Брахитерапия рака предстательной железы и иммунный ответ

Автор: Сивков А.В., Синюхин В.Н., Корякин Андрей Викторович

Журнал: Экспериментальная и клиническая урология @ecuro

Рубрика: Онкоурология

Статья в выпуске: 3 т.15, 2022 года.

Бесплатный доступ

Введение. Информация о сопутствующих брахитерапии (БТ) иммунных реакциях, которые можно попытаться использовать в терапевтических целях, представляет большую клиническую ценность. Материалы и методы. При подготовке обзора литературы по проблеме влияния БТ на иммунитет при раке предстательной железы (РПЖ) были использованы следующие библиографические базы данных: PubMed, Science Direct, научная электронная библиотеки России (еLibrary). Поиск провели по следующим ключевым словам: «рак», «рак предстательной железы», «брахитерапия», «иммунитет», «иммунотерапия», «cancer», «prostate cancer», «brachytherapy», «immunity», «immunotherapy». Всего было найдено 6 источников, имевших непосредственное отношение к влиянию БТ на иммунитет при РПЖ. Результаты. Накопленные клинические данные свидетельствуют о том, что и низкодозная, и высокодозная БТ РПЖ вызывают системный иммунный ответ. Наблюдаемое увеличение числа лейкоцитов в крови объясняют индукцией воспалительной реакции в ответ на облучение опухоли, а уменьшение количества В-клеток - перемещением из кровотока антиген-распознающих B-клеток к месту облучения. Кроме того, после БТ продемонстрировано увеличение количества активированных Т-лимфоцитов, тогда как число миелоидных супрессорных клеток существенно уменьшилось. Высказано предположение, что снижение именно этого показателя может активировать Т-клетки: количество наивных CD4+- и CD8+ T-лимфоцитов достоверно возрастало после локального введения радиоактивных источников, при одновременном снижении количества CD4+ и CD8+ T-клеток памяти. Последнее может говорить о том, что локальная радиотерапия стимулирует процесс активации тимуса и выброс наивных Т-лимфоцитов в кровоток при миграции клеток памяти из кровотока в ПЖ. Описанные эффекты отражают процесс «включения» Т-клеточного иммунитета после БТ. Исследователи считают, что увеличение количества активированных Т-лимфоцитов способствует активации противоопухолевого иммунитета, длительной ремиссии и снижает вероятность возникновения рецидивов РПЖ. Высокодозная БТ локализованного РПЖ, как, вероятно, и низкодозная БТ, вызывают трансформацию иммуногенных свойств опухоли и приводят к выраженной поликлональной инфильтрации ПЖ, преимущественно Т-клетками, которая происходит под контролем большого количества «контрольных точек». Возникновение инфильтратов из иммунных клеток и изменения в системе передачи сигналов между ними после БТ, отражаются изменением типа «воспалительной подписи опухоли» (TIS) от «холодного» к «горячему». После облучения в зоне опухоли, как правило, возрастало количество PD-L1- макрофагов, что расценивают как маркер реакции опухоли на проводимую терапию. Считают, что если БТ вызывает увеличение экспрессии PD1+, то назначение ингибиторов контрольных точек этим больным может дать хороший терапевтический эффект. Заключение. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что БТ праймирует системный иммунный ответ, ведет к активации Т-клеточного иммунитета и, как следствие, противоопухолевого иммунитета. Все это открывает перспективы разработки методов комбинированного лечения РПЖ с использованием БТ и иммунотерапии.

Еще

Рак предстательной железы, брахитерапия, иммунный ответ, противоопухолевый иммунитет

