Preview

Успехи молекулярной онкологии

Расширенный поиск

Механизмы цитотоксичности пассивной анти-GD2-иммунотерапии при опухолях детского возраста

https://doi.org/10.17650/2313-805X-2025-12-2-47-57

Аннотация

Клетки нейробластомы, сарком мягких тканей, остеосаркомы, саркомы Юинга и некоторых других опухолей у детей и взрослых способны экспрессировать дисиалоганглизид GD2. Включение в протоколы терапии нейробластомы анти-GD2-моноклональных антител позволило улучшить результаты лечения. проводятся исследования эффективности использования этих моноклональных антител и при других опухолях.

В данном обзоре описаны основные клеточные и молекулярные процессы, происходящие при пассивной анти-GD2 иммунотерапии при опухолях детского возраста, а также факторы, способные повлиять на них. Мы пришли к выводу, что ведущую роль в развитии цитотоксичности играет антителозависимая клеточная цитотоксичность, реализуемая естественными киллерами по классическому механизму с индукцией каспазазависимого апоптоза, а также макрофагами и нейтрофилами посредством фагоцитоза, трогоцитоза и прямой цитотоксичности. Эффективному фагоцитозу способствует экспрессия кальретикулина опухолевыми клетками и рецептора LRP1 фагоцитами, а уклонению от фагоцитоза – экспрессия опухолевыми клетками CD47 и его взаимодействие с SIRPα на фагоцитах. параллельно происходит активация Т-клеточного адаптивного иммунного ответа. использование гранулоцитарного и гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующих факторов может усиливать цитотоксичность. Добавление экзогенного интерлейкина 2 не повышает эффективность лечения, а применение интерлейкинов 15 и 21 усиливает цитотоксичность in vitro, что требует проведения клинических исследований. комплементзависимая цитотоксичность, вероятно, не оказывает влияния на терапевтическую эффективность пассивной анти-GD2-иммунотерапии. Опухолевое микроокружение и молекулярные особенности иммунокомпетентных клеток могут влиять на анти-GD2 опосредованную цитотоксичность, особенно при совместном использовании анти-GD2 моноклональных антител и ингибиторов рецептора программируемой клеточной гибели 1 (PD-1). Таким образом, дальнейшее изучение данного вопроса особенно актуально. Анти-GD2-моноклональные антитела могут снижать пролиферативную активность и индуцировать апоптоз опухолевых клеток путем ингибирования сигнальных путей (главным образом PI3K/Akt/mTOR), транскрипционных факторов, комплексов фокальной адгезии и интегринов. Вероятны и механизмы индукции митохондриальнозависимой клеточной гибели, имеющей признаки апоптоза и некроза.

Об авторах

М. Е. Мельников
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России
Россия

Максим Евгеньевич Мельников

194100 Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2



С. А. Кулева
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России; ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России
Россия

194100 Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2

197758 Санкт-Петербург, п. Песочный, ул. Ленинградская, 68



Г. В. Кондратьев
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России
Россия

194100 Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2



М. М. Васильева
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России
Россия

194100 Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2



О. Е. Савельева
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России
Россия

194100 Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2



Список литературы

1. Machy P., Mortier E., Birklé S. Biology of GD2 ganglioside: implications for cancer immunotherapy. Front Pharmacol 2023;14:1249929. DOI: 10.3389/fphar.2023.1249929

2. Philippova J., Shevchenko J., Sennikov S. GD2-targeting therapy: a comparative analysis of approaches and promising directions. Front Immunol 2024;15:1371345. DOI: 10.3389/fimmu.2024.1371345

3. Nazha B., Inal C., Owonikoko T.K. Disialoganglioside GD2 Expression in solid tumors and role as a target for cancer therapy. Front Oncol 2020;10:1000. DOI: 10.3389/fonc.2020.01000

4. Yesmin F., Bhuiyan R.H., Ohmi Y. et al. Ganglioside GD2 enhances the malignant phenotypes of melanoma cells by cooperating with integrins. Int J Mol Sci 2022;23(1):423. DOI: 10.3390/ijms23010423

5. Cheung N.K., Neely J.E., Landmeier B. et al. Targeting of ganglioside GD2 monoclonal antibody to neuroblastoma. J Nucl Med 1987;28(10):1577–83.

