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Oct 18, 2023

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BMC Medicine volume 21, numero articolo: 161 (2023) Citare questo articolo

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Il tasso di risposta obiettiva dei pazienti con cancro del colon-retto metastatico (mCRC) con elevata instabilità dei microsatelliti (MSI-H) trattati in monoterapia di prima linea con proteina 1 della morte cellulare programmata (PD-1) è solo del 40-45%. Il sequenziamento dell'RNA a cellula singola (scRNA-seq) consente un'analisi imparziale dell'intera varietà di cellule che compongono il microambiente tumorale. Pertanto, abbiamo utilizzato scRNA-seq per valutare le differenze tra i componenti del microambiente tra i gruppi resistenti alla terapia e quelli sensibili alla terapia nel mCRC con deficit di riparazione MSI-H/mismatch (dMMR). I tipi cellulari e i geni correlati alla resistenza identificati da questa analisi sono stati successivamente verificati in campioni clinici e modelli murini per rivelare ulteriormente il meccanismo molecolare della resistenza anti-PD-1 nell'mCRC MSI-H o dMMR.

La risposta delle lesioni primarie e metastatiche alla monoterapia di prima linea anti-PD-1 è stata valutata mediante radiologia. Le cellule provenienti da lesioni primarie di pazienti con mCRC MSI-H/dMMR sono state analizzate utilizzando scRNA-seq. Per identificare i geni marcatori in ciascun cluster, sono stati identificati cluster cellulari distinti e sottoposti ad analisi di sottocluster. Quindi, è stata costruita una rete di interazione proteina-proteina per identificare i geni chiave. Sono state applicate l'immunoistochimica e l'immunofluorescenza per verificare i geni chiave e le molecole marcatori cellulari nei campioni clinici. Sono stati eseguiti immunoistochimica, PCR quantitativa in tempo reale e western blotting per esaminare l'espressione di IL-1β e MMP9. Inoltre, l'analisi quantitativa e la selezione delle cellule soppressorie di derivazione mieloide (MDSC) e delle cellule T CD8+ sono state eseguite utilizzando la citometria a flusso.

Le risposte tumorali in 23 pazienti con mCRC MSI-H/dMMR sono state valutate mediante radiologia. Il tasso di risposta obiettiva è stato del 43,48% e il tasso di controllo della malattia è stato del 69,57%. L’analisi ScRNA-seq ha mostrato che, rispetto al gruppo resistente al trattamento, il gruppo sensibile al trattamento ha accumulato più cellule T CD8+. Esperimenti sia con campioni clinici che con topi hanno indicato che l'infiltrazione di MDSC guidate da IL-1β e l'inattivazione delle cellule T CD8+ contribuiscono alla resistenza anti-PD-1 nel CRC MSI-H/dMMR.

Le cellule T CD8+ e IL-1β sono state identificate rispettivamente come il tipo di cellula e il gene con la più alta correlazione con la resistenza anti-PD-1. L'infiltrazione di MDSC guidate da IL-1β è stata un fattore significativo nella resistenza anti-PD-1 nel CRC. Si prevede che gli antagonisti dell’IL-1β vengano sviluppati come nuovo trattamento per la resistenza agli inibitori anti-PD-1.

Rapporti di revisione tra pari

Il cancro del colon-retto (CRC) è uno dei tumori maligni del tratto digestivo più comuni e ha il secondo più alto tasso di mortalità e il terzo più alto tasso di incidenza tra tutti i tumori maligni [1]. Sebbene le strategie di diagnosi e trattamento per il CRC siano migliorate rapidamente negli ultimi anni, la prognosi è sfavorevole per molti pazienti affetti da CRC. Molti pazienti non vengono diagnosticati finché non sono già in stadi avanzati della malattia, il che rappresenta un ostacolo significativo a un trattamento efficace.

L'espressione delle proteine ​​correlate al deficit di riparazione del mismatch (dMMR) e allo stato di instabilità elevata dei microsatelliti (MSI-H) è stata ampiamente riconosciuta come preziosa per prevedere l'efficacia dell'immunoterapia nei pazienti con CRC. Rispetto alle tradizionali terapie antitumorali, l’immunoterapia ha migliorato in una certa misura il tasso di risposta obiettiva (ORR) dell’mCRC MSI-H [2, 3]. Tuttavia, l’ORR dei pazienti con mCRC MSI-H/dMMR trattati in monoterapia di prima linea con la proteina 1 della morte cellulare programmata (PD-1) è stato solo del 43,8% [4]. Pertanto, più della metà dei pazienti non beneficia dell’immunoterapia o della chemioterapia ± terapia mirata a causa del fenotipo MSI-H [5]. In considerazione di ciò, questo studio si propone di esplorare il meccanismo della resistenza anti-PD-1 nei pazienti con mCRC MSI-H.

ScRNA-seq ha contribuito a una migliore comprensione del panorama immunitario nei pazienti con MSI-H, che a sua volta ha offerto nuove intuizioni sui meccanismi dell’immunoterapia. Studi precedenti si sono concentrati principalmente sul meccanismo della resistenza immunitaria nel mCRC stabile ai microsatelliti (MSS). Diversi studi hanno rivelato il meccanismo molecolare della terapia con antagonisti CD40 e CD73 a livello di singola cellula, fornendo una possibile base teorica per il loro trattamento combinato con inibitori del checkpoint immunitario per MSS mCRC [6,7,8]. Tuttavia, il meccanismo della resistenza al PD-1 nei pazienti con mCRC MSI-H non è ancora chiaro. Pertanto, il confronto del microambiente immunitario tra i gruppi resistenti agli anti-PD-1 e quelli sensibili agli anti-PD-1 mediante scRNA-seq potrebbe aiutare a chiarire i meccanismi alla base della resistenza all'immunoterapia nei pazienti con mCRC MSI-H.