PROTINADOROVE OBRANNE MECHANISMY
► vnitrobuněčná molekulární reparace na úrovni DNA a detoxifikace
\ bu:
,iiii^miiraiiiwiraniBmK»i


UMnnmmtmtmnití
XOIU.
NÁDOROVÁ IMUNOLOGIE
ladní princii
BEffmflf!
\iMtM€%V£Vtftl

.•^*_^AWA     ▼    AAA        «,W*A».      AaCc^CILa     ▼
vývoji nádorů
►  nádory j sou antigenní
►  nádorové buňky unikají imunitnímu dohledu různými mechanismy (z
MHC I antigénu, sekrece imunosupresivních cytokinů - IL-10, navození imunotolerance)
vymizeni na
The tumour
A tumour is composed of more than just cancer cells — it consists of sn intricate network of cell types, including endothelial cells that comprise blood vessels and the stromal pericytes that stabiJize the developing tumour vasculature. Many other cell types, including stroma] ceils and immune ce11sh also auround the cancer cells and influence their devefopment^ Anticancer agents are being developed against many of these ceil types. Combination therapies that target more than one cell type might be particularly effective,
/it
o
o
o
o1 o,
í o.
o
o
o
o.
o
Oj
O
C^>    c^    <z>    o
EncUthelBJ EMI
RKluíKdoel
BtoGveí;^
HTimLnBCBíl
TLimcxj oell
Výzkum role buněk imunitního systému a jejich sekreto váných produktů při vytváření prostředí buď příznivého nebo nepříznivého pro maligní transformaci, nádorový růst a angiogenezi
Buňky imunitního systému jsou zdrojem růstových faktorů, biologických mediátorů, oxidačních produktů a regulátorů angiogeneze a často mohou
usnadňovat rust nádoru (např. granulocyty, žírné buňky).
►  Oxidatívni produkty jako např. oxid dusíku mohou působit mutagenně a kromě zabíjení nádorových buněk mohou usnadňovat růst nádoru a vznik metastáz.
►  Makrofágy hrají zásadní úlohu při angiogenezi
►  Podpora nádorového růstu buňkami imunitního systému je častá zejména u hemopoetických nádorů.
► Genomová nestabilita lymfocytu ovlivňující produkci antigénu a povrchové receptory T buněk se vyskytuje u většiny lymfoidních malignit.
Cell A
Cell B
Adhesion molecule  { pair
.      Cytokine     j
Other mediators
Response
Různé   způsoby   komunikace   buněk   imunitního   systém odpovědi na různé podněty
Imunitní systém ale také účinně zabraňuje nebo omezuje nádorový růst. Imunologický dohled funguje zejména u nádoru s virovým základem a u nemelanomových nádorů kůže.
Důležitá úloha některých cytokinů - např. IFN gamma
Vvznam zánětu - podporuje imunitní reakce - produkce specifických cytokinů ilux granulocytů, indukce specific, protinádorové odpovědi T buněk, pěšná imunoterapie - vytvoření správné zánětlivé reakce -je těžké definovat
±i málo spontánních nádoru je imunogenních, ale většina je antigenních. Většina nádorů neobsahuje tzv. antigen prezentující buňky (APC) a nádorové antigény musí být normálně směrovány k profesionálním APC, jestliže mají stimulovat imunitní odpověď.
► Genomová nestabilita - ztráta exprese specifických genů - ztráta exprese antisenů.
► Fas-Fas
