NeoantÃgenos: las cartas de presentación del cáncer
La evidencia sugiere que las inmunoterapias clÃnicamente eficaces contra el cáncer son impulsadas por la reactividad de células T contra los neoantÃgenos derivados de mutaciones en el ADN. Sin embargo, entre el gran número de neoantÃgenos predichos, sólo una minorÃa es reconocida por linfocitos T autólogos de pacientes, por lo tanto, las estrategias para ampliar las respuestas especÃficas celulares frente a estos péptidos anómalos representan un enfoque muy atractivo. Un reciente estudio evidenció que los repertorios de linfocitos T naïve de donantes sanos proporcionan una fuente de células especÃficas para neoantigenos, respondiendo a 11 de 57 epÃtopes de tres pacientes. Muchas de las reactividades de las células T involucraron epÃtopes que bajo condiciones  in vivo fueron inadvertidos por los linfocitos autólogos infiltrantes del tumor de los afectados. Finalmente, estas células redirigidas con receptores de células T identificadas a partir de donantes, reconocieron eficientemente células de melanoma derivadas de personas que albergan mutaciones relevantes, proporcionando una justificación para el uso de enfoques externalizados para potenciar la inmunoterapia contra el cáncer.
Inmunogenicidad tumoral
Aunque los tumores con una alta carga mutacional se han vinculado con un pronóstico desalentador, en la presente era de la inmunoterapia, las mutaciones pueden proporcionar un blanco para el tratamiento citotóxico especÃfico del cáncer. La secuenciación de nueva generación de cientos tipos de tumores ha revelado que ocurren muchas más mutaciones somáticas ocurren en el ADN de las células cancerosas de las que se conocÃan previamente. Muchas de estas alteraciones ocurren en la región codificante de genes y por lo tanto se transcriben en ARN, que luego es traducido a proteÃnas. Posteriormente, fragmentos de proteÃnas pueden aparecer como péptidos alterados, los que son exhibidos por las moléculas HLA en la superficie de células tumorales, donde pueden ser reconocidos como péptidos "foráneos" (llamados neoantÃgenos) por linfocitos T, de la misma manera que estas últimas perciben péptidos bacterianos.
La eficacia de las inmunoterapias, como los inhibidores de puntos de control inmunológicos (immune checkpoint inhibitors), diseñados para potenciar el propio sistema inmunológico del paciente, se correlaciona con la carga mutacional. Los repertorios de células T que se dirigen a neoantÃgenos han sido identificados en pacientes y coevolucionado con cambios en el espectro de los neoantÃgenos en el tiempo. En pacientes tratados exitosamente con inmunoterapia celular adoptiva, las células T que respondÃan a los neoantÃgenos desaparecieron concomitantemente con la pérdida de antÃgeno, mientras que las mutaciones de aparición reciente fueron paralelas por la nueva reactividad de linfocitos T. Estos descubrimientos allanan el camino para nuevas inmunoterapias especÃficas.
Los neoantÃgenos candidatos especÃficos del paciente pueden ser predichos computacionalmente sobre la base de las mutaciones encontradas en el respectivo tumor. Sin embargo, solo un número muy pequeño de neoantÃgenos candidatos parecen evocar una respuesta inmune en los individuos. De hecho, de los cientos de mutaciones Identificadas en, por ejemplo, el melanoma, que podrÃa proporcionar una gran cantidad de objetivos de células T, se han encontrado sólo unos pocos (entre dos y cinco). Se ha observado un escenario similar con respecto a las células T reactivas al neoantÃgeno en sangre periférica. Estos están representados casi exclusivamente por linfocitos T que contienen el receptor de muerte celular programada 1 (PD-1), el que al activarse reprime las funciones citotóxicas de las células T. Los receptores de células T (TCR) expresados por este tipo celular han mostrado la capacidad de reconocimiento de tumores autólogos, pero se ha evidenciado que son reactivos solo a una muy pequeña fracción de los neoantÃgenos candidatos predichos (aproximadamente el 1%). Sin duda la mejora de las respuestas terapéuticas celulares frente a los neoantÃgenos es una meta muy relevante para la investigación clÃnica debido a que podrÃa potenciar a los fármacos inhibidores de puntos de control como el nivolumab, que bloquea al receptor PD-1.
