Клеточное микроокружение как объект таргетной терапии злокачественных новообразований
https://doi.org/10.17650/2313-805X-2023-10-4-8-20
Аннотация
Динамические взаимоотношения между опухолевыми клетками и их микроокружением имеют решающее значение в развитии и прогрессировании злокачественного процесса. С учетом мультифункционального потенциала гетерогенных популяций, окружающих опухоль, нацеливание на компоненты микроокружения уже давно рассматривается как перспективная стратегия в современной терапии новообразований. В настоящем обзоре проанализированы роль компонентов клеточного микроокружения в канцерогенезе, а также пути и механизмы воздействия на основные популяции клеток, представляющие наибольший интерес в контексте разработки новых подходов к лечению злокачественных опухолей.
Об авторах
Е. Ю. ЗяблицкаяРоссия
Зяблицкая Евгения Юрьевна.
295051 Симферополь, бульвар Ленина, 5, стр. 7
А. В. Кубышкин
Россия
295051 Симферополь, бульвар Ленина, 5, стр. 7
Л. Е. Сорокина
Россия
295051 Симферополь, бульвар Ленина, 5, стр. 7
А. В. Серебрякова
Россия
295051 Симферополь, бульвар Ленина, 5, стр. 7
К. А. Алиев
Россия
295051 Симферополь, бульвар Ленина, 5, стр. 7
П. Е. Максимова
Россия
295051 Симферополь, бульвар Ленина, 5, стр. 7
А. Э. Лазарев
Россия
295051 Симферополь, бульвар Ленина, 5, стр. 7
А. И. Балакчина
Россия
295051 Симферополь, бульвар Ленина, 5, стр. 7
И. О. Головкин
Россия
295051 Симферополь, бульвар Ленина, 5, стр. 7
Список литературы
1. Koontongkaew S. The tumor microenvironment contribution to development, growth, invasion and metastasis of head and neck squamous cell carcinomas. J Cancer 2013;4(1):66–83. DOI: 10.7150/jca.5112
2. Зибиров Р.Ф., Мозеров С.А. Характеристика клеточного микроокружения опухоли. Онкология. Журнал им. П.А. Герцена 2018;7(2):67–72. DOI: 10.17116/onkolog20187267-72
3. Атаи А., Соловьева В.В., Ризванов А.А., Араб С.Ш. Микроокружение опухоли: ключевой фактор развития рака, инвазии и лекарственной устойчивости. Ученые записки Казанского университета. Серия «Естественные науки» 2020;162:507–28. DOI: 10.26907/2542-064X.2020.4.507-528
4. Крахмаль Н.В., Завьялова М.В., Денисов Е.В. и др. Инвазия опухолевых эпителиальных клеток: механизмы и проявления. Acta Naturae 2015;7(2):18–31.
5. Dudley A.C. Tumor endothelial cells. Cold Spring Harb Perspect Med 2012;2(3):a006536. DOI: 10.1101/cshperspect.a006536
6. Baghban R., Roshangar L., Jahanban-Esfahlan R. et al. Tumor microenvironment complexity and therapeutic implications at a glance. Cell Commun Signal 2020;18(1):59. DOI: 10.1186/s12964-020-0530-4
7. Gille H., Kowalski J., Li B. et al. Analysis of biological effects and signaling properties of Flt-1 (VEGFR-1) and KDR (VEGFR-2): a reassessment using novel receptor-specific vascular endothelial growth factor mutants. J Biol Chem 2001;276:3222–30. DOI: 10.1074/jbc.M002016200
8. Daei Farshchi Adli A., Jahanban-Esfahlan R., Seidi K. et al. An overview on Vadimezan (DMXAA): The vascular disrupting agent. Chem Biol Drug Des 2018;91(5):996–1006. DOI: 10.1111/cbdd.13166
9. Zhang Y., Xiong X., Huai Y. et al. Gold nanoparticles disrupt tumor microenvironment – endothelial cell cross talk to inhibit angiogenic phenotypes in vitro. Bioconjug Chem 2019;30(6):1724–33. DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.9b00262
10. Nomura T., Yamakawa M., Shimaoka T. et al. Development of dendritic cell-based immunotherapy targeting tumor blood vessels in a mouse model of lung metastasis. Biol Pharm Bull 2019;42(4):645–8. DOI: 10.1248/bpb.b18-00737