► Účinky cytokinů - např. produkce TGFbeta, IL-10 - imunosupresivi
l: exprese FasL nádorovými buňkami a zabíjení Fas
pozitivních i buněk - u nádorových pacientu vysoká apoptóza a abnormality T buněk - špatně odpovídají na aktivační podněty - molekulární změny ► Změny vaskularizace nádorů a interakce nádorů a stromatu - změny adhezívních molekul u endoteliálních buněk v nádorech
Apoptické dráhy indukované vazbou TNF na TNFRl a Fas ligandu (FAsL, CD95L) na FasR (CD95)
TNF
TNFR1
c-JUN
NF-kB
FADD
Active caspase-8
CD95L
c-Flip
DISC COMPLEX
-► Procaspases-3 &-7
Active caspases-3 &-7
Apoptosis
/
Procaspase-8-
J.Krejsek, O. Kopecký: Klinická imunologie, 2004
Subpopulace T lymfocytů (CD4+) specifická pro nádor
Liší se povrchovými markery, inhibují aktivitu normálních CD4+ a CD8+ lymfocyi
Důležité u autoimunitních
vzestup je uváděn do souvislosti s poklesem protinádorové imunity
specifická imunita
přirozená imunita
v
lymfocyty
lymfocyty
B lymfocyty
dendritické buňky
makrofágy
(TAM)
kom p lernen t trombocyty
obran
^% podpora        nádorové buňky nádoru
podpora nádoru
Obr.   26.10:  Protikladné působení imunitního systému na nádorové bujení
Imunitní systém je významnou složkou komplexní zánětové reakce na přítomnost nádorových buněk. Úloha imunitního systému v tomto komplikovaném procesu není jednoznačná. Je nepochybné, ze některé složky imunitního systému, zvláště interfe-ronový systém, přirozeně cytotoxické buňky a reaktivita zprostředkovaná TH1 T lymfocyty je klíčová v obraně vůči nádorovému bujení. Některé složky přirozené imunity však mohou za určitých okolností daných genetickou dispozicí, působením vnějších faktorů (infekce) a výslednou individuální imunologickou reaktivitou, poskytnout nádorovému bujení spíše podporu.
akumulace buněk
i     Z;
proliferace nádor,
růstové
faktory
IL-6
AKTIVACE
IMUNITNÍHO
SYSTÉMU
pluripotentní prozánetové
cytokiny (TNFot, II>»1)
latrixové
metal op rot ein ázy
etastatický potenciál
Obr. 26.11: Vzájemný vztah mezi imunitním systémem a nádorovým bujením
Složky imunitního systému reagují na přítomnost nádorových buněk aktivací. Výsledkem je rozvoj protinádorové imunity spolu s aktivací složek které podporují progresi nádorového bujení. Každá složka imunitního systému v sobě zahrnuje obě tyto aktivity. Buňky imunitního systému, které infiltrují nádor nebo nádor obklopuji podporují rozvoj nádoru tvorbou kyslíkových a dusíkových radikálů prohlubujících genetické poškození nádorových buněk. Imunitní systém podporuje nádorové bujení tvorbou cytokinů, regulujících angiogenetické procesy. Migrace nádorových buněk je umožněna účinky proteolytickych enzymů (matrixové metaloproteinázy\ MMP) a chemoatraktivních látek produkovaných buňkami imunitního systému. Specifické protilátky mohou maskovat nádorové buňky před dosahem buněčné cytotoxicity.
J.Krejsek, O. Kopecký: Klinická imunologie, 2004
J.Krejsek, O. Kopecký: Klinická imunologie, 2004
nádorová buňka
apoptóza

