İmmün Kontrol Noktaları (Check-Points)

Doç Dr Nalan Akgül Babacan

Güncellenme tarihi: 15.12.2015

İMMÜN KONTROL NOKTALARI (CHECK-POINTS)

Daha önceki konularda özetlendiği üzere, T hücrenin aktifleşmesini ve inflamatuar yanıt sonlanması gerektiğinde de etkisizleştirilmesini sağlayan kontrol mekanizmaları vardır. Hatırlayacağımız gibi, ASHlerin yüzeyinde sunulan MHC-peptid komplexine bağlı antijenin T hücre üzerindeki reseptöre (TCR) bağlanması T hücre yanıtı için yeterli değildir. Eş-uyaran moleküllerin de ASH üzerindeki domainleri ile bağlanması gerekir. Bu eş-uyaranlar T hücreyi aktive edici veya inhibe edici etkilere sahip olabilir. İşte eş-uyaran-ligand etkileşimleri immün sistemin kontrol noktalarıdır. İnhibitör eş uyaran reseptörlerinin bloke edilmesi tümöre karşı T hücre yanıtını arttıracağından tedavi amaçlı kullanılabilir. Bu amaçla inhibitör reseptörlere veya bunların ligandlarına karşı geliştirilmiş monoklonal antikorlar kullanılmaktadır. İkinci bir terapötik yol olarak, aktive edici eş uyaran reseptörlerinin agonistik uyarısı da T hücre aktivasyonuna yol açabilir.

Eş-uyaran reseptör ailesi iki büyük süper antijen ailesinden oluşur: immünglobulin süperailesi (IgSF) ve tümör nekrozis faktör reseptör süperailesi (TNFRSF).

1. İmmünglobulin süper ailesi: bu grupta aktive edici olarak CD28 ve ICOS yer alırken, eş-inhibitör (ko-inhibitör) statüsünde CTLA4 (sitotoksik T hücre antijen-4), PD-1(programlı hücre ölüm reseptör-1), LAG3 (lenfosit aktive edici gen), TIM3, BTLA, VISTA ve CD160 reseptörleri yer alır.

2. TNF reseptör süper ailesi: bu grupta ise daha az bilinen GITR, OX40, CD30, CD40 ve CD 137 (4-1BB) aktive edici eş-uyaran reseptörleri mevcuttur (Tablo 1).

CTLA4 (CD152): Bu reseptörlerden terapotik amaçlı ilk kullanılan immün kontrol noktasıdır. İlk olarak 1996 yılında, Dana Leach ve arkadaşları tarafından hayvan tümör modellerinde CTLA4 inhibisyonunun tümör regresyonu sağlayabildiği gösterilmiş ve bunların insan kanserlerinde de etkili olacağını gösteren çalışmalar ise 2010 ve sonrasında yayınlanmıştır. CTLA4, T hücre aktivasyonun daha erken (PD-1a göre) evrelerinde rol alan bir kontrol mekanizmasıdır. Normalde antijenle TCR etkileşimi (immün sinaps) olduğunda eş uyaran olan CD28 reseptörü CD80 (B7.1) veya CD86 (B7.2) ligandıyla etkileşime girer ve T hücre aktive olur. Bu iki liganda bağlanabilen (CD28den daha yüksek afinite ile) CTLA4 ise T hücre inaktivasyonuna ve Treg dönüşümüne yol açar.

CTLA4 reseptörü inhibitör etkilere yol açtığı için bu reseptörün inhibisyonu, T hücre üzerindeki fren mekanizmasını kaldırarak T hücre aktivasyonuna yol açar.

Hayvan deneylerinde CTLA4 blokajı ölümcül olabilen otoimmün reaksiyonlara neden olmaktadır. CTLA4 hedefli monoklonal antikorlardan tremelimumabın melanom hastalarında yapılan faz III çalışması ek sağkalım katkısı göstermezken aynı hedefli ipilimumab sağkalım avantajı göstermiş ve 2011de FDA onayı almıştır. CTLA4 hedefli tedaviler için bilinen bir prediktif faktör yoktur.