6. Heiner J.P., Miraldi F., Kallick S. et al. Localization of GD2 specific monoclonal antibody 3F8 in human osteosarcoma. Cancer Res 1987;47(20):5377–81.

7. Chang H.R., Cordon-Cardo C., Houghton A.N. et al. Expression of disialogangliosides GD2 and GD3 on human soft tissue sarcomas. Cancer 1992;70(3):633–8. DOI: 10.1002/1097-0142(19920801)70:3<633::aid cncr2820700315>3.0.co;2-f

8. Chan G.C., Chan C.M. Anti-GD2 directed immunotherapy for high-risk and metastatic neuroblastoma. Biomolecules 2022;12(3):358. DOI: 10.3390/biom12030358

9. Orsi G., Barbolini M., Ficarra G. et al. GD2 expression in breast cancer. Oncotarget 2017;8(19):31592–600. DOI: 10.18632/oncotarget.16363

10. Dobrenkov K., Ostrovnaya I., Gu J. et al. Oncotargets GD2 and GD3 are highly expressed in sarcomas of children, adolescents, and young adults. Pediatr Blood Cancer 2016;63(10):1780–5. DOI: 10.1002/pbc.26097

11. Кулева С.А., Варфоломеева С.Р., Киргизов К.И. и др. Результаты использования химиоиммунотерапии при рефрактерных/ рецидивирующих формах GD2-позитивных костных и мягко тканных сарком у детей. Первый опыт двух центров. Российский журнал детской гематологии и онкологии 2024;11(4):11–9. DOI: 10.21682/2311-1267-2024-11-4-11-19

12. Park J.A., Cheung N.V. Targets and antibody formats for immunotherapy of neuroblastoma. J Clin Oncol 2020;38(16):1836–48. DOI: 10.1200/JCO.19.01410

13. Yu A.L., Gilman A.L., Ozkaynak M.F. et al. Anti-GD2 antibody with GM-CSF, interleukin-2, and isotretinoin for neuroblastoma. N Engl J Med 2010;363(14):1324–34. DOI: 10.1056/NEJMoa0911123

14. Yu A.L., Gilman A.L., Ozkaynak M.F. et al. Long-term follow-up of a phase III study of ch14.18 (dinutuximab) + cytokine immunotherapy in children with high-risk neuroblastoma: COG Study ANBL0032. Clin Cancer Res 2021;27(8):2179–89. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-20-3909

15. Mody R., Yu A.L., Naranjo A. et al. Irinotecan, temozolomide, and dinutuximab with GM-CSF in сhildren with refractory or relapsed neuroblastoma: a report from the Children’s Oncology Group. J Clin Oncol 2020;38(19):2160–9. DOI: 10.1200/JCO.20.00203

16. Federico S.M., McCarville M.B., Shulkin B.L. et al. A pilot trial of humanized anti-GD2 monoclonal antibody (hu14.18k322a) with chemotherapy and natural killer cells in children with recurrent/refractory neuroblastoma. Clin Cancer Res 2017;23(21):6441–9. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-17-0379

17. Troschke-Meurer S., Zumpe M., Meißner L. et al. Chemotherapeutics used for high-risk neuroblastoma therapy improve the efficacy of anti-GD2 antibody dinutuximab beta in preclinical spheroid models. Cancers (Basel) 2023;15(3):904. DOI: 10.3390/cancers15030904

18. Thomas M., Nguyen T.H., Drnevich J. et al. Hu14.18K.322A Causes direct cell cytotoxicity and synergizes with induction chemotherapy in high-risk neuroblastoma. Cancers (Basel) 2024;16(11):2064. DOI: 10.3390/cancers16112064

