Alternative signaling pathways for regulation of programmed cell death 1 protein expression in T lymphocytes

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

В 2011 и 2014 гг. Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (U. S. Food and Drug Administration, FDA) были допущены к применению ипилимумаб и пембролизумаб – моноклональные антитела, блокирующие антиген цитотоксических Т-лимфоцитов 4 (сytotoxic T lymphocyte antigen-4, CTLA-4) и рецептор программируемой гибели клеток 1 (programmed cell death protein 1, PD-1) соответственно. В онкологии наступила эра ингибиторов контрольных точек (чек-поинт, checkpoint) иммунного ответа. Применение зарегистрированных на сегодняшний день анти-CTLA-4-, анти-PD-1-, анти-PD-L1- и анти-LAG-3-препаратов позволяет добиться значительного регресса опухолевой массы и увеличения выживаемости даже на поздних стадиях меланомы, немелкоклеточного рака легкого, почечно-клеточного рака, рака молочной железы, яичников, плоскоклеточного рака головы и шеи, гепатоцеллюлярной карциномы, опухолей желудочно-кишечного тракта и других солидных опухолей. Частота объективного ответа на такую терапию варьирует от 15–30 % (при большинстве солидных опухолей) до 40–50 % (при меланоме) [1, 2].

Механизм действия ингибиторов чек-поинт-рецепторов принципиально отличается от традиционных противоопухолевых моноклональных антител, нацеленных на антигены опухолевых клеток (анти-HER2, анти-EGFR, анти-CD20, анти-CD38 и др.), и направлен на восстановление противоопухолевой активности Т-клеток, находящихся в состоянии Т-клеточного истощения.

Т-клетки экспрессируют ингибиторные рецепторы CTLA-4, PD-1, TIM-3, LAG-3, TIGIT и другие после активации через Т-клеточный рецептор (ТКР). В норме взаимодействие чек-поинт-рецепторов с соответствующими лигандами способствует защите окружающих тканей, ограничивая Т-клеточный иммунный ответ, а также в поддержанию периферической толерантности и контролю аутореактивных клонов лимфоцитов [3]. При продолжающейся стимуляции ТКР (хронические вирусные инфекции, рост опухоли, стимуляция Т-клеток моноклональными антителами анти-CD3/CD28 более 2 нед в условиях in vitro) активированные Т-клетки начинают переходить в состояние Т-клеточного истощения, которое характеризуется стойкой экспрессией ингибиторных чек-поинт-рецепторов, а также дисрегуляцией цитотоксичности, продукции цитокинов и пролиферативной активности. В процессе ухода из-под иммунного надзора клетки опухоли и микроокружения, экспрессирующие лиганды чек-поинт-рецепторов, подавляют функциональную активность инфильтрирующих опухоль Т-клеток [4]. Моноклональные антитела блокируют прием ингибирующего сигнала Т-лимфоцитами, что может привести к восстановлению их пролиферативной, цитокин-продуцирующей и цитотоксической функций, направленных против опухолевых клеток.

Следует подчеркнуть, что концепция таргетной терапии моноклональными антителами, блокирующими чек-поинт-рецепторы или их лиганды, направлена именно на вывод Т-клеток из состояния истощения, возникающего вследствие их продолжающейся стимуляции через ТКР. При этом антигеннезависимая стимуляция лимфоцитов цитокинами также может вызвать экспрессию на них данной группы молекул.

Цель работы – рассмотреть основные сигнальные пути экспрессии ингибиторных чек-поинт-рецепторов PD-1 в Т-клетках.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕЦЕПТОРА ПРОГРАММИРУЕМОЙ ГИБЕЛИ КЛЕТОК 1

Структура и функции PD-1 в норме и при патологии многократно описаны в литературе [5–7]. Здесь мы приведем лишь значимые для настоящей публикации данные.

Белок программируемой гибели клеток 1 (CD279, PD-1), кодируемый геном PDCD1, – рецептор суперсемейства иммуноглобулинов, который экспрессируется активированными Т-лимфоцитами, В-клетками, NK-клетками (NK – естественные киллеры) и различными популяциями клеток миелоидного ряда. Рецептор PD-1 взаимодействует со своими лигандами (PD-L1 и PD-L2), которые экспрессирует большинство популяций иммунокомпетентных клеток, эпителиоциты и эндотелиоциты, а также опухолевые клетки. Экспрессия лигандов PD-1 может быть конститутивной или запускается в ответ на стимуляцию провоспалительными цитокинами (интерферон γ, фактор некроза опухоли α) [5–7].