PD-1 (CD279) : İmmünglobulin süper-ailesine ait diğer bir inhibitör etkili reseptördür. Terapötik amaçlı kullanılan ikinci immün kontrol noktasıdır. İmmün sistemde, CTLA4e göre inflamasyonun daha geç basamaklarında (tümör için söyleyecek olursak, ön planda tümör mikroçevresinde) efektör T hücre aktivitesini düzenleyici rol alır. PD1, tümörde CTLA4e göre daha fazla üretilir çünkü, sadece T hücre değil NK ve B hücre üzerine de etkilidir. Bu nedenle, PD1 blokajı, yanlız T hücre aktivitesine yol açmayıp aynı zamanda daha iyi NK aktivitesine ve daha etkili B hücre kaynaklı antikor üretimine de yol açabilir. PD1ın tümördeki başlıca üretim yeri Treg hücreleridir. PD1 ligandları iki tanedir: PDL1 (B7-H1, CD274) ve PDL2 (B7-DC, CD273). Bu ligandlar tümör hücresi ve ASHler üzerinde bulunurlar. ASH üzerindeki PDL-1 ekspresyonu IFN-β etkisiyle artar. PD1, T hücre aktivitesini sağlayan kinazları inhibe ederek etki gösterir.

PDL1, mikroçevrede başlıca tümörden ve myeloid hücrelerden salgılanır. PDL1 üretimi KHDAK, melanom, RCC ve kolorektal kanser gibi pekçok kanserde yüksek bulunmuştur. PDL-1 üretiminin prognozla ilişkisini destekleyen veya desteklemeyen çalışmalar bildirilmiştir. PDL2 aşırı üretimi B hli lenfomalarda ve Hodgkin lenfomada gözlemlenmiştir. Artmış PDL2; sıklıkla bu tümörlerde MHCII transaktivatör (CIITA) gen lokusunun amplifikasyonu veya rearajmanı ile ilgilidir.

PDL1in tümör hücresindeki durumu 2 şekilde olabilir: doğal immün direnç ve kazanılmış immün direnç (bu tabirler doğal ve kazanılmış immünite ile karıştırılmamalıdır). Doğal dirençte, tümör zaten en baştan bazı onkogenlerin aktivasyonu sonucu PDL1 üretmektedir. Örneğin glioblastomda PTEN delesyonu veya susturulması, PI3K-AKT yolağının aktive olması PDL1 üretimine neden olur. Benzer şekilde ALK+ tümörlerde (bazı lenfoma ve akciğer kanseri türleri) STAT3 aktivasyonu sonucu PDL1 üretilebilir.

Kazanılmış immün dirençte ise, tümör başlangıçta PDL1 taşımaz ve tümör mikroçevresindeki inflamatuar yanıt sırasında, TIL kaynaklı INF-gamma salgısı sonucu PDL1 üretmeye başlar.

Lenfosit aktivasyon geni 3 (LAG3, CD224): aslında 20 yıl önce klonlanıp, immün kontrol noktası olduğu 2005te anlaşılmış bir reseptördür. Bilinen ligandı MHCIIdir. Ancak invitro ve invivo çalışmalarda LAG-3-MHCII etkileşimini bozmak, ne T hücre artışına ne de T hücre fonksiyon değişikliğine neden olmamıştır. LAG3ün asıl etkisinin Treg fonksiyonlarını artırmak olduğu düşünülmektedir. LAG3 ve PD1 üretimi tükenmiş CD8+ hücrelerde sık görülmektedir. Bu iki yolun birlikte blokajı etkin bir strateji olabilir. Her iki kontrol noktasından (LAG3 ve PD1) yoksunlaştırılmış farelerde yapılan deneylerde kötü immünojenik tümörlerin dahil reddedildiği gözlenirken otoimmün yanıtın da çok şiddetli (PD1 veya LAG3ten birinden yoksun farelere göre) olduğu gözlemlenmiştir.