19. Кулева С.А., Варфоломеева С.Р., Киргизов К.И. и др. Много центровое открытое исследование III фазы по использованию динутуксимаба бета без/с химиотерапией по выбору исследователя у пациентов до 18 лет с костными и мягкотканными саркомами с положительным уровнем экспрессии GD2 и прогрессированием заболевания на фоне 1-й линии полихимиотерапии. Российский журнал детской гематологии и онкологии 2024;11(2):12–20. DOI: 10.21682/2311-1267-2024-11-2-12-20

20. Wang W., Erbe A.K., Hank J.A. et al. NK cell-mediated antibody dependent cellular cytotoxicity in cancer immunotherapy. Front Immunol 2015;6:368. DOI: 10.3389/fimmu.2015.00368

21. Jhunjhunwala S., Hammer C., Delamarre L. Antigen presentation in cancer: insights into tumour immunogenicity and immune evasion. Nat Rev Cancer 2021;21(5):298–312. DOI: 10.1038/s41568-021-00339-z

22. De Maria A., Bozzano F., Cantoni C., Moretta L. Revisiting human natural killer cell subset function revealed cytolytic CD56(dim) CD16+ NK cells as rapid producers of abundant IFN-gamma on activation. Proc Natl Acad Sci USA 2011;108(2):728–32. DOI: 10.1073/pnas.1012356108

23. Wienke J., Dierselhuis M.P., Tytgat G.A.M. et al. The immune landscape of neuroblastoma: challenges and opportunities for novel therapeutic strategies in pediatric oncology. Eur J Cancer 2021;144:123–50. DOI: 10.1016/j.ejca.2020.11.014

24. Szanto C.L., Cornel A.M., Vijver S.V., Nierkens S. Monitoring immune responses in neuroblastoma patients during therapy. Cancers (Basel) 2020;12(2):519. DOI: 10.3390/cancers12020519

25. Aktas E., Kucuksezer U.C., Bilgic S. et al. Relationship between CD107a expression and cytotoxic activity. Cell Immunol 2009;254(2):149–54. DOI: 10.1016/j.cellimm.2008.08.007

26. Siebert N., Jensen C., Troschke-Meurer S. et al. Neuroblastoma patients with high-affinity FCGR2A, -3A and stimulatory KIR 2DS2 treated by long-term infusion of anti-GD2 antibody ch14.18/ CHO show higher ADCC levels and improved event-free survival’, OncoImmunology 2016;5(11):e1235108. DOI: 10.1080/2162402X.2016.1235108

27. Erbe A.K., Diccianni M.B., Mody R. et al. KIR/KIR-ligand genotypes and clinical outcomes following chemoimmunotherapy in patients with relapsed or refractory neuroblastoma: a report from the Children’s Oncology Group. J Immunother Cancer 2023;11(2):e006530. DOI: 10.1136/jitc-2022-006530

28. Liu Y., Wang Y., Yang Y. et al. Emerging phagocytosis checkpoints in cancer immunotherapy. Signal Transduct Target Ther 2023;8(1):104. DOI: 10.1038/s41392-023-01365-z

29. Mora J., Modak S., Kinsey J. et al. GM-CSF, G-CSF or no cytokine therapy with anti-GD2 immunotherapy for high-risk neuroblastoma. Int J Cancer 2024;154(8):1340–64. DOI: 10.1002/ijc.34815

30. Theruvath J., Menard M., Smith B.A.H. et al. Anti-GD2 synergizes with CD47 blockade to mediate tumor eradication. Nat Med 2022;28(2):333–44. DOI: 10.1038/s41591-021-01625-x

31. Martínez-Sanz P., Hoogendijk A.J., Verkuijlen P.J.J.H. et al. CD47-SIRPα checkpoint inhibition enhances neutrophil-mediated killing of dinutuximab-opsonized neuroblastoma cells. Cancers (Basel) 2021;13(17):4261. DOI: 10.3390/cancers13174261