Активация PD-1 в Т-лимфоцитах приводит к дефосфорилированию протеинкиназы 70, ассоциированной с зета-цепью (ZAP-70), в комплексе ТКР и фосфоинозитид-3-киназы (PI3K), передающей сигнал от костимуляторной молекулы CD28. В результате блокируются описанные ниже сигнальные пути Ras/MЕK/ERK и PI3K/Akt/mTOR, регулирующие процессы пролиферации и активации Т-клеток, а также метаболизма. Метаболические изменения – снижение гликолиза и обмена аминокислот, усиление окислительного фосфорилирования – усугубляют дисфункцию лимфоцитов. Кроме того, PD-1 на посттрансляционном этапе может приводить к убиквитинированию ТКР и снижению его экспрессии [5, 7].

АНТИГЕНЗАВИСИМАЯ ЭКСПРЕССИЯ РЕЦЕПТОРА ПРОГРАММИРУЕМОЙ ГИБЕЛИ КЛЕТОК 1 ПРИ ОСТРОМ ИНФЕКЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ

Презентация специфического антигена через ТКР при участии корецепторов CD4 или CD8 и костимуляторных молекул CD28 запускает передачу активирующего сигнала и приводит к фосфорилированию фосфолипазы Cγ. Эта фосфолипаза гидролизует входящий в состав клеточной мембраны фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат с образованием вторичного посредника инозитол-1,4,5-трифосфата и диацилглицерола [8].

Растворимый в цитозоле инозитол-1,4,5-трифосфат, связываясь со своим рецептором на эндоплазматическом ретикулуме, высвобождает Ca²⁺ с последовательной активацией кальмодулина и кальциневрина. Серин-треониновая фосфатаза кальциневрин дефосфорилирует цитоплазматические белки семейства ядерных факторов активированных Т-клеток (NFAT1, NFAT2, NFAT4). Транскрипционный фактор антигензависимой активации Т-клеток NFAT транслоцируется в ядро, образует гетеродимер с активирующим белком-1 (activating protein-1, AP-1, фактор транскрипции, состоящий из белков семейств Fos и Jun) и запускает большое количество генетических программ, участвующих в реализации адоптивного иммунного ответа [6, 8, 9].

Параллельно с эффекторными генами активируется экспрессия ингибиторных чек-поинт-рецепторов. Сигнал от ТКР приводит к деметилированию консервативных участков В и С (conserved region B, С; CR-B, CR-C), сайтов связывания транскрипционных факторов в промоторе гена PDCD1. Транскрипционные факторы NFAT и AP-1 связываются с CR-C, запуская транскрипцию PDCD1 и, соответственно, экспрессию PD-1 (рис. 1, схема 1) [6, 9].

 

Рис. 1. Сигнальные пути, регулирующие экспрессию рецептора программируемой клеточной гибели 1 (PD-1) в Т-лимфоцитах. Схематично представлены основные сигнальные пути и транскрипционные факторы, вовлеченные в экспрессию PD-1, при презентации антигена Т-клеткам (1), в том числе в условиях хронической антигенной стимуляции (2), при стимуляции гомеостатическими цитокинами с общей рецепторной γ-цепью (3), при активации цитокинами, ростовыми факторами и гормонами путей Jak/STAT3 (4), PI3K/Akt/mTOR (5) и Ras/MЕK/ERK (6). Зелеными стрелками обозначено стимулирующее действие на транскрипцию генов PD-1 (PDCD-1) и транскрипционных факторов, а также ERK-опосредованная стабилизация PD-1, красными – ингибирование транскрипции PDCD-1 и транскрипционных факторов. IL – интерлейкин; TNF-α – фактор некроза опухоли α; mTOR – мишень рапамицина млекопитающих; mTORC – комплекс mTOR; IFN I – интерферон I типа

