Иммунотерапия позволила улучшить результаты лечения многих пациентов с раком, включая меланому. Однако эти методы лечения помогают лишь подгруппе пациентов. Многочисленные исследования направлены на улучшение реакции, в том числе исследования, посвященные повышению уровня опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов (TILs). TILs - это иммунные клетки в опухоли, которые могут распознавать и атаковать раковые клетки, но часто их недостаточно или они не способны вызвать достаточно сильный ответ, чтобы надолго подавить рост и распространение опухоли.

Исследователи Онкологического центра Моффитта под руководством биолога-онколога Эрика Лау, доктора философии, выявили относительно естественный способ увеличения количества и противоопухолевой активности TILs. В новой статье, опубликованной в журнале Nature Cancer, команда Лау демонстрирует, как L-фукоза, нетоксичный диетический растительный сахар, которым обогащены красные и бурые морские водоросли, может увеличить количество TILs, стимулировать противоопухолевый иммунитет и повысить эффективность иммунотерапии.

Молекула сахара L-фукозы, содержащаяся в продуктах питания, также может быть получена в наших собственных клетках в результате распада и преобразования других молекул. Она важна для иммунных процессов и процессов развития, а нарушения в синтезе и использовании L-фукозы связаны с заболеваниями, включая рак.

"Общий уровень L-фукозы в клетках меланомы снижается, и то, как клетки используют L-фукозу, меняется в процессе прогрессирования. Однако мы обнаружили, что повышение уровня L-фукозы с помощью диетических добавок может подавлять опухоли, заметно увеличивать количество TILs и повышать эффективность некоторых иммунотерапий в наших животных моделях. У людей более высокий уровень L-фукозы в меланомах ассоциируется с менее агрессивным течением болезни и лучшим ответом на терапию", - говорит Лау, ведущий автор исследования и ассистент кафедры биологии опухолей в Моффитте.

Исследовательская группа хотела определить механизмы, лежащие в основе того, как L-фукоза увеличивает количество TILs и вызывает их противоопухолевую активность. В течение почти семи лет они проводили серию лабораторных экспериментов и впервые продемонстрировали, что L-фукоза может регулировать взаимодействие между CD4+T-клетками, разновидностью TIL, и клетками меланомы. В экспериментах на мышах они обнаружили, что пероральное введение L-фукозы повышает уровень L-фукозы в опухолевых клетках, снижает рост опухоли и повышает общий уровень TILs. Их исследования показали, что из многих типов иммунных клеток, составляющих TILs, CD4+T-клетки играют решающую роль в опосредовании увеличения количества TILs, подавляющих меланому при лечении L-фукозой. Исследователи определили ключевые молекулярные механизмы, способствующие противоопухолевой активности CD4+T-клеток, опосредованной L-фукозой.

"Когда человек думает о сахаре, он часто вспоминает глюкозу или сахарозу - обычные столовые сахара, которые наши клетки используют для получения энергии. В отличие от этих сахаров, L-фукоза используется нашими клетками не для получения энергии, а для украшения белков, чтобы регулировать их поведение и активность. Мы обнаружили, что добавление L-фукозы к белку HLA-DRB1 приводит к его локализации на поверхности клеток меланомы, что вызывает активность противоопухолевых иммунных клеток, опосредованную клетками CD4+T", - сказал Лау.

Помимо декорирования белков в опухолевых клетках, команда Лау также обнаружила, что L-фукоза изменяет биологию и поведение CD4+T и других иммунных клеток, что позволяет предположить, что этот сахар может быть использован для модуляции иммунной функции. Эти выводы имеют важные последствия для использования L-фукозы для усиления иммунотерапии, которая в настоящее время используется для лечения раковых больных. "Поэтому мы сделали еще один шаг вперед и обнаружили, что пероральный прием L-фукозы также повышает активность препаратов иммунотерапии в некоторых моделях меланомы".

Затем исследователи изучили опухоли трех независимых групп пациентов из трех онкологических центров, чтобы оценить, могут ли уровни L-фукозы и HLA-DRB1, декорированные L-фукозой, отражать реакцию пациентов на иммунотерапевтический препарат анти-PD1. Они обнаружили, что пациенты, которые хорошо реагировали на терапию анти-PD1, как правило, имели более высокие уровни обоих компонентов в своих опухолях, что позволяет предположить, что они могут быть полезны в качестве потенциальных биомаркеров для прогнозирования реакции на иммунотерапию.

"Наши результаты выявили и описали молекулярный механизм, с помощью которого L-фукоза регулирует важный интерфейс между меланомой и иммунными клетками. Этот механизм может быть использован в терапевтических целях путем простого кормления L-фукозой, что предполагает провокационную и почти контринтуитивную возможность: использовать сахар для борьбы с раком", - сказал Лау.

В дальнейшем Лау и его команда надеются перевести свои доклинические результаты в более непосредственную помощь пациентам и определить, насколько L-фукоза может усилить иммунотерапию, начав с небольшого клинического испытания на пациентах с меланомой.