TUMOR IMMUNOLÓGIA. TÖBB MINT 100 ELTÉRŐ TUMOR TÍPUS SOK LÉPÉSES TUMOR KIALAKULÁS (TUMORIGENESIS) A TUMOR GENOM DINAMIKUS VÁLTOZÁSA –Genetikai instabilitás.

Az előadások a következő témára: "TUMOR IMMUNOLÓGIA. TÖBB MINT 100 ELTÉRŐ TUMOR TÍPUS SOK LÉPÉSES TUMOR KIALAKULÁS (TUMORIGENESIS) A TUMOR GENOM DINAMIKUS VÁLTOZÁSA –Genetikai instabilitás."— Előadás másolata:

1 TUMOR IMMUNOLÓGIA

2 TÖBB MINT 100 ELTÉRŐ TUMOR TÍPUS SOK LÉPÉSES TUMOR KIALAKULÁS (TUMORIGENESIS) A TUMOR GENOM DINAMIKUS VÁLTOZÁSA –Genetikai instabilitás –Onkogének – domináns funkció szerzéses változás ‘gain of function’ –Tumor szuppresszor gének – recesszív funkció vesztéses változás ‘loss of function’ PROGRESSZÍV TRANSZFORMÁCIÓ –Pre-malignus –Malignus –Metasztázis képesség TUMOROK FÜGGETLEN AZ IMMUNRENDSZERTŐL

3 Benignus vagy malignus tumorok

4 ONKOGÉNEK AKTIVÁCIÓJA TUMOR SZUPRESSZOR GÉNEK INAKTIVÁCIÓJA Korlátlan szaporodó képesség Folyamatos angiogenezis Szöveti migráció és metasztázis SZERZETT SAJÁTSÁGOK Ismert szabályozásai útvonalak károsodása Az immunrendszer számára felismerhető közös tumor-asszociált antigének (TAA) és egyedi tumor- specifikus antigének (TSA) jelennek meg POTENCIÁLIS IMMUNTERÁPIÁS CÉLPONT Önálló növekedési faktor szignálok Érzéketlenség a növekedést gátló faktorokkal szemben Apoptózis elkerülése Szöveti sejt Tumor sejt Hanahan D és Weinberg RA 2000 Cell TUMORIGENEZIS Genetikai betegség, bármely szövet típust érintheti, monoklonális eredet

5 Normál epitel sejtek 2 APC mutáció Örökletes Adenomás polip 1 Ras mutáció Adenomás polip 2 p53 mutáció Colon carcinoma Kromoszóma transzlokáció Metasztatizáló colon carcinoma A tumor képződés „multi-hit” modelje Knudson A.G. 2001 Az immunrendszer reakciója TOLERANCIA FELISMERÉS Tumor antigének Egyedi TSA Közös TAA CEA TOLERANCIAIMMUNVÁLASZ VESZÉLY TERMÉSZETES/SZERZETT IMMUNITÁS

6 OnkogénAsszociált neoplazia c-erb-B2Mell és petefészek karcinoma rasSokféle karcinoma és leukémia c-sisGliomák c-ablKrónikus mieloid leukémia, akut limfocitás leukémia c-mycLimfómák BRCA-1Mell és petefészek karcinoma APCVastagbél adenocarkinomák NF-1Neurofibromák és neurofibroszarkómák RbRetinoblasztómák, oszteoszarkómák, kis sejtes tüdő karcinómák p53Sok karcinóma bcl-2Krónikus limfocitás leukémia, limfómák A KÜLÖNBÖZŐ ONKOGÉNEK MEGHATÁROZOTT NEOPLÁZIÁKHOZ KAPCSOLÓDNAK

7 A neoplázia első lépése a sejtes transzformáció. A normál epitélium metapláziáját lapos epitéliummá a dohányzás okozta krónikus irritáció váltja ki. A neoplázia következő lépése. A normál cervikális lapos epitélium diszplasztikus lapos epitéliummá válik. A diszplázia kóros növekedésű epitélium, de megfordítható folyamat. normal lapos Diszplasztikus lapos normal metaplasztikus lapos GÉGECSŐ EPITÉLIUM CERVIKÁLIS EPITÉLIUM A sejtes transzformációt (neoplázia) potenciálisan visszafordítható folyamatok előzik meg: Metaplázia: a normál epitélium kicserélődése egy másfajta epitéliummá. A kiváltó ok megszűnésével visszafordítható. Diszplázia: az epitélium rendezetlen növekedése és érése, ami szintén visszafordítható a kiváltó ok megszüntetésekor.