11. Liu T., Zhou L., Li D. et al. Cancer-associated fibroblasts build and secure the tumor microenvironment. Front Cell Dev Biol 2019;7:60. DOI: 10.3389/fcell.2019.00060
12. Puré E., Hingorani S.R. Mesenchymal cell plasticity and perfidy in epithelial malignancy. Trends Cancer 2018;4(4):273–7. DOI: 10.1016/j.trecan.2018.02.007
13. Shiga K., Hara M., Nagasaki T. et al. Cancer-associated fibroblasts: their characteristics and their roles in tumor growth. Cancers 2015;7(4):2443–58. DOI: 10.3390/cancers7040902
14. Ермаков М.С., Нуштаева А.А., Рихтер В.А., Коваль О.А. Опухоль-ассоциированные фибробласты и их роль в опухолевой прогреcсии. Вавиловский журнал генетики и селекции 2022;26(1):14–21. DOI: 10.18699/VJGB-22-03
15. Hosein A.N., Wu M., Arcand S.L. et al. Breast carcinoma-associated fibroblasts rarely contain p53 mutations or chromosomal aberrations. Cancer Res 2010;70(14):5770–7. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-10-0673
16. Олейникова Н.А., Данилова Н.В., Михайлов И.А. и др. Опухоль-ассоциированные фибробласты и их значение в прогрессии злокачественных новообразований. Архив патологии 2020;82(1):68–77. DOI: 10.17116/patol20208201168
17. Kalluri R. The biology and function of fibroblasts in cancer. Nat Rev Cancer 2016;16(9):582–98. DOI: 10.1038/nrc.2016.73
18. Monteran L., Erez N. The dark side of fibroblasts: cancer-associated fibroblasts as mediators of immunosuppression in the tumor microenvironment. Front Immunol 2019;10:1835. DOI: 10.3389/fimmu.2019.01835
19. Jones J.O., Moody W.M., Shields J.D. Microenvironmental modulation of the developing tumor: an immune-stromal dialogue. Mol Oncol 2021;15(10):2600–33. DOI: 10.1002/1878-0261.12773
20. Pavlides S., Whitaker-Menezes D., Castello-Cros R. et al. The reverse Warburg effect: aerobic glycolysis in cancer associated fibroblasts and the tumor stroma. Cell Cycle 2009;8(23):3984–4001. DOI: 10.4161/cc.8.23.10238
21. Jiang G.M,. Xu W., Du J. et al. The application of the fibroblast activation protein alpha-targeted immunotherapy strategy. Oncotarget 2016;7(22):33472–82. DOI: 10.18632/oncotarget.8098
22. Yoshida T., Ishii G., Goto K. et al. Podoplanin-positive cancer-associated fibroblasts in the tumor microenvironment induce primary resistance to EGFR-TKIs in lung adenocarcinoma with EGFR mutation. Clinl Cancer Res 2015;21(3):642–51. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-14-0846
23. Noy R., Pollard J.W. Tumor-associated macrophages: from mechanisms to therapy. Immunity 2014;41(1):49–61. DOI: 10.1016/j.immuni.2014.06.010
24. Laviron M., Boissonnas A. Ontogeny of tumor-associated macrophages. Front Immunol 2019;10:1799. DOI: 10.3389/fimmu.2019.01799
25. Mantovani A., Sica A., Sozzani S. et al. The chemokine system in diverse forms of macrophage activation and polarization. Trends Immunol 2004;25(12):677–86. DOI: 10.1016/j.it.2004.09.015
26. Nesbit M., Schaider H., Miller T.H., Herlyn M. Low-level monocyte chemoattractant protein-1 stimulation of monocytes leads to tumor formation in nontumorigenic melanoma cells. J Immunol 2001;166(11):6483–90. DOI: 10.4049/jimmunol.166.11.6483
27. Porta C., Subhra Kumar B., Larghi P. et al. Tumor promotion by tumor-associated macrophages. Adv Exp Med Biol 2007;604: 47–86. DOI: 10.1007/978-0-387-69116-9_5
28. Valkovic T., Dobrila F., Melato M. et al. Correlation between vascular endothelial growth factor, angiogenesis and tumor-associated macrophages in invasive ductal breast carcinoma. Virchows Arch 2002;440(6):583–8. DOI: 10.1007/s004280100458