Короткий адрес: https://sciup.org/142236639

IDR: 142236639   |   DOI: 10.29188/2222-8543-2022-15-3-36-43

Brachytherapy for prostate cancer and immune response

Introduction. Information about the brachytherapy-induced immune reactions, which can be used for therapeutic purposes, is of great clinical value. Materials and methods. When preparing a review of the literature on the problem of the effect of brachytherap (BT) on immunity in prostate cancer (PCa), the following bibliographic databases were used: PubMed, Science Direct, Scientific Electronic Library of Russia (eLibrary). The search was conducted on the following keywords: «cancer», «prostate cancer», «brachytherapy», «immunity», «immunotherapy». In total, 6 sources were found that were directly related to the effect of BT on immunity in prostate cancer. Results. Clinical data shows that both low-dose and high-doseprostate cancer brachytherapy (BT) cause a systemic immune response. The authors explain the observed increase in the number of serum leukocytes by the induction of an inflammatory reaction in response to tumor irradiation, and the decrease in the number of B cells by the movement of antigen-recognizing B cells from the bloodstream to the irradiation site. In addition, after BT, an increase in the number of activated T-lymphocytes was demonstrated, while the number of myeloid suppressor cells significantly decreased. It has been suggested that a decrease in this indicator can activate T cells: the number of naive CD4+ and CD8+ T lymphocytes significantly increased after local administration of radioactive sources, with a simultaneous decrease in the number of CD4+ and CD8+ memory T cells. The latter may indicate that local radiotherapy stimulates the activation of the thymus and the release of naive T-lymphocytes into the bloodstream, during the migration of memory cells from the bloodstream to the prostate. The described effects reflect the process of «turning on» T-cell immunity after BT. Researchers believe that an increase in the number of activated T-lymphocytes contributes to the activation of antitumor immunity, long-term remission and reduces the likelihood of recurrence of prostate cancer. High-dose BT of localized prostate cancer, as well as probably low-dose BT, cause the transformation of the immunogenic properties of the tumor and lead to pronounced polyclonal infiltration of the prostate, mainly by T cells, which occurs under the control of a large number of «control points». The occurrence of immune cells infiltrates and changes in the signal transmission system between them after BT are reflected by a change in the type of «inflammatory signature of the tumor» (TIS) from «cold» to «hot». After irradiation in the tumor area the number of PD-L1 macrophages usually increases, which is regarded as a marker of the tumor response to the therapy. It is believed that if BT causes an increase in PD1+ expression, and use of checkpoint inhibitors to these patients can give a good therapeutic effect. Conclusion. The available data indicate that BT primes the systemic immune response, leads to activation of T-cell immunity and, as a consequence, antitumor immunity. All this opens up prospects for the development of prostate cancer combined treatment methods, using BT and immunotherapy.