Fig. 1. Signaling pathways regulating programmed cell death 1 protein (PD-1) expression in T lymphocytes. The main signaling pathways and transcription factors involved in PD-1 expression are schematically represented: during antigen presentation to T cells (1), under conditions of chronic antigen stimulation (2), during stimulation by “homeostatic” cytokines with a common receptor γ-chain (3), during activation by cytokines, growth factors, and hormones of the Jak/STAT3 (4), PI3K/Akt/mTOR (5), and Ras/MEK/ERK (6) pathways. Green arrows indicate the stimulating effect on the transcription of PD-1 (PDCD-1) and transcription factor genes, as well as ERK-mediated stabilization of PD-1; red arrows indicate the inhibition of transcription of PDCD-1 and transcription factor genes. IL – interleukin; TNF-α – tumor necrosis factor α; mTOR – mammalian rapamycin target; mTORC – mTOR complex; IFN I – type I interferon

 

Стимуляция ТКР также активирует ряд других транскрипционных факторов (interferon regulatory factor 4 (IRF4), basic leucine zipper ATF-like transcription factor (BATF) и др.), участвующих как в реализации эффекторных функций Т-клеток, так и экспрессии PD-1 и других ингибиторных рецепторов. Их взаимодействие с соответствующими лигандами на клетках в очаге воспаления препятствует внутриклеточной передаче активирующих сигналов (PD-1, TIM-3), конкурентно ингибирует костимуляцию (CTLA-4, TIGIT) или презентацию антигена (LAG-3), оказывая супрессорное действие на активированные Т-клетки. После разрешения острого инфекционного процесса в отсутствие антигенной стимуляции через ТКР происходит реметилирование участков CR-B и CR-C, параллельно снижается поступление из цитоплазмы и de novo продукция NFAT, а также прекращается экспрессия PD-1 и других чек-поинт-рецепторов. Меньшая часть активированных Т-клеток переходит в состояние Т-клеток памяти, остальные подвергаются апоптозу [6–10].

ЭКСПРЕССИЯ РЕЦЕПТОРА ПРОГРАММИРУЕМОЙ ГИБЕЛИ КЛЕТОК 1 И Т-КЛЕТОЧНОЕ ИСТОЩЕНИЕ

При продолжающейся непрерывной стимуляции ТКР (хронической вирусной инфекции, опухолевом росте, стимуляции Т-клеток моноклональными антителами анти-CD3/CD28 более 2 нед в условиях in vitro) сайт связывания CR-C остается деметилированным. Экспрессированные на активированных Т-клетках CTLA-4 и PD-1 вне- и внутриклеточно блокируют передачу сигнала от СD28, что приводит к снижению экспрессии белков комплекса АР-1, а транскрипционный фактор BATF нарушает его формирование [9, 11]. В отсутствие AP-1 NFAT образует гомодимеры NFAT-NFAT, которые связываются с CR-C и запускают экспрессию ряда транскрипционных факторов: TOX (thymocyte selection-associated high mobility group box protein), TCF-1 (T cell factor-1), T-bet (T-box expressed in T cells), эомесодермина (eomesodermin, EOMES), семейства NR4A (nuclear orphan receptor 4a) и др. Все они участвуют в регуляции программы Т-клеточного истощения, включающей стойкую экспрессию PD-1 и других чек-поинт-рецепторов (см. рис. 1, схема 2) [6, 9–12].

Следует отметить, что переход в состояние Т-клеточного истощения постепенен. В настоящее время с помощью оценки транскриптома одиночных клеток (single-cell RNA sequencing) принято выделять 2 стадии предшественников истощенных Т-клеток (progenitor exhausted T cells 1, progenitor exhausted T cells 2), промежуточные (intermediate) и терминальные (terminal) истощенные Т-клетки. Граница между этапами весьма условна, каждый несколько отличается от предыдущего и последующего уровнем экспрессии чек-поинт-рецепторов и транскрипционных факторов. Перечисленные факторы транскрипции могут определяться и в активированных Т-клетках (T-bet), и в клетках памяти (EOMES). При этом транскрипционный фактор T-bet, запускающий продукцию провоспалительных цитокинов и цитотоксических молекул, антагонистичен в отношении EOMES и TCF-1 и супрессирует экспрессию PD-1 [6, 10, 13].