8 Honnan tudjuk, hogy az immunrendszer folyamatosan Pusztítja az abnormális, potenciálisan tumorképző sejteket? Számos immundeficiencia esetében magasabb a tumorok kialakulásának valószínűsége Transzplantáció--- vastagbél- tüdő- hólyag-, veserák EBV-indukált limfóma Immundeficiens egerekben nő a tumorképződéd esélye A tumorok konstans immunszelekció alatt kell hogy túléljenek Immunosurveillance

9 Tumorok MHC-függő kilökődése Az Immunosurveillence mechanoizmusa Azonos a virusellenes immunválasz mechanizmusával

10 „Fertőző tumorok….. aTasmanian ördög populációi erősen beltenyésztettek Kb 2/3 Mo-nyi terület Lakosság 500 000

11 A TUMOR ELLENES IMMUNVÁLASZ Rejtőzködő, változó, osztódó és fejlődő célpont Immun „surveillence” –Kevés nem-saját antigen –Kevéssé immunogén –B és T limfociták ismerik fel Tolerancia kiváltása –Tumor antigének léteznek –Elsősorban T limfociták ismerik fel –Nincs veszély jel, nem megfelelő prezentáció TUMOR ANTIGÉNEK Tumor asszociált antigének – TA Normál sejtekben is megjelennek Aberrált/másként regulált kifejeződés a tumor sejtekben Tumor specifikus antigének – TSA Egyedi vagy tumor típusokra jellemző IMMUNRENDSZER Tumor-specifikus immunválasz kiváltható A citotoxikus T limfociták képesek a tumorok kiirtására

12 Tumor antigének, és tumor-asszociált antigének Új epitóp, vagy virus- antigének

13 A TUMOR ANTIGÉNEK SZERKEZETE ÉS EREDETE ONKOGÉN VÍRUSOK ÁLTAL KÓDOLT TUMOR ANTIGÉNEK –Immunogén, közös virális fehérjék –DNS vírusok – Papova, Herpes, Papilloma –RNS vírusok – Retrovírusok HTLV MUTÁLT ONKOGÉNEK ÉS TUMOR SZUPPRESSZOR GÉNEK –Részt vesznek a transzformációban –Citoszólikus új detrminánsok – nem elsődleges célpontok –Celluláris proto-onkogének  onkogének Ras, p53, Abl Pont mutációk, deléció, kromoszóma transzlokáció, virális gén inszerció MÁS MUTÁLT GÉNEK – nem szükséges a transzformációhoz –A gazdasejt celluláris fehérjéi random mutációval képződő peptidjei –Egyedi tumor specifikus transzplantációs antigének KÓROSAN TÚL EXPRESSZÁLT NORMAL SEJT FEHÉRJÉK –Alacsony/ritka expresszió a normál sejtekben – az immunrendszer ignorálja A korai sejt fejlődés során expresszálódik – az immunrendszer ignorálja ONKOFETALIS ANTIGÉNEK –A fejlődés során gátlódik a kifejeződésük  tumor sejtekben felszabadult gátlás –Tumor markerek – karcinoembrionális antigének CEA, karcinoma specifikus –Alfa-fetoprotein AFP, hepatocelluláris karcinoma

14 Tumor-specifikus antigének Megváltozott foszforiláció, glikoziláció vagy alternatív splicing generálhat TSA-t

15 Cancer/testis antigének: szinte kizárólag a ráksejtek fejezik ki, rendkívül alacsony vagy expresszió, vagy az expresszió hiánya egészséges szövetekben…. Kivéve egyes immun-privilégizált szövetet, pl. a herék és az embrionális petefészek, vagy a placenta. Optimális terápiás célpontok!!!! Tumor- asszociált antigének

16 A tumor-specifikus T-sejtek dendritikus sejtek általi aktivációja. Cross-prezentáció A naív CD8+ T sejtek aktivaciójához ko- stimuláció szükséges!! Hogyan aktiválódnak a CD8 T-sejtek?

17 A HATÉKONY TUMOR ELLENES IMMUNVÁLASZ KIVÁLTÁSÁNAK FOLYAMATA IL-2 IFN CROSS PRIMING APOPTÓTIKUS TUMOR SEJT Tumor Ag

18 macrophage DS NK/γδ CD4/CD8 VÉDELEM ELTÁVOLÍTÁS Immunsurveillence EGYENSÚLYMENEKÜLÉS Genetic instability Immune selection Treg cells TUMOR CD8 macrophage DS NK/γδ CD4/CD8 METASTASIS MENEKÜLŐ TUMOR SEJT VAIÁNSOK

19 Egyes Tumorok nem fejeznek ki MHCI-et így rezisztenssé válnak a tumor-specifikus CD8-sejtekkel szemben Prosztata tumor. Csak a limfociták MHCI-pozitívak TUMOR-ESCAPE MECHANIZMUSOK 1.

