Исследователи из Медицинского университета Джона Хопкинса обнаружили, что организация различных типов иммунных клеток в опухолях поджелудочной железы связана с тем, насколько хорошо пациенты с раком поджелудочной железы реагируют на лечение и как долго они выживают. Новые результаты, опубликованные 16 сентября в журнале Cancer Research, в конечном итоге могут привести к новым способам лечения рака поджелудочной железы, который имеет самый высокий уровень смертности среди всех основных видов рака.

"Отображение местоположения определенных иммунных клеток, связанных с опухолью, может стать новым биомаркером для прогнозирования выживаемости пациентов", - говорит Александр Попель, доктор философии, профессор биомедицинской инженерии и директор лаборатории системной биологии Медицинской школы Университета Джона Хопкинса и сотрудник Онкологического центра Джона Хопкинса Сидни Киммела. "Мы надеемся, что наши результаты не только приведут к лучшему фундаментальному пониманию рака, но и потенциально смогут дать прогностические рекомендации врачам, лечащим рак поджелудочной железы".

По оценкам Национального института рака, к 2022 году более чем у 62 000 американцев, как ожидается, будет диагностирован рак поджелудочной железы и почти 50 000 умрут от этого заболевания. В среднем только около 10% людей с раком поджелудочной железы выживут в течение пяти лет. Предсказать, какие пациенты с наибольшей вероятностью отреагируют на несколько существующих методов лечения, сложно; исследователи уже давно ищут дополнительные инструменты — клетки, молекулы или гены, — которые стратифицируют пациентов с раком поджелудочной железы по выживаемости.

В последние годы ученые, изучающие многие виды рака, обнаружили важность нераковых клеток, молекул и кровеносных сосудов, окружающих опухоли — так называемого микроокружения опухоли. Частью этого микроокружения опухоли являются иммунные клетки; некоторые из них обладают способностью нацеливаться на опухоль для уничтожения, в то время как другие помогают опухоли уклоняться от иммунной системы.

В предыдущих исследованиях рака поджелудочной железы исследователи подсчитали, сколько иммунных клеток присутствует в микроокружении опухоли, и не обнаружили никакой связи с исходами пациентов, но Попель и аспирант Университета Джона Хопкинса Хаоян Ми выдвинули гипотезу, что физическое расположение иммунных клеток может быть более важным, чем общее количество.

В новом исследовании Попель, Ми и его коллеги из Университета здоровья и науки штата Орегон использовали метод, называемый мультиплексной иммуногистохимией, для точного определения местоположения 27 различных иммунных молекул в хирургически удаленных опухолях у 45 человек с протоковой аденокарциномой поджелудочной железы — наиболее распространенной формой рака поджелудочной железы. Пациенты составляли 52% женщин, средний возраст которых составлял 63,5 года, и имели все стадии рака, причем у 41% участников рак распространился по крайней мере на четыре лимфатических узла.

Молекулы, обнаруженные в различных комбинациях на поверхности различных типов иммунных клеток, соответствуют относительному расположению подтипов иммунных клеток.

Затем они разработали новые вычислительные алгоритмы для анализа того, как эти клетки, по количеству, расположению и форме, различались у пациентов, которые выжили дольше или короче, чем медиана выживаемости в 619 дней.

"С помощью разработанных нами вычислительных подходов мы проанализировали не только плотность каждого типа клеток, но и то, как они взаимодействуют друг с другом в пространственной архитектуре опухолей", - говорит Ми, первый автор новой статьи.

Исследователи обнаружили, что среди 22 пациентов, которые прожили меньше среднего (медиана 313 дней), иммунные клетки, называемые IL-10 + миеломоноцитами, как правило, располагались близко к кластеру гранзим B + CD8+ Т-клеток (или цитотоксических Т-лимфоцитов). Среди 23 пациентов, которые прожили дольше среднего (медиана 832 дня), те же миеломоноциты были более сгруппированы рядом с другим типом Т-клеток, известных как PD-1 + CD4+ Т-клетки (или активированные Т-клетки-помощники).

По словам Ми, в свете того, что известно о функции каждой из этих иммунных клеток, результаты имеют смысл. Каждый тип клеток действует как тормоз на другой. Цитотоксические Т—лимфоциты вырабатывают токсин, который может убивать раковые клетки, но - среди выживших на короткий срок — исследователи предполагают, что близлежащие миеломоноциты блокируют эту способность. Однако у выживших в течение длительного времени, по их мнению, активированные Т-клетки-помощники отключают миеломоноциты, которые, в свою очередь, позволяют цитотоксическим Т-лимфоцитам более эффективно бороться с раком.

По словам исследователей, необходимы дополнительные исследования, чтобы проверить эти гипотезы о том, как клетки взаимодействуют в микроокружении опухоли поджелудочной железы, а также определить, может ли нацеливание на какой-либо из типов клеток привести к новым методам иммунотерапии рака поджелудочной железы. Но исследователи надеются, что дополнительные исследования подтвердят, что связь микроокружения опухоли с выживаемостью может предоставить клиницистам прогностическую информацию и потенциально направить пациентов к определенному лечению или клиническим испытаниям.

Среди других исследователей, внесших свой вклад в исследование, Элизабет Джаффи из Онкологического центра Джона Хопкинса Киммела и Шамилин Сиваньянам, Кортни Беттс, Шеннон Людал и Лиза Куссенс из Университета здоровья и науки штата Орегон.