На этапе предшественников истощения описано усиление пролиферации; высоко экспрессируется TCF-1, по-видимому, отсутствует или снижена экспрессия мембранного TIM-3. В промежуточных истощенных Т-клетках отмечаются выраженная экспрессия T-bet и относительное уменьшение экспрессии EOMES и TCF-1. Стадия терминального истощения характеризуется драматическим снижением пролиферации и продукции цитокинов; цитотоксический потенциал, по некоторым данным, может быть сохранен или увеличен. На данном этапе Т-клетки коэкспрессируют различные ингибиторные рецепторы (TIM-3, LAG-3, TIGIT и др.), отмечается высокая интенсивность экспрессии TOX и EOMES при одновременном снижении экспрессии T-bet и TCF-1. Уровень экспрессии PD-1, в отличие от других чек-поинт-рецепторов, сохраняется на всех этапах и усиливается по мере углубления Т-клеточной дисфункции [10, 13, 14].

Помимо длительного контакта с опухолевыми антигенами, развитию Т-клеточного истощения способствуют неблагоприятные для Т-клеток метаболические изменения в опухолевом микроокружении: дефицит глюкозы, избыток лактата, холестерина, жирных кислот, высокая концентрация супрессорных молекул (аргиназы-1, аденозина, индоламин 2,3-диоксигеназы) и иммунорегуляторных цитокинов (интерлейкина (IL) 10, IL-35, трансформирующего фактора роста β (TGFβ)). Опухолевые клетки и стромальное микроокружение экспрессируют лиганды ингибиторных рецепторов (PD-L1/PD-L2, галектин-9, галектин-3, CD155 и т. д.) с целью ухода из-под иммунного надзора. Процесс Т-клеточного истощения может быть прерван на ранних этапах, не достигая терминальной стадии. Одним из способов «перезагрузки» Т-клеточной активации является анти-PD-1/PD-L1-таргетная терапия. Терминальное истощение считается необратимым [10, 13–15].

Следует отметить, что описанное взаимодействие транскрипционных факторов справедливо для популяций эффекторных Т-клеток. Механизмы экспрессии чек-поинт-рецепторов и возможного истощения регуляторных Т-клеток (Treg), по-видимому, имеют различия [16, 17].

ГОМЕОСТАТИЧЕСКИЕ ЦИТОКИНЫ, СИГНАЛЬНЫЙ ПУТЬ JAK/STAT5 И ЭКСПРЕССИЯ РЕЦЕПТОРА ПРОГРАММИРУЕМОЙ ГИБЕЛИ КЛЕТОК 1

Ранее мы и некоторые исследователи отмечали увеличение содержания Т-клеток, экспрессирующих PD-1 и TIM-3, при стимуляции цитокинами IL-2, -7, -15 и -21 in vitro и в условиях экспансии Т-лимфоцитов, индуцируемой этими цитокинами in vivo [17–21]. Перечисленные IL (а также IL-4 и IL-9) используют для передачи сигнала внутрь клетки общую γ-цепь (CD132) и являются ключевыми регуляторами гомеостаза популяций лимфоидных клеток. В частности, IL-2, -7 и -15 поддерживают восстановление пула зрелых Т-клеток в условиях лимфопении – гомеостатическую пролиферацию. В раннем периоде после высокодозной химиотерапии и трансплантации гемопоэтических клеток-предшественников PD-1 и другие ингибиторные чек-поинт-рецепторы были экспрессированы Т-клетками с сохранной функциональной активностью, что дало повод N. Marshall и соавт. назвать этот феномен гомеостатическим ингибированием [20, 21].

При этом данные о влиянии IL с общей рецепторной γ-цепью на экспрессию PD-1 противоречивы. Показано, что связывание гомеостатических цитокинов с рецепторами запускает несколько сигнальных путей в Т-лимфоцитах. Активируются Янус-1 и Янус-3 тирозинкиназы (JAK1, JAK3), которые в свою очередь фосфорилируют преобразователь сигнала и активатор транскрипции 5 (signal transducer and activator of transcription 5, STAT5). Фосфорилированные молекулы STAT5 (pSTAT5) образуют гомо- или гетеродимеры. Димеры транслоцируются к сайтам связывания промоторов генов-мишеней, в том числе PDCD1, за которые pSTAT5 конкурирует с NFAT. В мышиных моделях pSTAT5 ингибирует экспрессию PD-1, а также транскрипционных факторов TCF-1 и TOX в CD8⁺-T-клетках [22, 23]. Также нами показано, что CD4⁺-T-клетки, экспрессирующие α-цепь рецептора IL-2 (CD25), являются EOMES-отрицательными [17]. Коэкспрессия CD25 и рецепторов контрольных точек может быть индикатором пролиферации функциональных (не истощенных) CD4⁺-T-клеток и активированных естественных Treg, конститутивно экспрессирующих CD25.

