КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 20-75-10033

НазваниеОпухолевое микроокружение – фактор, определяющий исход иммунотерапии ингибиторами контрольных точек

РуководительТаширева Любовь Александровна, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук", Томская обл

Период выполнения при поддержке РНФ 07.2020 - 06.2023  , продлен на 07.2023 - 06.2025. Карточка проекта продления (ссылка)

Конкурс№50 - Конкурс 2020 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными.

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины, 05-208 - Онкология

Ключевые словарак молочной железы, ингибиторы иммунных контрольных точек, опухолевое микроокружение, гиперпрогрессия

Код ГРНТИ76.29.49


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Четвертую часть всех онкологических заболеваний среди женской популяции населения во всем мире составляет рак молочной железы (РМЖ). Основываясь на некоторых молекулярных особенностях, выделяют четыре подтипа данного заболевания, имеющих различный прогноз и подходы к терапии. В 2019 году, основываясь на оценке результатов широких рандомизированных исследований, для метастатической формы трижды негативного рака молочной железы было рекомендовано применение ингибиторов иммунных контрольных точек (PD-L1/PD-1) - самого прогрессивного и перспективного, на сегодняшний день, иммуннотерапевтического подхода. Однако, для пациентов имеющих эстроген-позитивные формы РМЖ, доля которых составляет до 80%, иммунотерапия оказывается не эффективной, несмотря на наличие в ткани опухоли экспрессии белка PD-L1, являющегося предиктором для назначения ингибиторов иммунных контрольных точек. Теоретические знания, объясняющие описанный феномен в настоящее время недостаточны. Еще одним негативным аспектом, сопровождающим терапию ингибиторами PD-L1/PD-1, является гиперпрогрессия заболевания на фоне применения данной группы препаратов, возникающая в 4-29% случаев, причины которой и возможности предсказания до сих пор четко не определены. Выполнение заявляемого исследования позволит дополнить теоретические знания о механизмах эффективности/неэффективности ингибиторов иммунных контрольных точек при различных молекулярных подтипах рака молочной железы, а также определить информативные предиктивные маркеры возникновения гиперпрогрессии заболевания у пациентов, получающих лечение ингибиторами иммунных контрольных точек. В результате реализации проекта будут получены новые данные о типах иммуно-воспалительных реакций в микроокружении различных подтипов рака молочной железы, что позволит расширить представления о влиянии микроокружения на исход назначения ингибиторов иммунных контрольных точек. Впервые будут получены представления о сопряженности стволовых свойств опухолевых клеток, а также наличия и степени ЕМТ и экспрессии PD-L1. Данные об экспрессии генов в клетках микроокружения эстроген-негативных и эстроген-позитивных подтипов РМЖ позволят выявить потенциальные механизмы, обусловливающие эффективность/неэффективность применения ингибиторов иммунных контрольных точек. Результаты исследования параметров опухолевого микроокружения у больных в зависимости от исхода иммунотерапии ингибиторами контрольных точек приблизит к пониманию механизмов неэффективности применения ингибиторов иммунных контрольных точек, включая развитие феномена гиперпрогрессии заболевания.