29. Chen Y., Tan W., Wang C. Tumor-associated macrophage-derived cytokines enhance cancer stem-like characteristics through epithelial-mesenchymal transition. Onco Targets Ther 2018;11:3817–26. DOI: 10.2147/OTT.S168317
30. Mantovani A., Marchesi F., Malesci A. et al. Tumor-associated macrophages as treatment targets in oncology. Nat Rev Clin Oncol 2017;14(7):399–416. DOI: 10.1038/nrclinonc.2016.217
31. Van Rooijen N., Sanders A. Liposome mediated depletion of macrophages: mechanism of action, preparation of liposomes and applications. J Immunol Methods 1994;174(1–2):83–93. DOI: 10.1016/0022-1759(94)90012-4
32. Banciu M., Metselaar J.M., Schiffelers R.M., Storm G. Antitumor activity of liposomal prednisolone phosphate depends on the presence of functional tumor-associated macrophages in tumor tissue. Neoplasia 2008;10(2):108–17. DOI: 10.1593/neo.07913
33. Sato K., Fujita S. Dendritic cells: nature and classification. Allergol Int 2007;56(3):183–91. DOI: 10.2332/allergolint.R-06-139
34. Олейник Е.К., Шибаев М.И., Игнатьев К.С. и др. Микроокружение опухоли: формирование иммунного профиля. Медицинская иммунология 2020;22(2):207–20. DOI: 10.15789/1563-0625-TMT-1909
35. Shurin M.R., Yurkovetsky Z.R., Tourkova I.L. Inhibition of CD40 expression and CD40-mediated dendritic cell function by tumor-derived IL-10. Int J Cancer 2002;101(1):61–8. DOI: 10.1002/ijc.10576
36. Manavalan J.S., Rossi P.C., Vlad G. et al. High expression of ILT3 and ILT4 is a general feature of tolerogenic dendritic cells. Transpl Immunol 2003;11(3–4):245–58. DOI: 10.1016/s0966-3274(03)00058-3
37. Liu Q., Zhang C., Sun A. et al. Tumor-educated CD11 bhighIalow regulatory dendritic cells suppress T cell response through arginase I. J Immunol 2009;182(10):6207–16. DOI: 10.4049/jimmunol.0803926
38. Anandasabapathy N., Victora G.D., Meredith M. et al. Flt3L controls the development of radiosensitive dendritic cells in the meninges and choroid plexus of the steady-state mouse brain. J Exp Med 2011;208(8):1695–705. DOI: 10.1084/jem.20102657
39. Salmon H., Idoyaga J., Rahman A. et al. Expansion and activation of CD103(+) dendritic cell progenitors at the tumor site enhances tumor responses to therapeutic PD-L1 and BRAF inhibition. Immunity 2016;44(4):924–38. DOI: 10.1016/j.immuni.2016.03.012
40. Anandasabapathy N., Breton G., Hurley A. et al. Efficacy and safety of CDX-301, recombinant human Flt3L, at expanding dendritic cells and hematopoietic stem cells in healthy human volunteers. Bone Marrow Transplant 2015;50(7):924–30. DOI: 10.1038/bmt.2015.74
41. Agrawal V., Benjamin K.T., Ko E.C. Radiotherapy and immunotherapy combinations for lung cancer. Curr Oncol Rep 2020;23(1):4. DOI: 10.1007/s11912-020-00993-w
42. Anguille S., Smits E.L., Lion E. et al. Clinical use of dendritic cells for cancer therapy. Lancet Oncol 2014;15(7):e257–67. DOI: 10.1016/s1470-2045(13)70585-0
43. Jiang Y., Li Y., Zhu B. T-cell exhaustion in the tumor microenvironment. Cell Death Dis 2015;6(6):e1792. DOI: 10.1038/cddis.2015.162
44. Chang C.H., Curtis J.D., Maggi L.B. et al. Posttranscriptional control of T cell effector function by aerobic glycolysis. Cell 2013;153(6):1239–51. DOI: 10.1016/j.cell.2013.05.016
45. Fife B.T., Bluestone J.A. Control of peripheral T-cell tolerance and autoimmunity via the CTLA-4 and PD-1 pathways. Immunol Rev 2008;224:166–82. DOI: 10.1111/j.1600-065X.2008.00662.x
46. Leach D.R., Krummel M.F., Allison J.P. Enhancement of antitumor immunity by CTLA-4 blockade. Science 1996;271(5256):1734–6. DOI: 10.1126/science.271.5256.1734
47. Kwon E.D., Hurwitz A.A., Foster B.A. et al. Manipulation of T cell costimulatory and inhibitory signals for immunotherapy of prostate cancer. Proc Natl Acad Sci USA 1997;94(15):8099–103. DOI: 10.1073/pnas.94.15.8099