В то же время, по нашим данным, значительная доля PD-1⁺- и TIM-3⁺-Т-лимфоцитов периферической крови экспрессирует pSTAT5 [17]. Некоторые авторы подчеркивают участие стимуляции IL-2 и/или IL-15 через β-цепь общего рецептора (CD122) в гиперэкспрессии PD-1 и развитии Т-клеточного истощения [24, 25]. Y. Liu и соавт. продемонстрировали, что длительная активация сигнального пути JAK1/JAK3/STAT5 в CD8⁺-Т-лимфоцитах высокими дозами IL-2 приводит к запуску транскрипции гена триптофангидроксилазы 1 (Tph1), катализирующей триптофан до 5-гидрокситриптофана. Последний является одним из эндогенных лигандов для арил-гидрокарбонового рецептора (AhR) – цитоплазматического транскрипционного фактора, участвующего в распознавании ксенобиотиков и токсичных метаболитов. Активированный AhR транслоцируется в ядро и связывается с промоторами генов PDCD1 и других чек-поинт-рецепторов, а также снижает продукцию провоспалительных цитокинов и цитотоксических молекул, т. е. инициирует состояние Т-клеточного истощения (см. рис. 1, схема 3) [25].

Следует подчеркнуть, что в условиях гомеостатической пролиферации пролиферативное преимущество получают аутореактивные клоны Т-лимфоцитов. Их экспансия приводит к снижению репертуара ТКР, увеличивает риск возникновения аутоиммунных реакций и в перспективе снижает эффективность противоинфекционного и противоопухолевого иммунного ответа [26–28]. Поэтому гомеостатическое ингибирование путем экспрессии чек-поинт-рецепторов представляется физиологичным механизмом контроля пула зрелых Т-клеток.

В настоящее время IL-2 ограниченно используется в лечении отдельных опухолей, однако по мере создания длительно циркулирующих препаратов этот цитокин рассматривается как перспективное дополнение к анти-PD-1-терапии [29, 30]. Новые данные о неканоничных генах-мишенях и взаимоисключающих эффектах усложняют прогнозирование результатов подобной комбинированной терапии.

STAT3 КАК ФАКТОР ЭКСПРЕССИИ РЕЦЕПТОРА ПРОГРАММИРУЕМОЙ ГИБЕЛИ КЛЕТОК 1 Т-ЛИМФОЦИТАМИ

Иммунорегуляторные цитокины IL-6, -10, -21, -23 и интерфероны 1-го типа реализуют свои эффекты на Т-лимфоциты через активацию сигнальных путей PI3K/Akt/mTOR, Ras/MЕK/ERK (см. ниже) и JAK1-3/STAT3. Последний необходим для дифференцировки Т-хелперов 17-го типа и фолликулярных Т-хелперов, в экспериментальных моделях он также участвует в регуляции функций регуляторных Т-клеток и цитотоксических CD8⁺-Т-лимфоцитов [31–33]. Янус-тирозинкиназы фосфорилируют молекулы STAT3, которые в дальнейшем димеризуются и транслоцируются в ядро, где регулируют экспрессию большого количества генов [34].