B ve T lenfosit zayıflatıcı (attenuator) (BTLA, CD272): bu reseptör de sıklıkla PD1 ile beraber üretilir. İnhibisyonu Thücre fonksiyonlarını artırırken B hücreyi etkilemez. Ligandı olan herpes virüs entry mediator (HVEM ya da TNFSF14) aktivasyonu kompleks yolaklar içerir. CD160 veya LIGHT (TNFSF14) denen iki farklı molekülle etkileşime girerek, immün aktivasyon veya inhibisyon yanıtı (dual etki) yaratabilir. Bu nedenle BTLA hedefli tedaviler tek başına başarılı olabilecek gibi görünmemektedir, PD1 inhibisyonu ile beraber olduğunda etkin olabilir.

Adenozin reseptörü A2aR: ligand olarak adenozini kullanan bir immün kontrol noktasıdır. Etkisini T hücrede FOXP3 üretimine neden olup Treg dönüşümünü sağlayarak gösterir. Normalde mikroçevrede hücre ölümü sık olduğu için ölen hücrelerden açığa çıkan adenozinler olur. Ayrıca Tregler salgıladıkları egzo-enzimlerle mikro ortamdaki ATPnin AMPye ve sonrasında adenozine dönüşmesini sağlarlar. A2aRnin ligand kaynakları böylece oluşmuş olur. Adenozin-A2aR etkileşimi T hücreàTreg dönüşümüne Treg de yeni adenozin üretimine neden olarak bir kısır döngü oluşturabilir. Adenozin T hücrelerde antijen sunumunda sitokin üretimine kadar pek çok basamağı olumsuz etkiler. A2aR yoksunlaştırılmış farelerde tümör büyümesinin diğer gruba göre daha yavaş olduğu izlenmiştir. Henüz kanser alanında terapötik etkisi bilinmemektedir.

CD73: yine bir adenozin reseptörü olup tümörde ana kaynak kanser hücresidir. CD73 aşırı üretimi kolon, akciğer, pankreas ve over tümörlerinde tespit edilmiş olup, artmış neo-vaskülarizasyon, invazivlik ve metastaz riski ile ilişkili bulunmuştur. Meme kanserinde ise daha kötü sağkalımla ilişkisi saptanmıştır. Anti CD73 tedaviler hayvan deneylerinde başarılı sonuçlar vermiştir.

CD27: immün aktivasyona yol açan, (TNF reseptör süper-ailesinden) bir immün kontrol noktasıdır. Çoğu T hücre tarafından ve bazı B hücre ve NK hücre alt grupları tarafından exprese edilir. Ligandı CD70tir Ligandıyla etkileşime girdiğinde T hücre aktivasyonuna, B hücre ve NK hücre gelişmine, regülatör Th azalmasına yol açar. Agonistik monoklonal antikoru CDX-1127(varlimumab) IgG1 yapısındadır. Faz 1 çalışmasında RCC, melanom ve Hodgkin lenfoma içeren hasta grubunda stabil yanıtlar ve az da olsa uzun süreli yanıtlar elde edilmiştir. PD1 hedefli tedavilerle kombinasyon çalışmaları devam etmektedir.

Killer inhibitör reseptörler: başlıca iki grupta incelenir: killer cell Ig-like reseptörler (KIRs) ve C-tipi lektin reseptörleri. Bu reseptörler normalde NK hücresinin öldürme etkisini düzenleyen reseptörlerdir ve T hücre, ASH üzerinde exprese edilir.

Sonuç olarak , immün kontrol noktalarının keşfi kanser tedavisinde yeni bir çığır açmış ve tedavi hedefine tümör yerine immün sistemi oturtmuştur. İmmün aktivasyona yol açacak stratejiler tek başlarına veya kombine (hedefe yönelik ajanlarla, adjuvan/aşılarla veya kombine immün kontrol noktası inhibisyonu ile) kullanılabilir. Ancak bu alanda prediktif faktörler ve hangi immün kontrol noktasının hangi tümör için ‘can alıcı olduğu iyi bilinmemektedir. Üstelik oldukça pahalı olan bu tedaviler, immün ilişkili yan etkiler nedeniyle kimi zaman hayatı tehdit edici olabilir ve multidisipliner yaklaşımla izlemi gerektirir.