32. Ustyanovska Avtenyuk N., Visser N., Bremer E., Wiersma V.R. The neutrophil: the underdog that packs a punch in the fight against cancer. Int J Mol Sci 2020;21(21):7820. DOI: 10.3390/ijms21217820

33. Matlung H.L., Babes L., Zhao X.W. et al. Neutrophils kill antibody-opsonized cancer cells by trogoptosis. Cell Rep 2018;23(13):3946–59.e6. DOI: 10.1016/j.celrep.2018.05.082

34. Mora J., Castañeda A., Gorostegui M. et al. Naxitamab combined with granulocyte-macrophage colony-stimulating factor as consolidation for high-risk neuroblastoma patients in complete remission. Pediatr Blood Cancer 2021;68(10):e29121. DOI: 10.1002/pbc.29121

35. Vitale C., Bottino C., Castriconi R. Monocyte and macrophage in neuroblastoma: blocking their pro-tumoral functions and strengthening their crosstalk with natural killer cells. Cells 2023;12(6):885. DOI: 10.3390/cells12060885

36. Jeannin P., Paolini L., Adam C., Delneste Y. The roles of CSFs on the functional polarization of tumor-associated macrophages. FEBS J 2018;285(4):680–99. DOI: 10.1111/febs.14343

37. Martinez Sanz P., van Rees D.J., van Zogchel L.M.J. et al. G-CSF as a suitable alternative to GM-CSF to boost dinutuximab-mediated neutrophil cytotoxicity in neuroblastoma treatment. J Immunother Cancer 2021;9(5):e002259. DOI: 10.1136/jitc-2020-002259

38. Ladenstein R., Pötschger U., Gray J. et al. Toxicity and outcome of anti-GD2 antibody ch14.18/CHO in front-line, high-risk patients with neuroblastoma: final results of the phase III immunotherapy randomisation (HR-NBL1/SIOPEN trial). JCO 2016;34(15):10500. DOI: 10.1200/JCO.2016.34.15_suppl.10500

39. Ladenstein R., Pötschger U., Valteau-Couanet D. et al. Interleukin 2 with anti-GD2 antibody ch14.18/CHO (dinutuximab beta) in patients with high-risk neuroblastoma (HR-NBL1/SIOPEN): a multicentre, randomised, phase 3 trial. Lancet Oncol 2018;19(12):1617–29. DOI: 10.1016/S1470-2045(18)30578-3

40. Chu Y., Nayyar G., Jiang S. et al. Combinatorial immunotherapy of N-803 (IL-15 superagonist) and dinutuximab with ex vivo expanded natural killer cells significantly enhances in vitro cytotoxicity against GD2+ pediatric solid tumors and in vivo survival of xenografted immunodeficient NSG mice. J Immunother Cancer 2021;9(7):e002267. DOI: 10.1136/jitc-2020-002267

41. Imai M., Landen C., Ohta R. et al. Complement-mediated mechanisms in anti-GD2 monoclonal antibody therapy of murine metastatic cancer. Cancer Res 2005;65(22):10562–8. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-05-1894

42. Golay J., Taylor R.P. The role of complement in the mechanism of action of therapeutic anti-cancer mAbs. Antibodies (Basel) 2020;9(4):58. DOI: 10.3390/antib9040058

43. Meyer S., Leusen J.H., Boross P. Regulation of complement and modulation of its activity in monoclonal antibody therapy of cancer. MAbs 2014;6(5):1133–44. DOI: 10.4161/mabs.29670

44. Mastrangelo S., Rivetti S., Triarico S. et al. Mechanisms, characteristics, and treatment of neuropathic pain and peripheral neuropathy associated with dinutuximab in neuroblastoma patients. Int J Mol Sci 2021;22(23):12648. DOI: 10.3390/ijms222312648

45. Barone G., Barry A., Bautista F. et al. Managing adverse events associated with dinutuximab beta treatment in patients with high risk neuroblastoma: practical guidance. Pediatr Drugs 2021;23(6):537–48. DOI: 10.1007/s40272-021-00469-9