Как и в случае с цитокинами с общей рецепторной γ-цепью, имеющиеся данные о влиянии STAT3 на экспрессию PD-1 и Т-клеточное истощение неоднозначны. Показана STAT3-зависимая индукция экспрессии транскрипционного фактора FOXO1 (в свою очередь, способного подавлять экспрессию T-bet), TCF-1, BATF и ингибирование EOMES (см. рис. 1, схема 4) [31, 33, 34]. В эксперименте на мышиных моделях описано IL-6-индуцированное прямое связывание pSTAT3 с регулирующими регионами PDCD1 с последующим увеличением экспрессии PD-1 [35]. Q. Sun и соавт. указали на низкую экспрессию рецепторов к IL-6 на инфильтрирующих опухоль CD8⁺-Т-лимфоцитах человека и представили данные о контролирующей роли оси IL-10/IL-21 – pSTAT3 в реализации транскрипционной программы терминального Т-клеточного истощения, которая включала активацию промоторов генов Havcr2 (кодирующего TIM-3), Gzmb, Cxcr6, Batf и других с одновременным ингибированием генов, связываемых с предшественниками истощения: Tcf7 (кодирующий TCF-1), Btla, Cxcr5, Ccr7 и других; изменений экспрессии PDCD1 выявлено не было [33]. B. S. Hanna и соавт., напротив, в модели хронического лимфобластного лейкоза описали IL-10–STAT3-зависимое ограничение терминального Т-клеточного истощения и поддержание популяции предшественников истощенных PD-1^intTCF-1⁺CD8⁺-Т-клеток, обладающих противоопухолевой активностью, за счет сохранения димеров NFAT–AP-1 [36].

С учетом гиперэкспрессии STAT3 в опухолевых клетках и микроокружении опухолей, ассоциированном с прогрессией, продукцией иммуносупрессорных растворимых факторов и экспрессией ингибиторных лигандов, изучаются анти-STAT3-свойства существующих препаратов и проводятся клинические испытания новых ингибиторов STAT3, в том числе в комбинации с анти-PD-1/PD-L1- и анти-CTLA-4-моноклональными антителами [37, 38]. Подобная комбинированная блокада STAT3 и ингибиторных чек-поинт-рецепторов продемонстрировала обнадеживающие результаты, в частности позволила снизить резистентность к таргетной иммунотерапии [38]. Влияние фармакологического ингибирования STAT3 в лимфоцитах человека в настоящее время не изучено.

РОЛЬ ДРУГИХ СИГНАЛЬНЫХ ПУТЕЙ В РЕГУЛЯЦИИ Т-КЛЕТОЧНОГО ИСТОЩЕНИЯ

Презентация антигена ТКР с костимуляцией через CD28, сигналы цитокинов, включая IL с общей рецепторной γ-цепью, а также некоторые гормоны активируют сигнальный путь PI3K/Akt/mTOR, регулирующий процессы метаболизма, пролиферации и активации лимфоцитов и большинства популяций нормальных и опухолевых клеток [39, 40].

Фосфоинозитид-3-киназа фосфорилирует упоминаемый выше мембранный фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат с образованием вторичного посредника фосфатидилинозитол-3,4,5-трисфосфата, который участвует в активации протеинкиназы В (Akt). Каскад реакций, запускаемый Akt, в свою очередь, приводит к фосфорилированию киназы mTOR (мишень рапамицина млекопитающих), которая входит в состав комплексов mTORС (mTORС1 и mTORС2). Оба комплекса контролируют процессы клеточного метаболизма (транспорт глюкозы и аминокислот, гликолиз, липидный обмен), характерного для активации Т-клеток, запуская экспрессию многочисленных транскрипционных факторов [39, 40].

По данным некоторых авторов, стимуляция сигнального пути PI3K/Akt/mTOR ингибирует транскрипцию факторов FOXO1 и EOMES, участвующих в экспрессии PD-1 и реализации программы Т-клеточного истощения (см. рис. 1, схема 5). Хроническая стимуляция антигенами ТКР приводит к супрессии сигнального пути PI3K/Akt/mTOR с последующим накоплением FOXO1 и экспрессией ингибиторных чек-поинт-молекул. При этом, однако, не отмечено увеличения экспрессии PD-1 и других чек-поинт-рецепторов, как и при терапии блокаторами mTOR (рапамицин, эверолимус, темсиролимус), применяемыми в лечении опухолей. Несмотря на иммуносупрессорную направленность действия этих препаратов (используемых в том числе для профилактики реакции «трансплантат против хозяина» и предотвращения отторжения трансплантата), в экспериментах описано усиление цитокин-продуцирующего и цитотоксического потенциалов предшественников истощенных Т-клеток на фоне блокады PI3K/Akt/mTOR. Рассматривается возможность их комбинации с анти-PD-1/PD-L1- и другими ингибиторами чек-поинт-рецепторов. В то же время известно, что блокирование mTOR приводит к увеличению экспрессии PD-L1 опухолевыми клетками, что, с одной стороны, повышает количество мишеней для анти-PD-L1-моноклональных антител, с другой – может снижать эффективность анти-PD-1-терапии [39–41].