nekróza

antigény asociované s   nádory
zpracování
prezentace
přirozená  imunita
typ prezentující buňky
cytokinové   m i krop rošt ředí
t ran skřípení   faktory

cytotoxická reaktivita
(HLA  restrikce)
tvorba protilátek
protektiv«!   imunita
TH2
_IL-4
^m   1      \
..............TGFß    Tr
ii^io
prot
omezené protektivní   imunita

Obr. 26.12: Protinádorová imunita - vztah mezi přirozenou a specifickou obrannou reakcí
trombocytyi
endotel**« fibroblasts* m ,    "Ig*    \
^JLangiogenetické cytokiny PDGFß VEGF A(V                  bFGF
/"\^                    chemokiny
I angiogeneze
i   i   i
i   ii
POHYBLIVOST
remodelace cytoskeletu
tvorba invadopodií
adheze,
uvolnění nádorových  buněk
PROLIFERACE
genová
transkripce
únik kontrole buněčného cyklu
PREŽÍVANÍ
-  blokování apoptózy
- telomerázová aktivita
Obr. 26.13: Důsledky interakcí mezi složkami imunity a nádorem
Přítomnost nádorových buněk v tkáni vede k rozvoji komplexní zánětové reakce spojené s diapedézou buněk imunitního systému z cévního řečiště, regulované prostřednictvím chemoatraktivních látek a adhezních interakcí. Cytokiny tvořené buňkami imunitního systému a dalšími buněčnými typy neimunitní povahy poskytují nádoru podporu ve formě rozvoje cévního zásobení, které podmiňuje růst nádoru. Invazivita nádoru je určena aktivitou proteolytických enzymů tvořených jak buňkami nádoru, tak buňkami imunitního systému a fibroblasty. Jedná se zejména o matrixové metaloproteinázy a urokinázový aktivátor plazminogenu. Proces migrace nádorových buněk je podmíněn schopností nádorových buněk adherovat k jiným buněčným typům a k molekulám mezibu-něčné hmoty a opakovaně se od těchto složek odpoutávat. Uvedená schopnost je mimo jiné regulována pro-střednictvím adhezních integrinových heterodimerů nitrobuněčně spojených s fokálními adhezními kinázami, reagujících s fragmenty mezibuněčné hmoty nesoucími aminokyseliny Arg-Gly-Asp. Směr migrace nádorových buněk je určen prostřednictvím chemokinů.
J.Krejsek, O. Kopecký: Klinická imunologie, 2004
AKTIVACE
TOLERIZACE
^              identifikace
nebezpečn
invaze nádorových buněk
nebezpečných vzorů kontext rozpoznávání prozánětové   signály

aktivované dendritické i i      buňky
lymfatické uzliny
metastázy nádoru
eliminace
nádorově   specifickými T lymfocyty
prezentace nádorových antigénu
I
aktivace nádorově
specifických T lymfocytů
metastázy nádoru
absence
nádorově   specifické
buněčné  imunity
_—___---_J_,—
růst» in vaz řvi ta nádoru
prezentace nádorových antigénu
absence kontextu rozpoznávání
anergie, delece
nádorově specif.
T lymfocytů
Tr TH2
Obr. 26.17: Aktivace nebo tolerizace imunitního systému: dva protichůdné důsledky interakce nádor - imunitní systém
Nádorové buňky se od sebe odlišují v genetické podstatě, která je příčinou jejich vzniku. Důsledkem jsou odlišnosti v mozaice secernovaných, membránových a nitrobuněcných molekul nádorových buněk, které souhrnně označujeme jako nebezpečné vzory. Ty nádory, které nesou v dostatečné kvalitě i kvantitě nebezpečné vzory, jsou identifikovány dendritickými buňkami. Dendritické buňky se v průběhu migrace do lokálních lymfatických uzlin aktivují, zpracovávají nádorové antigény a předkládají fragmenty nádorových antigénu nádorově specifickým T lymfocytům v odpovídajícím „kontextu rozpoznávání". Výsledkem je aktivace obranných složek imunity. Nádorové buňky tohoto typu nádoru jsou při metastazování účinně likvidovány složkami imunitního systému. Ty nádory, které nemají vyjádřeny nebezpečné vzory, nejsou schopny patřičným způsobem aktivovat dendritické buňky. Nedostatečně aktivované dendritické buňky poskytují T lymfocytům v regionálních lymfatických uzlinách tolerogenní signály, vedoucí k utlumení protinádorové imunity. Nádory tohoto typu mohou proliferovat a rozrůstat se, aniž by indukovaly protektivní úroveň imunity.
J.Krejsek, O. Kopecký: Klinická imunologie, 2004
INFLAM.
Cytokines!
AND CELLS!
Figure 1. Simplified Scheme Depicting Some of the Critical Points at which an Effective Antitumor immune Response Can Be Lost
(1)  Tumor-stromal and tumor-endotheiial interactions can influence the visibility of the tumor to the immune system.
(2)  Tumor antigens may be inefficiently presented to the immune system.
(3) The tumor site may lack the prerequisites to generate active professional APCs,
{A) Tumor antigens may not reach activated
APCs in a form that can be processed and
presented,
{5] Tumor-reactive T cells may not reach the
site of APCs presenting tumor antigens or
may be defective in their response to APCs.
(6)  Tumor cells or cytokines derived from tumor or stroma F cells may prevent activation of T cells via anergy induction or other mechanisms,
(7) Activated T cells may not recognize tumor cells because of poor expression of M HC, TAP, or other necessary molecules,
(8)  Some tumors might kill activated T ceľs through a Fas-Fas L interaction.
(9)  Granulocytes and macrophages may not be activated to participate in tumor de-bulking.
ÚLOHA MONOCYTU A MAKROFÁGU
Protinádorové funkce makrofágu mohou zahrnovat dva mechanismy buď
odděleně nebo současně :
1) kontakt buňka-buňka mezi makrofágy a nádorovými buňkami
oky (IL-1 a TNFoc, eikosanoi-Cytokiny a eikosanoidy regulují svoje vlastní i vzájemné uvolňování.
£ produkty mají opoziční funkce a regulační úloha PC cytokinů má zásadní důležitost v protinádorového působení makrofágu in vitr Obecně LT a inhibitory PG (indomethacin) aktivují cytostatické funkce 111 akrofágů
ňtory LT (NDGA) potlačují aktivaci (uvolňování
COXa
opačné
matabolity mai
:y a ty jsou moc
kých funkcí makrofágu těmito metabolity.
Faktory zprostředkující komunikaci mezi b. imunitního systému a nádorovými buňkami
LPS
PGE
IFN^y