46. Furman W.L., Federico S.M., McCarville M.B. et al. A phase II trial of Hu14.18K322A in combination with induction chemotherapy in children with newly diagnosed high-risk neuroblastoma. Clin Cancer Res 2019;25(21):6320–8. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-19-1452

47. Furman W.L., McCarville B., Shulkin B.L. et al. Improved outcome in children with newly diagnosed high-risk neuroblastoma treated with chemoimmunotherapy: updated results of a phase II study using hu14.18K322A. J Clin Oncol 2022;40(4):335–44. DOI: 10.1200/JCO.21.01375

48. Evers M., Stip M., Keller K. et al. Anti-GD2 IgA kills tumors by neutrophils without antibody-associated pain in the preclinical treatment of high-risk neuroblastoma. J Immunother Cancer 2021;9(10):e003163. DOI: 10.1136/jitc-2021-003163

49. Mina M., Boldrini R., Citti A. et al. Tumor-infiltrating T lymphocytes improve clinical outcome of therapy-resistant neuroblastoma. Oncoimmunology 2015;4(9):e1019981. DOI: 10.1080/2162402X.2015.1019981

50. Casanova J.M., Almeida J.S., Reith J.D. et al. Tumor-infiltrating lymphocytes and cancer markers in osteosarcoma: influence on patient survival. Cancers (Basel) 2021;13(23):6075. DOI: 10.3390/cancers13236075

51. Liu K.X., Joshi S. “Re-educating” tumor associated macrophages as a novel immunotherapy strategy for neuroblastoma. Front Immunol 2020;11:1947. DOI: 10.3389/fimmu.2020.01947

52. Dondero A., Pastorino F., Della Chiesa M. et al. PD-L1 expression in metastatic neuroblastoma as an additional mechanism for limiting immune surveillance. Oncoimmunology 2015;5(1):e1064578. DOI: 10.1080/2162402X.2015.1064578

53. Davis K.L., Fox E., Merchant M.S. et al. Nivolumab in children and young adults with relapsed or refractory solid tumours or lymphoma (ADVL1412): a multicentre, open-label, single-arm, phase 1–2 trial. Lancet Oncol 2020;21(4):541–50. DOI: 10.1016/S1470-2045(20)30023-1

54. Davis K.L., Fox E., Isikwei E. et al. A Phase I/II trial of nivolumab plus ipilimumab in children and young adults with relapsed/ refractory solid tumors: a Children’s Oncology Group Study ADVL1412. Clin Cancer Res 2022;28(23):5088–97. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-22-2164

55. Song M., Huang Y., Hong Y. et al. PD-L1-expressing natural killer cells predict favorable prognosis and response to PD-1/PD-L1 blockade in neuroblastoma. Oncoimmunology 2023;13(1):2289738. DOI: 10.1080/2162402X.2023.2289738

56. Ehlert K., Hansjuergens I., Zinke A. et al. Nivolumab and dinutuximab beta in two patients with refractory neuroblastoma. J Immunother Cancer 2020;8(1):e000540. DOI: 10.1136/jitc-2020-000540

57. Siebert N., Zumpe M., Jüttner M. et al. PD-1 blockade augments anti-neuroblastoma immune response induced by anti-GD2 antibody ch14.18/CHO. Oncoimmunology 2017;6(10):e1343775. DOI: 10.1080/2162402X.2017.1343775

58. Xu H., Cheng M., Guo H. et al. Retargeting T cells to GD2 pentasaccharide on human tumors using bispecific humanized antibody. Cancer Immunol Res 2015;3(3):266–77. DOI: 10.1158/2326-6066.CIR-14-0230-T

59. Zirngibl F., Ivasko S.M., Grunewald L. et al. GD2-directed bispecific trifunctional antibody outperforms dinutuximab beta in a murine model for aggressive metastasized neuroblastoma. J Immunother Cancer 2021;9(7):e002923. DOI: 10.1136/jitc-2021-002923

