Характеристика эффекторных механизмов цитотоксичности лимфоидных клеток у пациентов с синоназальными новообразованиями

Авторы

  • Елизавета Максимовна Назаренко Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова, Белорусский государственный университет; НИИ экспериментальной и клинической медицины, Белорусский государственный медицинский университет
  • Наталья Алексеевна Морозова Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н. Н. Александрова
  • Алеся Валерьевна Величко Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова, Белорусский государственный университет; НИИ экспериментальной и клинической медицины, Белорусский государственный медицинский университет
  • Жанна Викторовна Колядич Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н. Н. Александрова
  • Дарья Борисовна Нижегородова Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова, Белорусский государственный университет; НИИ экспериментальной и клинической медицины, Белорусский государственный медицинский университет

Ключевые слова:

контактная цитотоксичность, лимфоидные клетки, лизосомально-ассоциированный мембранный белок-1, гранзим B, синоназальные новообразования, клеточная линия K562

Аннотация

Иммунный ответ на опухоли осуществляется преимущественно посредством эффекторных реакций цитотоксичности, позволяющим напрямую удалять трансформированные клетки организма. Среди защитных противоопухолевых механизмов преобладающим является грануло-опосредованная цитотоксичность, включающая высвобождение литических белков в иммунологический синапс между эффекторной клеткой и мишенью. Изучение особенностей реализации данного механизма цитотоксичности перспективно для поиска молекулярных биомаркеров динамики опухолевой малигнизации и разработки новых направлений таргетной иммунотерапии. В данной работе представлены результаты анализа экспрессии маркера дегрануляции LAMP-1/CD107a и внутриклеточной продукции гранзима B цитотоксическими лимфоидными клетками в ко-культурах с опухолевой клеточной линией K562 у пациентов с доброкачественными и злокачественными синоназальными новообразованиями, находившихся на лечении в отделении опухолей головы и шеи ГУ «Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н.Н. Александрова» в 2023-2024 гг. Группу сравнения составили пациенты с полипозным риносинуситом, контрольная группа представлена здоровыми лицами. Экспрессия маркеров определялась методом проточной цитофлуориметрии.

В результате исследования выявлено увеличение количества NK-клеток и снижение количества Т-клеток в клеточных культурах у пациентов с доброкачественными и злокачественными синоназальными новообразованиями по сравнению с контрольной группой. Установлено увеличение экспрессии CD107a и внутриклеточной продукции гранзима B Т-клетками пациентов со злокачественными синоназальными новообразованиями в ко-культурах с K562 относительно контрольной группы, коррелирующее со степенью злокачественности заболевания (R=0,48, р=0,009 – для T-клеток, экспрессирующих CD107, и R=0,40, р=0,03 – для клеток, продуцирующих гранзим B). При этом экспрессия CD107a и продукция гранзима B NK-клетками в ко-культурах с K562 статистически значимо снижалась у пациентов как с доброкачественными, так и со злокачественными новообразованиями.

Полученные данные свидетельствуют о том, что у пациентов со злокачественными синоназальными новообразованиями эффекторные T-клетки вовлекаются в противоопухолевый ответ, преимущественно используя механизм грануло-опосредованной цитотоксичности, позволяя рассматривать субпопуляции CD107a- и гранзим B-позитивных T-клеток в качестве потенциальных прогностических маркеров малигнизации опухолевого процесса.

Биографии авторов

  • Елизавета Максимовна Назаренко, Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова, Белорусский государственный университет; НИИ экспериментальной и клинической медицины, Белорусский государственный медицинский университет

    магистрант кафедры иммунологии; младший научный сотрудник отдела иммунологии и биомедицинских технологий научно-исследовательской лаборатории.

  • Наталья Алексеевна Морозова, Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н. Н. Александрова

    врач онколог-хирург отделения опухолей головы и шеи.

  • Алеся Валерьевна Величко, Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова, Белорусский государственный университет; НИИ экспериментальной и клинической медицины, Белорусский государственный медицинский университет

    аспирант кафедры иммунологии; младший научный сотрудник отдела иммунологии и биомедицинских технологий научно-исследовательской лаборатории.

  • Жанна Викторовна Колядич, Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н. Н. Александрова

    доктор медицинских наук, профессор; заведующий лабораторией онкопатологии центральной нервной системы с группой онкопатологии головы и шеи.

  • Дарья Борисовна Нижегородова, Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова, Белорусский государственный университет; НИИ экспериментальной и клинической медицины, Белорусский государственный медицинский университет

    кандидат биологических наук, доцент; доцент кафедры иммунологии; ведущий научный сотрудник отдела иммунологии и биомедицинских технологий научно-исследовательской лаборатории.