Onkolojik açıdan pratik değiştirici sonuçlar şimdilik malign melanom, KHDAK, RCC ve belli kolorektal kanser tipleriyle sınırlıdır. Yeni immünojenik tedavi stratejileri yetersiz immün yanıt oluşturan tümörlerde dahi, bazı indükleyici tedavilerle (kemoterapi, radyoterapi, hedefe yönelik tedaviler vs) tümördeki immün yanıtı oluşturup PDL1 expresyonunu artırmak ve böylece PD1 hedefli tedavileri uygulanır hale getirmek üzerine de geliştirilmektedir.

KAYNAKLAR:

1.Dimitri Zamarin, Michael A. Postow. İmmune checkpoint modulation: Rationel design of combination strategies. Pharmacology & Therapeutics 2015, volume 150, pages:23-32.

2. Abul K Abbas, Andrew H. Lichman. Basic Immunology: Functions and Disorders of the Immue System. Philedelphia,USA, Elsevier/Saunders. 4. Edition (2014).

3. Philips, George K., and Michael Atkins. "Therapeutic uses of anti-PD-1 and anti-PD-L1 antibodies." International immunology 27.1 (2015): 39-46.

4. Pardoll, Drew M. "The blockade of immune checkpoints in cancer immunotherapy." Nature Reviews Cancer 12.4 (2012): 252-264.

5. Zhang, Bin. "CD73: a novel target for cancer immunotherapy." Cancer research 70.16 (2010): 6407-6411.

Tablo 1: İmmün Kontrol Noktaları Tablosu

Reseptör üreten hücre

Ligand

Ligandı üreten hücre

T hücreye

İlaç

İlaç

Reseptör

+/- etki

(Reseptör hedefli)

(Ligand

Hedefli)

CD27

T lenfosit

CD70

Lenfosit, ASH

+

Varlimumab

CD28

T lenfosit

CD80(B7-1)

ASH

+

CD28

T lenfosit

CD86(B7-2)

ASH

+

CD40

ASH

CD40L

T lenfosit

+

CP-870,893

ADC-1013

CTLA4

T lenfosit

CD80(B7-1)

ASH

-

İpililumab

Tremelilumab

CTLA4

T lenfosit

CD86(B7-2)

ASH

-

BTLA

T lenfosit

HVEM

Tümör, endotel

-

(TNFRSF14)

LAG3

T lenfosit

MHCII

ASH

-

LAG-525

BMS-986016

(CD2323)

ASH

Treg

OX40(CD134)

T lenfosit

OX40L

ASH

+

MEDI6469

MEDI6383

MOXR0916

CD137(4-1BB)

T lenfosit

CD137L

ASH

+

Urelumab

TIM3

T lenfosit

GAL 9

ASH

-

B7-H3 (CD276)

ASH

TLR2

T lenfosit

-

MPDL3280A

Endotel h

MGA271

PD1

T lenfosit

PDL1

Tümör, ASH

-

Nivolimumab, Pembrolizumab

Durvalumab

(B7-H1)

Lambrolizumab

Atezolizumab

Pidilizumab

Avelumab

AMP-224

MDX-1105

PD2

T lenfosit

PDL2

Tümör, ASH

-

A2aR

T lenfosit

adenozin

mikroçevre

-

CD73

Tümör, Thücre

adenozin

mikroçevre

-

Şekil: Bazı immün kontrol noktaları






1. şekilde lenf nodunda gerçekleşen etkileşim, T hücrenin aktifleşmesine yol açar. Buradaki liganda CD28 yerine CTLA4 bağlandığında (2.şekil) ise T hücrenin inaktif hale gelmesine neden olacaktır. 3. şekilde de periferik dokuda/mikroçevrede gerçekleşen ve T hücre inaktivasyonuyla sonuçlanan bir immün kontrol noktası etkileşimi görülmektedir.