60. Ivasko S.M., Anders K., Grunewald L. et al. Combination of GD2 directed bispecific trifunctional antibody therapy with Pd-1 immune checkpoint blockade induces anti-neuroblastoma immunity in a syngeneic mouse model. Front Immunol 2023;13:1023206. DOI: 10.3389/fimmu.2022.1023206

61. Stigliani S., Croce M., Morandi F. et al. Expression of FOXP3, CD14, and ARG1 in neuroblastoma tumor tissue from high-risk patients predicts event-free and overall survival. Biomed Res Int 2015;2015:347867. DOI: 10.1155/2015/347867

62. Sait S., Modak S. Anti-GD2 immunotherapy for neuroblastoma. Expert Rev Anticancer Ther 2017;17(10):889–904. DOI: 10.1080/14737140.2017.1364995

63. Durbas M., Horwacik I., Boratyn E. et al. GD2 ganglioside specific antibody treatment downregulates PI3K/Akt/mTOR signaling network in human neuroblastoma cell lines. Int J Oncol 2015;47(3):1143–59. DOI: 10.3892/ijo.2015.3070

64. Liu B., Wu Y., Zhou Y., Peng D. Endothelin A receptor antagonism enhances inhibitory effects of anti-ganglioside GD2 monoclonal antibody on invasiveness and viability of human osteosarcoma cells. PLoS One 2014;9(4):e93576. DOI: 10.1371/journal.pone.0093576

65. Zhu W., Mao X., Wang W. et al. Anti-ganglioside GD2 monoclonal antibody synergizes with cisplatin to induce endoplasmic reticulum associated apoptosis in osteosarcoma cells. Pharmazie 2018;73(2):80–6. DOI: 10.1691/ph.2018.7836

66. Fisher J.P., Flutter B., Wesemann F. et al. Effective combination treatment of GD2-expressing neuroblastoma and Ewing’s sarcoma using anti-GD2 ch14.18/CHO antibody with Vγ9Vδ2+ γδT cells. Oncoimmunology 2015;5(1):e1025194. DOI: 10.1080/2162402X.2015.1025194

67. Horwacik I., Rokita H. Modulation of interactions of neuroblastoma cell lines with extracellular matrix proteins affects their sensitivity to treatment with the anti-GD2 ganglioside antibody 14G2a. Int J Oncol 2017;50(5):1899–914. DOI: 10.3892/ijo.2017.3959

68. Doronin I.I., Vishnyakova P.A., Kholodenko I.V. et al. Ganglioside GD2 in reception and transduction of cell death signal in tumor cells. BMC Cancer 2014;14:295. DOI: 10.1186/1471-2407-14-295

69. Sorice M., Matarrese P., Tinari A. et al. Raft component GD3 associates with tubulin following CD95/Fas ligation. FASEB J 2009;23(10):3298–308. DOI: 10.1096/fj.08-128140

70. Tibbetts R., Yeo K.K., Muthugounder S. et al. Anti-disialoganglioside antibody internalization by neuroblastoma cells as a mechanism of immunotherapy resistance. Cancer Immunol Immunother 2022;71(1):153–64. DOI: 10.1007/s00262-021-02963-y


Рецензия

Для цитирования:


Мельников М.Е., Кулева С.А., Кондратьев Г.В., Васильева М.М., Савельева О.Е. Механизмы цитотоксичности пассивной анти-GD2-иммунотерапии при опухолях детского возраста. Успехи молекулярной онкологии. 2025;12(2):47-57. https://doi.org/10.17650/2313-805X-2025-12-2-47-57

For citation:


Melnikov M.E., Kulyova S.A., Kondratiev G.V., Vasilyeva M.M., Savelieva O.E. Cytotoxicity mechanisms of passive anti-GD2 immunotherapy in pediatric tumors. Advances in Molecular Oncology. 2025;12(2):47-57. (In Russ.) https://doi.org/10.17650/2313-805X-2025-12-2-47-57

Просмотров: 69


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2313-805X (Print)
ISSN 2413-3787 (Online)