Еще

Текст обзорной статьи Брахитерапия рака предстательной железы и иммунный ответ

Список литературы Брахитерапия рака предстательной железы и иммунный ответ

  • Park DS. Current status of brachytherapy for prostate cancer. Korean J Urol 2012;53(11):743-9. https://doi.org/10.4111/kju.2012.53.11.743.
  • Janeway CA, Travers P, Walport M, Shlomchik MJ. Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. New York: Garland Science 2001; 201 p.
  • Schreiber RD, Old LJ, Smyth MJ. Cancer immunoediting: integrating immunity's roles in cancer suppression and promotion. Science 2011;331(6024):1565-70. https://doi.org/10.1126/science.1203486.
  • Taube JM, Anders RA, Young GD, Xu H, Sharma R, McMiller T, et al. Colocalization of inflammatory response with B7-h1 expression in human melanocytic lesions supports an adaptive resistance mechanism of immune escape. Sci Transl Med 2012;4(127):127ra37. https://doi.org/10.1126/sci-translmed.3003689.
  • Pardoll DM. The blockade of immune checkpoints in cancer im-munotherapy. Nat Rev Cancer 2012;12(4):252-64. https://doi.org/10.1038/ nrc3239.
  • Vesely MD, Kershaw MH, Schreiber RD, Smyth MJ. Natural innate and adaptive immunity to cancer. Annu Rev Immunol 2011(29):235-271. https://doi.org/10.1146/annurev-immunol-031210-101324.
  • Zhang L, Zhao Y. The regulation of Foxp3 expression in regulatory CD4(+) CD25(+) T cells: multiple pathways on the road. J Cell Physiol 2007;211(3):590-5. https://doi.org/10.1002/jcp.21001.
  • Coussens LM, Zitvogel L, Palucka AK. Neutralizing tumor promoting chronic inflammation: A magic bullet? Science 2013;339(6117):286-91. https://doi.org/10.1126/science.1232227.
  • Azimi F, Scolyer RA, Rumcheva P, Moncrieff M, Murali R, McCarthy SW, et al. Tumor-infiltrating lymphocyte grade is an independent predictor of sentinel lymph node status and survival in patients with cutaneous melanoma. J Clin Oncol 2012;30(21):2678-83. https://doi.org/10.1200/JC0.2011.37.8539.
  • Medler TR, Tiziana Cotechini T, Lisa M, Coussens LM. Immune response to cancer therapy: mounting an effective antitumor response and mechanisms of resistance. Trends Cancer 2015;1(1):66-75. https://doi.org/10.1016Zj.trecan.2015.07.008.
  • Walle T, Martinez Monge R, Cerwenka A, Ajona D, Melero I, Lecanda F. Radiation effects on antitumor immune responses: current perspectives and challenges. Ther Adv Med Oncol 2018;10:1758834017742575. https://doi.org/10.1177/1758834017742575.
  • Hiller JG, Perry NJ, Poulogiannis G, Riedel B, Sloan EK. Perioperative events influence cancer recurrence risk after surgery. Nat Rev Clin Oncol 2018;15(4):205-218. https://doi.org/10.1038/nrclinonc.2017.194.
  • Sharabi AB, Tran PT, Lim M, Drake CG, Deweese TL. Stereotactic radiation therapy combined with immunotherapy: augmenting the role of radiation in local and systemic treatment. Oncology (Williston Park) 2015;29(5):331-40.
  • Twyman-Saint Victor C, Rech AJ, Maity A, Rengan R, Pauken KE, Stelekati E, et al. Radiation and dual checkpoint blockade activate non-redundant immune mechanisms in cancer. Nature 2015;520(7547):373-7. https://doi.org/10.1038/nature14292.
  • Patel RB, Baniel CC, Sriramaneni RN, Bradley K, Markovina S, Morris ZS. Combining brachytherapy and immunotherapy to achieve in situ tumor vaccination: A review of cooperative mechanisms and clinical opportunities. Brachytherapy 2018;17(6):995-1003. https://doi.org/10.1016/j.brachy.2018.07.004.
  • Tsaur I, Brandt MP, Juengel E, Manceau C, Ploussard G. Immunotherapy in prostate cancer: new horizon of hurdles and hopes. World J Urol 2021;39(5):1387-403. https://doi.org/10.1007/s00345-020-03497-1.
  • Dudzinski SO, Cameron BD, Wang J, Rathmell JC, Giorgio TD, Kirschner AN. Combination immunotherapy and radiotherapy causes an abscopal treatment response in a mouse model of castration resistant prostate cancer. J Immunother Cancer 2019;7(1):218. https://doi.org/10.1186/s40425-019-0704-z.
  • Sharabi AB, Tran PT, Lim M, Drake CG, Deweese TL. Stereotactic radiation therapy combined with immunotherapy: augmenting the role of radiation in local and systemic treatment. Oncology (Williston Park) 2015;29(5):331-40.
  • Hanahan D, Weinberg RA. The hallmarks of cancer. Cell 2000;100(1):57-70. https://doi.org/10.1016/s0092-8674(00)81683-9.
  • Hanahan D, Weinberg RA. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell 2011;144(5):646-74. https://doi.org/10.1016/jxell.2011.02.013.
  • Vitkin N, Nersesian S, Siemens DR, Koti M. The tumor immune contexture of prostate cancer. Front Immunol 2019(10):603. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.00603.
  • Medler TR, Cotechini T, Coussens LM. Immune response to cancer therapy: mounting an effective antitumor response and mechanisms of resistance. Trends Cancer 2015;1(1):66-75. https://doi.org/10.1016/ j.trecan.2015.07.008.
  • Hiller JG, Perry NJ, Poulogiannis G, Riedel B, Sloan EK. Perioperative events influence cancer recurrence risk after surgery. Nat Rev Clin Oncol 2018;15(4):205-18. https://doi.org/10.1038/nrclinonc.2017.194.
  • Du E, Wang L, Li CY, Zhang CW, Qu YC, Liu RL, et al. Analysis of immune status after iodine-125 permanent brachytherapy in prostate cancer. Onco Targets Ther 2017(10):2561-7. https://doi.org/10.2147/ OTT.S137491.
  • Kubo M, Satoh T, Ishiyama H, Tabata KI, Tsumura H, Komori S, et al. Enhanced activated T cell subsets in prostate cancer patients receiving iodine-125 low-dose-rate prostate brachytherapy. Oncol Rep 2018;39(1):417-24. https://doi.org/10.3892/or.2017.6095.
  • Williams S, Keam S, Halse H, Mitchell C, Caramia F, Byrne D. Direct evidence of a clonal and tumor-directed T cell response to prostate cancer brachytherapy. J Clin Oncol 2019;37(7 Suppl):22. https://doi.org/10.1200/ JC0.2019.37.7_suppl.22.
  • Keam SP, Hals H, Nguyen T, Wang M, Van Kooten Losi N, Mitchell C, et al. High dose-rate brachytherapy of localized prostate cancer converts tumors from cold to hot. J Immunother Cancer 2020;8(1):e000792. https://doi.org/10.1136/jitc-2020-000792.
  • Ayers M, Lunceford J, Nebozhyn M, Murphy E, Loboda A, Kaufman DR, et al. IFN-y-related mRNA profile predicts clinical response to PD-1 blockade. J Clin Invest 2017(127):2930-40. https://doi.org/10.1172/JCI91190.
  • Danaher P, Warren S, Lu R, Simoa J, Sullivan A, Pekker I, et al. Pan-cancer adaptive immune resistance as defined by the tumor inflammation signature (TIS): results from the cancer genome atlas (TCGA). J Immunother Cancer 2018;6(1):63. https://doi.org/10.1186/s40425-018-0367-1.
  • Wang H, Mendez LC, Morton G, Loblaw A, Mesci A, Chung HT, et al. Immune cell profiling in Gleason 9 prostate cancer patients treated with brachytherapy versus external beam radiotherapy: An exploratory study. Radiother Oncol 2021(155):80-85. https://doi.org/10.1016/ j.radonc.2020.10.029.
Еще