48. Hurwitz A.A., Yu T.F., Leach D.R., Allison J.P. CTLA-4 blockade synergizes with tumor-derived granulocyte-macrophage colony-stimulating factor for treatment of an experimental mammary carcinoma. Proc Natl Acad Sci USA 1998;95(17):10067–71. DOI: 10.1073/pnas.95.17.10067
49. Hodi F.S., O’Day S.J., McDermott D.F. et al. Improved survival with ipilimumab in patients with metastatic melanoma. N Engl J Med 2010;363(8):711–23. DOI: 10.1056/NEJMoa1003466
50. Weber J.S., D’Angelo S.P., Minor D. et al. Nivolumab versus chemotherapy in patients with advanced melanoma who progressed after anti-CTLA-4 treatment (CheckMate 037): a randomised, controlled, open-label, phase 3 trial. Lancet Oncol 2015;16(4):375–84. DOI: 10.1016/S1470-2045(15)70076-8
51. Robert C., Schachter J., Long G.V. et al. Pembrolizumab versus ipilimumab in advanced melanoma. N Engl J Med 2015;372(26):2521–32. DOI: 10.1056/NEJMoa1503093
52. Robert C., Long G.V., Brady B. et al. Nivolumab in previously untreated melanoma without BRAF mutation. N Engl J Med 2015;372(4):320–30. DOI: 10.1056/NEJMoa1412082
53. Gong J., Chehrazi-Raffle A., Reddi S., Salgia R. Development of PD-1 and PD-L1 inhibitors as a form of cancer immunotherapy: a comprehensive review of registration trials and future considerations. J Immunother Cancer 2018;6(1):8. DOI: 10.1186/s40425-018-0316-z
54. Mann J.E. Atezolizumab (tecentriq®). Oncology Times 2017;39(4):31. DOI: 10.1097/01.cot.0000513325.52233.f1
55. Златник Е.Ю., Ситковская А.О., Непомнящая Е.М. и др. Достижения и перспективы клеточных технологий на основе активированных лимфоцитов в лечении злокачественных опухолей. Казанский медицинский журнал 2018;99(5):792–801. DOI: 10.17816/KMJ2018–792
56. Rosenberg S.A., Mulé J.J., Spiess P.J. et al. Regression of established pulmonary metastases and subcutaneous tumor mediated by the systemic administration of high-dose recombinant interleukin 2. J Exp Med 1985;161(5):1169–88. DOI: 10.1084/jem.161.5.1169
57. Jackson H.J., Rafiq S., Brentjens R.J. Driving CAR T-cells forward. Nat Rev Clin Oncol 2016;13(6):370–83. DOI: 10.1038/nrclinonc.2016.36
58. Устюгова Е.А., Савкина М.В., Горяев А.А. и др. Применение биомедицинских клеточных продуктов для лечения онкологических заболеваний. БИО препараты. Профилактика, диагностика, лечение 2019;19(4):206–14. DOI: 10.30895/2221-996X-2019-19-4-206-214
59. Chang Z.L., Lorenzini M.H., Chen X. et al. Rewiring T-cell responses to soluble factors with chimeric antigen receptors. Nat Chem Biol 2018;14(3):317–24. DOI: 10.1038/nchembio.2565
60. Hartmann J., Schüßler-Lenz M., Bondanza A., Buchholz C.J. Clinical development of CAR T cells-challenges and opportunities in translating innovative treatment concepts. EMBO Mol Med 2017;9(9):1183–97. DOI: 10.15252/emmm.201607485
Рецензия
Для цитирования:
Зяблицкая Е.Ю., Кубышкин А.В., Сорокина Л.Е., Серебрякова А.В., Алиев К.А., Максимова П.Е., Лазарев А.Э., Балакчина А.И., Головкин И.О. Клеточное микроокружение как объект таргетной терапии злокачественных новообразований. Успехи молекулярной онкологии. 2023;10(4):8-20. https://doi.org/10.17650/2313-805X-2023-10-4-8-20
For citation:
Zyablitskaya E.Yu., Kubyshkin A.V., Sorokina L.E., Serebryakova A.V., Aliev K.A., Maksimova P.E., Lazarev A.E., Balakchina A.I., Golovkin I.O. Cellular microenvironment as an object of targeted therapy for malignant neoplasms. Advances in Molecular Oncology. 2023;10(4):8-20. (In Russ.) https://doi.org/10.17650/2313-805X-2023-10-4-8-20