Библиографические ссылки

  1. Prager I., Watzl C. Mechanisms of natural killer cell-mediated cellular cytotoxicity. Journal of Leukocyte Biology. 2019. Vol. 105, No. 6. P. 1319–1329. DOI: 10.1002/JLB.MR0718-269R.
  2. Ham H., Medlyn M., Billadeau D.D. Locked and Loaded: Mechanisms Regulating Natural Killer Cell Lytic Granule Biogenesis and Release. Front. Immunol. 2022. Vol. 13. P. 1–19. DOI: 10.3389/fimmu.2022.871106.
  3. Baldari C.T., Valitutti S., Dustin M.L. Editorial: Mechanisms of lymphocyte mediated cytotoxicity in health and disease. Front. Immunol. 2023. Vol. 14. P. 1–3. DOI: 10.3389/fimmu.2023.1226870.
  4. Trapani J.A. Granzymes, cytotoxic granules and cell death: the early work of Dr. Jurg Tschopp. Cell Death Differ. 2012. Vol. 19, No. 1 P. 21–27. DOI: 10.1038/cdd.2011.156.
  5. Wang H., Huang Y., He J. Dual roles of granzyme B. Scand J Immunol. 2021. Vol. 94, No. 3 P. 1–19. DOI: 10.1111/sji.13086.
  6. Lieberman J. The ABCs of granule-mediated cytotoxicity: new weapons in the arsenal. Nat Rev Immunol. 2003. Vol. 3, No. 5 P. 361–370. DOI: 10.1038/nri1083.
  7. Cohnen A., Chiang S.C., Stojanovic A. Surface CD107a/LAMP-1 protects natural killer cells from degranulation-associated damage. Blood. 2013. Vol. 122, No. 8. P. 1411–1418. DOI: 10.1182/blood-2012-07-441832.
  8. Johnson D.E., Burtness B., Leemans C.R. Head and neck squamous cell carcinoma. Nat Rev Dis Primers. 2020. Vol. 6, No. 1. P. 1–22. DOI: 10.1038/s41572-020-00224-3.
  9. Tan Y., Wang Z., Xu M. Oral squamous cell carcinomas: state of the field and emerging directions. Int J Oral Sci. 2023. Vol. 15, No. 1. P. 1–23. DOI: 10.1038/s41368-023-00249-w.
  10. Lisan Q., Laccourreye O., Bonfils P. Sinonasal inverted papilloma: From diagnosis to treatment. European Annals of Otorhinolaryngology, Head and Neck Diseases. 2016. Vol. 133, No. 5. P. 337–341. DOI: 10.1016/j.anorl.2016.03.006.
  11. Windon M.J., D'Souza G., Rettig E.M. Increasing prevalence of human papillomavirus–positive oropharyngeal cancers among older adults. Cancer. 2018. Vol. 124, No. 14. P. 2993–2999. DOI: 10.1002/cncr.31385.
  12. Re M., Gioacchini F.M., Bajraktari A. Malignant transformation of sinonasal inverted papilloma and related genetic alterations: a systematic review. Eur Arch Otorhinolaryngol. 2017. Vol. 274, No. 8. P. 2991–3000. DOI: 10.1007/s00405-017-4571-2.
  13. Peltanova B., Raudenska M., Masarik M. Effect of tumor microenvironment on pathogenesis of the head and neck squamous cell carcinoma: a systematic review. Mol Cancer. 2019. Vol. 18, No. 1. P. 1–24. DOI: 10.1186/s12943-019-0983-5.
  14. Guillerey C. NK Cells in the Tumor Microenvironment. Tumor Microenvironment. Springer International Publishing. 2020. Vol. 1273. P. 69–90. DOI: 10.1007/978-3-030-49270-0_4.
  15. Gutkin D.W., Shurin M.R. Clinical evaluation of systemic and local immune responses in cancer: time for integration. Cancer Immunol Immunother. 2014. Vol. 63, No. 1. P. 45–57. DOI: 10.1007/s00262-013-1480-0.
  16. Rossi F., Fredericks N., Snowden A., Next Generation Natural Killer Cells for Cancer Immunotherapy. Front. Immunol. 2022. Vol. 13. P. 1–19. DOI: 10.3389/fimmu.2022.886429.
  17. Gu J.T., Claudio N., Betts C. Characterization of the tumor immune microenvironment of sinonasal squamous-cell carcinoma. Int Forum Allergy Rhinol. 2022. Vol. 12. P. 39–50. DOI: 10.1002/alr.22867.
  18. Takahashi Y., Amit M., Gleber-Netto F.O. Evaluation of the Immune Microenvironment in Sinonasal Squamous Cell Carcinoma and Its Association with Patients’ Survival. J. Neurol. Surg. Part B Skull Base. 2021. Vol. 82, No. 2. DOI: 10.1055/s-0041-1725265.