Многие стимулы – презентация антигена, IL с общей рецепторной γ-цепью, ростовые факторы и некоторые гормоны – также приводят к активации сигнального пути Ras/MЕK/ERK, участвующего в процессах активации, пролиферации и дифференцировки Т-клеток [42].

Стимуляция рецепторов вызывает активацию ГТФазы Ras, запускающей последовательное фосфорилирование киназ MEKK (MAPK/ERK, MEK и ERK). Киназы ERK1 и ERK2 мигрируют в ядро и активируют эффекторные факторы транскрипции, контролирующие в том числе продукцию белков, входящих в состав комплексов AP-1 и mTORC1, секрецию цитокинов, метаболические изменения и т. д. (см. рис. 1, схема 6) [43].

Как и в случае с mTOR, данных о прямом влиянии ERK на транскрипцию PD-1, других чек-поинт-рецепторов Т-лимфоцитами и индукцию Т-клеточного истощения в настоящее время нет. В то же время ERK, по-видимому, на посттрансляционном этапе фосфорилирует молекулы PD-1, способствуя их деубиквитинированию и стабилизации [43]. Противоопухолевый препарат – ингибитор МЕК (траметиниб) в экспериментах снижал поверхностную экспрессию PD-1, TIM-3 и LAG-3 на Т-клетках, несущих химерный антигенный рецептор, и предотвращал их истощение [44]. Блокаторы MEK, помимо противоопухолевого эффекта, уменьшают экспрессию клетками опухоли PD-L1, поэтому их комбинация с ингибиторами чек-поинт-молекул представляется перспективной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, презентация антигена и активация ТКР являются наиболее изученными, но не единственными механизмами регуляции экспрессии PD-1. В условиях in vivo на клетки постоянно действуют разнообразные регулирующие факторы, часто антагонистичные по отношению друг к другу, запускающие различные сигнальные пути. Стимуляция цитокинами и, возможно, гормональное воздействие также могут приводить к экспрессии ингибиторных чек-поинт-рецепторов активированными Т-клетками с целью ограничения их функциональной активности. Антигеннезависимая экспрессия PD-1, TIM-3, LAG-3 и других ингибиторных рецепторов в настоящее время продолжает изучаться и, как правило, не учитывается при проведении терапии соответствующими моноклональными антителами.

Эффективность анти-CTLA-4- и особенно анти-PD-1/PD-L1-препаратов привела к многочисленным клиническим испытаниям ингибиторов других чек-поинт-рецепторов и в целом к возрождению угасающей веры в потенциал противоопухолевой иммунотерапии. Основным осложнением при применении ингибиторов чек-поинт-молекул является развитие разнообразных аутоиммунных реакций, объединенных термином «иммуноопосредованные нежелательные события», частота и выраженность которых могут перевешивать клиническую эффективность. Изучение влияния основных сигнальных путей на экспрессию чек-поинт-рецепторов – мишеней таргетной терапии может способствовать появлению новых подходов к лечению опухолей, в частности, комбинаций ингибиторов чек-поинт-молекул с препаратами – блокаторами различных киназ и транскрипционных факторов.

About the authors

E. V. Batorov

Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology

Author for correspondence.
Email: ebatorov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2902-9336
Russian Federation, 14 Yadrintsevskaya St., Novosibirsk, 630099

P. V. Vasilchenko

Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology

Email: p.vasilchenko@g.nsu.ru
ORCID iD: 0009-0000-1100-9826
Russian Federation, 14 Yadrintsevskaya St., Novosibirsk, 630099

E. R. Chernykh

Research Institute of Fundamental and Clinical Immunology

Email: ebatorov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2346-6279
Russian Federation, 14 Yadrintsevskaya St., Novosibirsk, 630099

References

Supplementary files