Ожидаемые результаты
В результате проведенного исследования будет определен тип иммунных реакций (Th1 или Th2) в микроокружении опухолевых клеток при эстроген-позитивном и трижды негативном подтипах РМЖ. Впервые особый акцент будет сделан на наличие/отсутствие в микроокружении Т-лимфоцитов, классифицируемых как высокодифференцированные (CD28-/CD27-), промежуточно дифференцированные (CD28+/CD27-) и низкодифференцированные (CD28+/CD27+). Впервые будет исследована ассоциация экспрессии PD-L1 на Т-лимфоцитах микроокружения со степенью их дифференцировки и принадлежностью к Th1, Th2, и T-регуляторным. Впервые, изученная таким образом сигнатура иммуноцитов в микроокружении опухоли будет сопоставлена с наличием/отсутствием экспрессии PD-L1 на клетках опухоли с учетом наличия в них признаков стволовости и ЕМТ. Впервые будут получены результаты сравнения сигнатуры иммуноцитов в микроокружении опухоли в ассоциации с параметрами опухолевых клеток при эстроген-позитивном и трижды негативном подтипах РМЖ. Это позволит понять причины эффективности/неэффективности исхода терапии ингибиторами PD-L1/PD-1 при РМЖ. Результаты исследования позволят стратифицировать пациентов, получающих терапию ингибиторами PD-L1/PD-1 при РМЖ на респондеров, пациентов со стабилизацией процесса и группу с высоким риском гиперпрогрессии опухолевого процесса. Будет создан алгоритм персонифицированного предсказания эффективности терапии ингибиторами иммунных контрольных точек на основании маркеров опухолевого микроокружения.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В исследование было включено 67 больных с морфологически верифицированным диагнозом инвазивной карциномы молочной железы неспецифического типа (ИКНТ, средний возраст составил 52,7±9,3 лет), проходивших лечение на базе НИИ онкологии Томского НИМЦ с эстроген-позитивным (люминальными А и В-1, -2) и трижды негативным подтипами (T1-3N0-3M0). Сформирована выборка пациентов, проходящих иммунотерапию ингибиторами иммунных контрольных точек на базе отделения химиотерапии НИИ онкологии Томского НИМЦ. В настоящее время терапия атезолизумабом (ингибитором иммунных контрольных точек) на основании показаний проводится четырем пациентам (возраст от 41 до 65 лет, метастатический трижды негативный рак молочной железы). У PD-L1-положительных пациентов в первичной опухоли доля дифференцированных Th2-лимфоцитов, экспрессирующих PD-1 (т.е. ингибированных опухолью) выше, а доля дифференцированных Th1-лимфоцитов, экспрессирующих PD-1 – ниже, чем у пациентов с негативным статусом PD-L1. Адаптивные Т-хелперные лимфоциты 1 типа в строме больных ИКНТ экспрессируют TNFalpha в 42,8% случаев, не зависимо от наличия или отсутствия экспрессии PD-1. Частота встречаемости IL-10-положительных Т-хелперных лимфоцитов 2 типа в строме у больных ИКНТ составляет 70,4%. При этом, Th2-лимфоциты, экспрессирующие IL-10, преимущественно не экспрессируют на своей поверхности PD-1, что свидетельствует об отсутствии возможности регулировать активность данных клеток посредством препаратов, ингибирующих иммунные контрольные точки. Полученные результаты доложены на международных конференциях: ESMO Molecular Analysis for Precision Oncology (MAP) Virtual Congress 2020. 08-10 October 2020. ESMO Asia Virtual Congress 2020. 20-22 November 2020. Результаты опубликованы в журнале: Annals of Oncology, Q1 Освещение результатов в средствах массовой информации: http://www.sib-science.info/ru/institutes/izuchenie-mikrookruzheniya-zlokachestvennoy-10082020 http://www.ipgg.sbras.ru/ru/news/izuchenie-mikrookruzheniya-zlokachestvennoy-10082020

 

Публикации

1. Алифанов В.В., Бузенкова А.В., Таширева Л.А., Завьялова М.В., Перельмутер В.М. The TILs near solid structures is a potential prognostic factor of distant metastases in the luminal HER2-negative breast cancer Annals of Oncology, - (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1016/j.annonc.2020.10.086

2. Бузенкова А.В., Таширева Л.А., Геращенко Т.С., Савельева О.Е., Денисов Е.В., Перельмутер В.М. The tumour cells of various morphological structures are possible to modulate the immune-inflammatory reactions in invasive breast carcinoma Annals of Oncology, - (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1016/j.annonc.2020.08.2194

3. Таширева Л.А., Геращенко Т.С., Денисов Е.В., Перельмутер В.М. Microenvironment of various morphological structures of breast cancer contribute to functional properties of tumour cells Annals of Oncology, - (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1016/j.annonc.2020.08.2192

4. - Изучение микроокружения злокачественной опухоли - ключ к эффективной терапии Новости сибирской науки, - (год публикации - )

5. - Изучение микроокружения злокачественной опухоли - ключ к эффективной терапии ИНГГ СО РАН, - (год публикации - )


Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Изучалась сопряженность экспрессии PD-L1 опухолевыми клетками с проявлением ими признаков стволовости (по экспрессии маркеров CD44+CD24-) и эпителиально-мезенхимального перехода (по экспрессии маркера N-cadherin). Потенциями к блокированию иммунного ответа через PD-L1/PD1 сигнальный путь обладают преимущественно опухолевые клетки со свойствами стволовости, которые могут сочетаться с проявлениями ЭМП. Доля таких клеток среди PD-L1-позитивных опухолевых клеток была наибольшей, по сравнению с опухолевыми клетками, не имеющими признаков стволовости. С помощью мультиплексной семицветной иммунофлуоресценции было оценено разнообразие макрофагов в PD-L1-негативных и PD-L1-позитивных опухолях, а также экспрессия ими PD-L1/PD1. Было показано, что применение ингибиторов иммунных контрольных точек у пациентов, отличающихся большей долей PD1+/-PD-L1+ М1 макрофагов потенциально может быть более эффективным, как за счет их активации, так и за счет стимуляции перепрограммирования PD1-PD-L1- М2 макрофагов. Впервые в России проведено секвенирование ткани рака молочной железы in situ с помощью технологии 10x Genomics. Пространственный транскрипционный анализ позволил соотнести экспрессионные профили клеток с их морфологией, в том числе изолированно оценить профили экспрессии и сигнатуры клеточных элементов в локусах опухоли с сочетанием экспрессии PD-L1 и PD1 или моноэкспрессией каждого гена. Помимо этого, реализованный подход позволил впервые в мире определить экспрессионные сигнатуры клеток в PD-L1-негативных и PD-L1-позитивных опухолях и сравнить их, соотнеся с типом клеток. Совокупность результатов, полученных на первом этапе выполнения проекта, и результаты текущего этапа были обобщены и проанализированы для определения типов иммуновоспалительных реакций, протекающих в микроокружении опухоли с различным статусом экспрессии PD-L1. На основании полученных результатов можно выделить три группы иммуновоспалительных реакций в опухоли: преобладающую смешанную, когда в пределах одного образца встречаются проявления и Th1- и Th2-иммунного ответа; только врожденный иммунный ответ; и минорные варианты изолированных Th1- и Th2-подобных иммуновоспалительных реакций. Наиболее значимым является наблюдение о том, что как у пациентов с негативным статусом PD-L1, так и позитивным, в опухоли обнаруживаются проявления проопухолевых иммуновоспалительных реакций, которые промотируют опухолевый рост и прогрессию. Результаты исследования показывают преобладание зрелых коммитированных В-лимфоцитов и В-лимфоцитов памяти, способных к синтезу иммуноглобулинов разных классов и цитокинов, относящихся к спектру ИВР Th2 типа в микроокружении PD-L1-позитивных опухолей. Это может являться неблагоприятным признаком при планировании иммунотерапии анти-PD-L1 ингибиторами, поскольку с высокой вероятностью ее применение может активировать клетки микроокружения с проопухолевыми потенциями, что в конечном итоге будет способствовать прогрессии карцином. Таким образом, целесообразно для поиска маркеров эффективности иммунотерапии определять следующие параметры в опухоли у двух когорт больных (с хорошим и плохим ответом на иммунотерапию): 1. Субпопуляции М1 и М2 макрофагов с экспрессией PD-L1 и PD1 или их отсутствием. 2. Субпопуляции В-лимфоцитов с определением степени зрелости. 3. Цитокиновый профиль опухоли.

 

Публикации

1. Таширева Л.А., Муравьева Д.Т., Попова Н.О., Гольдберг В.Е., Вторушин С.В., Перельмутер В.М. Параметры микроокружения опухоли определяют эффективность анти-PD-1/PD-L1 терапии Биохимия, том 86, вып. 11, с. 1677 – 1686 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.31857/S0320972521110063

2. Алифанов В.В., Бузенкова А.В., Попова Н.О., Савельева О.Е., Таширева Л.А., Перельмутер В.М. Frequency of PD1-negative and PD-1-positive ILCs in breast cancer patients depending on PD-L1 status Annals of Oncology, Volume 32, Supplement 5, Page S858 (год публикации - 2021) https://doi.org/10.1016/j.annonc.2021.08.1406


Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В одноцентровое нерандомизированное двухкогортное исследование вошли 8 пациентов с диагнозом метастатический тройной негативный рак молочной железы (возраст от 42 до 65 лет), получающих химиоиммунотерапию по схеме наб-паклитаксел + атезолизумаб каждые 4 нед. на базе отделения химиотерапии НИИ онкологии Томского НИМЦ в период с 2020 по 2022 год. Оценка эффекта терапии осуществлялась каждый месяц с момента ее начала посредством критериев RECIST v1.1. Образцы опухоли пациентов были проанализированы с помощью семицветного иммунофлуоресцентного исследования и определены цитотоксические лимфоциты (CD8+), В-лимфоциты (CD20+), Т-регуляторные лимфоциты (FoxP3+), М2 макрофаги (CD163+). В каждой иммунной клетке была оценена экспрессия белков PD-L1 и PD-1. Данные параметры были испытаны в качестве предикторов длительного ответа на химиоиммунотерапию. В результате выполнения заключительного этапа проекта разработан алгоритм персонифицированного предсказания эффективности терапии ингибиторами иммунных контрольных точек на основании оценки в первичной опухоли количества CD163+ клеток. В основе алгоритма лежит определение вероятности эффективности противоопухолевого лечения ИИКТ с помощью оценки в первичной опухоли количества CD163+ клеток. При обнаружении CD163+ клеток в количестве меньшем 8,08% можно говорить о высокой вероятности длительного ответа на терапию ИИКТ; при отсутствии – о низкой вероятности. Для оценки количества CD163+ клеток необходимо проведение иммуногистохимического исследования образца первичной опухоли с использованием антител anti-CD163. Данный алгоритм предназначен для клинической лабораторной диагностики, врачей-онкологов и химиотерапевтов и может служить фактором выбора схемы химиотерапии для больных метастатическим тройным негативным раком молочной железы. Результаты выполнения проекта были освещены в СМИ: https://rscf.ru/news/media/tomskie-uchenye-vpervye-v-rossii-proveli-analiz-kletok-raka-molochnoy-zhelezy-s-pomoshchyu-metoda-pr/ https://www.tnimc.ru/novosti/nii-onkologii/tomskie-uchenye-vpervye-v-rossii-proveli-analiz-kletok-raka-molochnoy-zhelezy-s-pomoshchyu-metoda-pr/

 

Публикации

1. Калинчук А.Ю., Перельмутер В.М., Таширева Л.А. Визуализация контакта PD-L1-положительных и PD-1-положительных иммунных клеток в микроокружении рака молочной железы Сибирский онкологический журнал, - (год публикации - 2023)

2. Калинчук А.Ю., Таширева Л.А., Перельмутер В.М. Фенотипическое разнообразие M1 и М2 макрофагов микроокружения опухоли у больных раком молочной железы: ассоциация с клинико-патологическими параметрами Клиническая и экспериментальная морфология, - (год публикации - 2023)

3. Таширева Л.А., Геращенко Т.С., Золотарева С.Ю., Перельмутер В.М. Экспрессионный профиль микроокружения морфологических структур люминального рака молочной железы Гены и клетки, №1, Т. 17, С. 31-37 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.23868/202205006

4. Таширева Л.А., Калинчук А.Ю., Алифанов В.В., Григорьева Е.С., Андрюхова Е.С., Крахмаль Н.В., Попова Н.О., Перельмутер В.М. Субпопуляционный состав PD-L1-позитивных лимфоцитов в первичной опухоли у больных люминальными формами рака молочной железы Сибирский онкологический журнал, - (год публикации - 2023)

5. Таширева Л.А., Калинчук А.Ю., Геращенко Т.С., Меняйло М.Е., Хозяинова А.А., Денисов Е.В., Перельмутер В.М. Spatial Profile of Tumor Microenvironment in PD-L1-Negative and PD-L1-Positive Triple-Negative Breast Cancer Int J Mol Sci, Т. 22. - №1. – С. 88–98. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.3390/ijms24021433

6. Таширева Л.А., Калинчук А.Ю., Геращенко Т.С., Савельева О.Е., Перельмутер В.М. Субпопуляции В-лимфоцитов у больных раком молочной железы в зависимости от статуса PD-L1 Бюллетень сибирской медицины, Т. 22, №1, С. 88-95 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.20538/1682-0363-2023-1-88-95

7. - Томские ученые впервые в России провели анализ клеток рака молочной железы с помощью метода пространственной транскриптомики Российский научный фонд, - (год публикации - )

8. - Томские ученые впервые в России провели анализ клеток рака молочной железы с помощью метода пространственной транскриптомики Пресс-служба Томского НИМЦ, - (год публикации - )


Возможность практического использования результатов
Результаты данного проекта могут положены в основу дальнейшей валидации и трансляции на другие нозологические формы злокачественных опухолей для которых существуют опции иммунотерапевтического лечения. Подобная валидация полученных результатов позволит создать медицинскую технологию, которая может быть использована для подбора терапии больным метастатический раком молочной железы.