20 Tumorsejtek NK-sejtek általielpusztítása és ennek gátlása TUMOR-ESCAPE MECHANIZMUSOK 2. A stressz-asszociált protein MIC jelen van a tumorsejtek felszínén MHCI kevés vagy nincs------ NK, γδT sejt célpontok DE:

21 TUMOR-ESCAPE MECHANIZMUSOK 3. TGFβ és T-reg. aktiváció

22 TUMOR ANTIGÉNEK –Oldott tumor antigének – gátolják a felismerést a sejtfelszínen –Antigén moduláció – ellenanyag függő internalizáció –Elfedés (masking) – pl. MIC emésztése proteázok által (lásd az ábrán) ANTIGÉN PREZENTÁCIÓ –HLA-E, HLA F, HLA-G expresszió, CD94/NKG2A gátló receptor kötés, Gátolja az NK sejteket CITOTOXIKUS T SEJT AKTIVITÁS –MHC – mutáció, megváltozott intracelluláris transzport, β2m, lokusz, allél –Peptid ellátás – mutáció, tumor eredetű peptidek nem prezentálódnak, TAP APOPTÓZIS –Oldott Fas – gátolja a Fas ligand-mediált apoptózist A TUMOR SEJTEK ÉS SZÖVETEK MENEKÜLÉSI MECHANIZMUSAI

23 AZ AKTÍV TUMOR-SPECIFIKUS IMMUNTERÁPIA LEHETŐSÉGEI A tumor antigének beviteli módja Tumor protein Tumor protein- derived peptide Anti-idiotipe Ab Vírus-tumor genome Plasmid DNA Modified tumor cell Irradiated tumor cell Heat shock protein Modified DC Mocellin S et al. Lancet Oncology 2004 Tumor cell lysate Loaded DC ANTI-TUMOR IMMUNOTHERAPY

24 A HPV-elleni vakcináció véd a petefészek- és a méhnyak-rák ellen Ígéretes!!! Gyakorlatilag 100% védettség Az adott vírussal szemben. 3 oltás, jó memória válasz Fiatal nők és fiúk kapják.

25 Melanóma regressziója terápiás vakcinációt követően. Antigén: MAGE3 protein eredetű peptid Immunizálás: 1-4. rekombináns vírus vakcina, a többi, szintetikus peptid (fekete háromszögek)

26 Néhány a rákterápiában alkalmazott humanizált monoklonális antitest

27 Humanizált ellenanyag konjugátumok a rákterápiában

28 A tumor-specifikus immunválasz erősítése a gátló szignálok kikapcsolásával

29 A B7:CD28 családba tartozó (gátló) ko-receptorok a rákellenes terápia új célpontjai

30 A CTLA4 blokkolása humanizált monoklonális ellenanyaggal a tumor regresszióját vált(hat)ja ki. T-sejt gátlás T-sejt aktiváció ipilimumab

31 A kiméra (chimeric) antigén receptor (CAR). Extracelluláris domén, (kötőhely): egyláncú antitest Egy ellenanyagból származó Vh és VL lánc Jelátviteli egység: CD28 + CD137 (4-1BB) + zeta-lánc (A CD137 a TNFR család tagja)

32 Az anti-CD19 chimeric antigen receptor alkalmazása a B-sejt tumorok elpuszttítására A CAR-t a beteg véréből izolált T-sejtekben fejeztetik ki. A CAR nagy affinitással kötődik a CD19-hez és erős ko-srimulációs szignálokat generál Mellékhatások: esetleg citokin storm!!!

33 A rákterápiában használt monoklonális ellenanyagok az NK sejtek segítségével ADCC-t váltanak ki.

34 A dendritikus sejtek in vitro feltöltése tumor antigénekkel.

35 A toxinok tumor sejtekbe juttatása specifikus ellenanyagok segítségével. The anti-CD30 antibody brentuximab is coupled to the cytotoxic drug auristatin by a cathepsin- leavable linker.

36 Sejtfelszíni fehérjét felismerő radioaktív anyaggal kapcsolt antitestek felhasználása.

37 BURKITT’S LYMPHOMA kialakulása A c-myc transzlokációja az Ig nehéz lánc enhancer közelébe A c-myc proto-onkogén transzlokációja (t8 14) EBV- indukált tumorokban 8148q-14q+ c-myc CH VH c-myc CH VH

38 A 8:14-es traszlokáció vizsgálata Burkitt’s lymphoma betegekben. Sejtek, gének és fehérjék. hematoxylin and eosin staining gives a ‘starry- sky’ appearance

39 FIN