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

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Автор, ответственный за переписку.
Email: melmakse@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4744-0882

Максим Евгеньевич Мельников

194100 Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2

Россия

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

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-0390-8498

194100 Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2

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

Россия

Г. В. Кондратьев

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-1462-6907

194100 Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2

Россия

М. М. Васильева

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0009-0000-1190-7220

194100 Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2

Россия

О. Е. Савельева

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-0301-8455

194100 Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2

Россия

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

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Мельников М.Е., Кулева С.А., Кондратьев Г.В., Васильева М.М., Савельева О.Е., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 57560 от  08.04.2014.