Un enfoque creativo e inesperado para abordar estos desafÃos fue descrito recientemente por Strønen y sus colegas (Science. 2016 Jun 10;352(6291):1337-41) quienes probaron si las células T de donantes sanos podÃan reconocer neoantÃgenos tumorales ser activadas por ellos. Entre las cientos de mutaciones que fueron identificadas por secuenciación del ADN y ARN de tumores de tres pacientes con melanoma, los autores seleccionaron 57 en  base a su afinidad con la que los péptidos mutantes se unen al complejo mayor de histocompatibilidad alelo HLA - A * 02: 01. Entonces, los autores sintetizaron fragmentos de ARN mensajero correspondientes a neoantÃgenos putativos y se introdujeron en células dendrÃticas derivadas de monocitos (las células presentadoras "profesionales" de antÃgenos del sistema inmunitario) de un donante sano HLAA *02: 01 positivo.
Figura 1: Externalización de la inmunidad contra el cáncer.
Las células cancerosas albergan muchas mutaciones que producen proteÃnas alteradas potencialmente inmunogénicas que, sin embargo, no son reconocidas por el sistema inmunitario del paciente. Erlend Strønen y sus colegas mostraron recientemente un medio para identificar respuestas de células T derivadas de donantes a tales mutaciones. Utilizando algoritmos de predicción computarizados, primero seleccionaron neoantÃgenos candidatos entre los péptidos codificados por genes anómalos a partir de tumores de tres pacientes con melanoma que  en teorÃa parecÃa probable que sostenÃan una respuesta inmune. Estos péptidos mutantes se sintetizaron y se expresaron en células presentadoras de antÃgeno (dendrÃticas) obtenidas de un donante sano y se incubaron conjuntamente con células T de la misma persona. Los linfocitos T reactivos a los neoantÃgenos, activados por algunas de estas células dendrÃticas transducidas, se multiplicaron y los genes del receptor de células T fueron aislados. Los linfocitos T de un segundo donante sano, cuyas células fueron manipuladas genéticamente para expresar receptores reactivos a los neoantÃgenos, fueron capaces de destruir células tumorales derivadas de los melanomas originales. ARNm denota ARN mensajero.
Los autores probaron in vitro la capacidad de estos antÃgenos transfectados para inducir la proliferación de células T citotóxicas ingenuas (naive) de los mismos donante de quienes se obtuvieron las células dendrÃticas. Los tres pacientes presentaron respuestas de células T frente a sólo 2 de los neoepÃtopes, mientras que las células T del donante sano fueron activadas por 11 de los neoepÃtopes. Clones de las células T que respondÃan a los neoepÃtopes respondieron a bajas concentraciones del mutante y no la versión de tipo silvestre del antÃgeno. Las secuencias de TCR fueron identificadas y transferidas genéticamente a las células T de un segundo donante sano. El potencial terapéutico de tales células T modificadas con TCR se demostraron por su capacidad para eliminar células de melanoma del paciente HLAA *02: 01 positivo, del que se derivaron originalmente las mutaciones (figura 1).
Estos experimentos muestran que las células T de la sangre de un donante sano representa una valiosa plataforma para probar la inmunogenicidad de los neoantÃgenos, incluyendo aquellos despreciados por las propias células del paciente en condiciones in vivo. Sin embargo, los linfocitos T de donantes sanos no eran sensibles a todos los neoantÃgenos candidatos. Los investigadores demostraron que la tasa de éxito de neoantÃgenos candidatos (es decir, el éxito de predicción de neoantÃgenos capaces de inducir una respuesta inmune) se mejora con estimaciones de la estabilidad de unión entre los péptidos y el complejo mayor de histocompatibilidad
El estudio es un recordatorio de que se pueden obtener ideas desde sistemas experimentales accesibles y contraintuitivos, en este caso, la sangre periférica de personas sanas. Los repertorios de células T de múltiples donantes pueden utilizarse para estudiar las propiedades que definen un neoantÃgeno inmunogénico. Los linfocitos T derivados de donantes son activados por epÃtopes anómalos que vuelan bajo el radar de la inmunidad alterada del paciente. Este hallazgo abre posibilidades de una nueva generación de inmunoterapias a través de la introducción genética de TCR derivados de individuos sanos especÃficos para los neoantÃgenos en las células T de un paciente mediante la transferencia adoptiva.
Fuente bibliográfica
The Antigenicity of the Tumor Cell — Context Matters
Vessela N. Kristensen, Ph.D.
Department of Clinical Molecular Biology (EpiGen), Medical Division, Akershus University Hospital, Lørenskog, Oslo, Norway.
DOI: 10.1056/NEJMcibr1613793