммунных клеток в опухолях поджелудочной железы связана с тем, насколько хорошо пациенты с раком поджелудочной железы реагируют на лечение и как долго они выживают. Новые результаты, опубликованные 16 сентября в журнале Cancer Research , могут в конечном итоге привести к новым способам лечения рака поджелудочной железы, который имеет самый высокий уровень смертности среди всех основных видов рака.

Картирование расположения определенных иммунных клеток, связанных с опухолью, может стать новым биомаркером для прогнозирования выживаемости пациентов. Мы надеемся, что наши результаты не только приведут к лучшему фундаментальному пониманию рака, но и дадут прогностическое руководство для клиницистов, лечащих рак поджелудочной железы».

Александр Попель, доктор философии, профессор биомедицинской инженерии и директор лаборатории системной биологии Медицинской школы Университета Джона Хопкинса и член Онкологического центра имени Сидни Киммела имени Джона Хопкинса

По оценкам Национального института рака, в 2022 году более 62 000 американцев будут диагностированы с раком поджелудочной железы и почти 50 000 умрут от этой болезни. В среднем только около 10% людей с раком поджелудочной железы выживают в течение пяти лет. Трудно предсказать, какие пациенты с наибольшей вероятностью отреагируют на несколько существующих методов лечения; исследователи уже давно ищут дополнительные инструменты — клетки, молекулы или гены — которые стратифицируют пациентов с раком поджелудочной железы по выживаемости.

В последние годы ученые, изучающие многие виды рака, обнаружили важность нераковых клеток, молекул и кровеносных сосудов, окружающих опухоль, называемых микроокружением опухоли. Частью этого микроокружения опухоли являются иммунные клетки; у некоторых есть способность нацеливаться на опухоль для разрушения, в то время как другие помогают опухоли уклоняться от иммунной системы.

В предыдущих исследованиях рака поджелудочной железы исследователи подсчитали, сколько иммунных клеток присутствует в микроокружении опухоли, и не обнаружили связи с результатами лечения пациентов, но Попел и аспирант Университета Джона Хопкинса Хаоян Ми выдвинули гипотезу, что физическое расположение иммунных клеток может быть более важным, чем общее количество.

В новом исследовании Попель, Ми и сотрудники Орегонского университета здоровья и науки использовали метод, называемый мультиплексной иммуногистохимией, для точного определения местоположения 27 различных иммунных молекул в хирургически резецированных опухолях у 45 человек с аденокарциномой протоков поджелудочной железы — наиболее распространенной формой рака поджелудочной железы. . Пациенты составляли 52% женщин, средний возраст 63,5 года, и у них были все стадии рака, при этом у 41% участников рак распространился как минимум на четыре лимфатических узла.

Молекулы, обнаруженные в разных комбинациях на поверхности разных типов иммунных клеток, соответствуют относительному расположению подтипов иммунных клеток.

Затем они разработали новые вычислительные алгоритмы для анализа того, как количество, расположение и форма этих клеток различались у пациентов, которые прожили дольше или меньше среднего времени выживания, равного 619 дням.

«С помощью разработанных нами вычислительных подходов мы проанализировали не только плотность каждого типа клеток, но и то, как они взаимодействуют друг с другом в пространственной архитектуре опухолей», — говорит Ми, первый автор новой статьи.

Исследователи обнаружили, что среди 22 пациентов, проживших меньше среднего (в среднем 313 дней), иммунные клетки, называемые миеломоноцитами IL-10+, как правило, располагались рядом с скоплением гранзимных B+ CD8+ Т-клеток (или цитотоксических Т-лимфоцитов) . . Среди 23 пациентов, проживших дольше среднего (в среднем 832 дня), одни и те же миеломоноциты были в большей степени сгруппированы рядом с другим типом Т-клеток, известным как PD-1+ CD4+ Т-клетки (или активированные хелперные Т-клетки).

Ми говорит, что в свете того, что известно о функции каждой из этих иммунных клеток, результаты имеют смысл. Каждый тип клеток действует как тормоз для другого. Цитотоксические Т-лимфоциты вырабатывают токсин, который может убивать раковые клетки, но исследователи предполагают, что среди кратковременно выживших — близлежащие миеломоноциты блокируют эту способность. Однако у долгоживущих, по их мнению, активированные хелперные Т-клетки выключают миеломоноциты, что, в свою очередь, позволяет цитотоксическим Т-лимфоцитам более эффективно бороться с раком.

Исследователи говорят, что необходимы дополнительные исследования для проверки этих гипотез о том, как клетки взаимодействуют в микроокружении опухоли поджелудочной железы, а также для определения того, может ли нацеливание на какой-либо из типов клеток привести к новым иммунотерапиям рака поджелудочной железы. Но исследователи надеются, что дополнительные исследования подтвердят, что связь микроокружения опухоли с выживаемостью может предоставить клиницистам прогностическую информацию и потенциально направить пациентов к определенным видам лечения или клиническим испытаниям.

Среди других исследователей, которые внесли свой вклад в исследование, были Элизабет Джаффи из Онкологического центра Киммела имени Джона Хопкинса и Шамилен Сивагнам, Кортни Беттс, Шеннон Людал и Лиза Куссенс из Орегонского университета здравоохранения и науки.

Исследование было поддержано Национальным институтом здравоохранения, Институтом рака Найта и Центром лечения поджелудочной железы OHSU-Бренден-Колсон.