  19. Villanueva-Fernández E., Hermsen M.A., Suárez-Fernández L., Biomarkers for Immunotherapy in Poorly Differentiated Sinonasal Tumors. Biomedicines. 2022. Vol. 10. P. 1–16. DOI: 10.3390/biomedicines10092205.
  20. García-Marín R., Reda S., Riobello C. Prognostic and Therapeutic Implications of Immune Classification by CD8+ Tumor-Infiltrating Lymphocytes and PD-L1 Expression in Sinonasal Squamous Cell Carcinoma. Int J Mol Sci. 2021. Vol. 22. P. 1–11. DOI: 10.3390/ijms22136926.
  21. Quan H., Yan L., Wang S. Clinical relevance and significance of programmed death-ligand 1 expression, tumor-infiltrating lymphocytes, and p16 status in sinonasal squamous cell carcinoma. Cancer Manag Res. 2019. Vol. 11. P. 4335-4345. DOI: 10.2147/CMAR.S201568.
  22. Malkova A.M. Laboratory biomarkers of an effective antitumor immune response. Clinical significance. Cancer Treatment and Research Communications. 2021. Vol. 29. P. 1–11. DOI: 10.1016/j.ctarc.2021.100489.
  23. Qiu X.F., Chen X. LAMP1/2 as potential diagnostic and prognostic marker for brain lower grade glioma: Medicine. 2023. Vol. 102, No. 33. P. 1–11. DOI: 10.1097/MD.0000000000034604.
  24. Sarafian V.S., Koev I., Mehterov N. LAMP-1 gene is overexpressed in high grade glioma. APMIS. 2018. Vol. 126, No. 8. P. 657–662. DOI: 10.1111/apm.12856.
  25. Wang Q., Yao J., Jin Q. LAMP1 expression is associated with poor prognosis in breast cancer. Oncol Lett. 2017. Vol. 14, No. 4. P. 4729-4735. DOI: 10.3892/ol.2017.6757.
  26. Künzli B.M., Berberat P.O., Zhu Z.W. Influences of the lysosomal associated membrane proteins (Lamp-1, Lamp-2) and Mac-2 binding protein (Mac-2-BP) on the prognosis of pancreatic carcinoma. Cancer. 2002. Vol. 94, No. 1. P. 228-39. DOI: 10.1002/cncr.10162.
  27. Furuta K., Ikeda M., Nakayama Y. Expression of lysosome-associated membrane proteins in human colorectal neoplasms and inflammatory diseases. Am J Pathol. 2001. Vol. 159, No. 2. P. 449-55. DOI: 10.1016/S0002-9440(10)61716-6.
  28. Wiechmann A., Wilde B., Tyczynski B. CD107a+ (LAMP-1) Cytotoxic CD8+ T-Cells in Lupus Nephritis Patients. Front Med (Lausanne). 2021. Vol. 8. P. 1–9. DOI: 10.3389/fmed.2021.556776.
  29. Deng S., Feng X., Yang M. LAMP1 as a novel molecular biomarker to predict the prognosis of the children with autism spectrum disorder using bioinformatics approaches. Sci Rep. 2023. Vol. 3, No. 1. P. 1–10. DOI: 10.1038/s41598-023-40617-4.
  30. Krzewski K., Gil-Krzewska A., Nguyen V. LAMP1/CD107a is required for efficient perforin delivery to lytic granules and NK-cell cytotoxicity. Blood. 2013. Vol. 121, No. 23. P. 4672–4683. DOI: 10.1182/blood-2012-08-453738.
  31. Ewen C.L., Kane K.P., Bleackley R.C. A quarter century of granzyme. Cell Death Differ. 2012. Vol. 9, No. 1. P. 28–35. DOI: 10.1038/cdd.2011.153.
  32. Tibbs E., Cao X. Emerging Canonical and Non-Canonical Roles of Granzyme B in Health and Disease. Cancers. 2022. Vol. 14, No. 6. P. 1–15. DOI: 10.3390/cancers14061436.
  33. Prizment A.E., Vierkant R.A., Smyrk T.C. Cytotoxic T Cells and Granzyme B Associated with Improved Colorectal Cancer Survival in a Prospective Cohort of Older Women. Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention. 2017. Vol. 26, No. 4. P. 622–631. DOI: 10.1158/1055-9965.EPI-16-0641.

Загрузки

Опубликован

2024-11-01

Выпуск

№ 3 (2024): Журнал Белорусского государственного университета. Экология

Раздел

Медицинская экология

Как цитировать

[1]
Назаренко, Е. и др. 2024. Характеристика эффекторных механизмов цитотоксичности лимфоидных клеток у пациентов с синоназальными новообразованиями . Журнал Белорусского государственного университета. Экология. 3 (ноя. 2024), 69–79.