INFLAMMATION
LTB
tumor cell
PGE
(a)
Nordihydro-guaiaretic acid (NDGA)
Indomet haan
l_TD< LTB,
MOPC-315 tumor cell
PGE,
(b)
AA861
lonophore A23187
P815 tumor cell
db-cAMP
Indometacin stimuluje cytostatické funkce makrofágů
100
%
|     50
i
0 -L
		(A)		
I '	......i_		*	
	1			* ,       I       i
				1
			I	
			I	
		1		
		1   1		
		Indo	Indo	Indo
		10~5	+ PGE2 10-7	+ PGE2 10"6
(B)
100
%
50 +
-MOPC-315-
-----------+ M<J)-
0 -*-
Jit					*
					N DG A
					
		I			
		I Indo 10~5 ____________I	Indo + N DG A IO-5 _______		
■MOPC-315-
+ M0
Figure 1
Indomcthacin-stimulation of macrophage cytostasis. 3H-thymidine uptake of MOPC-315 cells (A) or MOPC-315 plus macrophages (B) is arbitrarily set as 100 percent. Doses of substances are shown as molar concentrations. Significance (Mann-Whitney U-test) was calculated from the absolute values that are published elsewhere. */><0.005 vs indomethacin.
poškození (např. infekce, trauma, popáleniny,chirurgický zákrok)
v prezentace antigénu,
makrofágy\          cytokiny        Ĺt     ,     /
endoteliálníJ   -------í-------:_►     ÍTlymfocyty
V   buňky   /    *-------------------    V
makrofágy neutrofily
B lymfocyty
Mediatory zánětu
(TNF, IL-1JL-6, IL-8,
PGE2, ROS, NO)
komplement
protilátky
systémové efekty - mozek (horečka, snížená chuť
k jídlu); kosterní svalstvo (proteolyza); tuková tkáň
(lipolýza); játra (syntéza proteinů akutní fáze)
destrukce
patogenu
eliminace patogenu reparace tkání imunitní paměť
NAIVE TUMOR-SPECIFIC
T CELL
ACTIVATED TUMOR-SPECIFIC T CELL
IMMATURE/
INACTIVE
APC
TuAg
TUMOR CELL
TUMOR LOCAL ENVIRONMENT
Simplified scheme depicting some of the critical points at which an effective antitumor immune response can be lost
(1)  Tumor-stromal and tumor-endothelial interactions can influence the visibility of the   tumor   to   the   immune   system.
(2)  Tumor antigens may be inefficiently presented    to    the    immune    system.
(3)    The tumor site may lack the prerequisites      to      generate      active
Í>rofessional APCs. 4)   Tumor   antigens   may   not   reach
activated APCs in a form taht can be
processed and presented.
(5) Tumor-reactive T cells may not reach the site of APCs presenting tumor antigens or may be defective in their response to APCs.
(6)   Tumor cells or cytokines derived from tumor or stromal cells may prevent activation of T cells via anergy induction
or other mechanisms.
(7)  Activated T cells may not recognize
tumor cells because of poor expression of MHC, TAP, or other necessary molecules.
(8)  Some tumors might kill activated T cells   through   a   Fas-FasL   interaction.
(9)  Granulocytes and macrophages may not be activated to participate in tumor debulking.
INFLAM. CYTOKINES AND CELLS