makrofagi związane z nowotworem (tam) są komórkami rezydującymi w tkankach, które odróżniają się od krążących monocytów we krwi obwodowej. Mogą one stanowić główną infiltrację leukocytów znajdującą się w obrębie zrębu wielu typów nowotworów., Chociaż makrofagi w normalnych tkankach są zaangażowane w fagocytozę drobnoustrojów i prezentacji antygenu do komórek T, tam mają dwa przeciwstawne fenotypy, mogą one eitherendorse proimmunologiczne i nowotworowe procesy lubpromote wzrost guza i przerzuty przez tłumienie odporności i promowanie angiogenezy.Fenotyp TAMs jest regulowany przez specyficzne chemokiny i cytokiny pochodzenia nowotworowego, które polaryzują makrofagi do proimmunologicznego fenotypu ” M1 „lub immunosupresyjnego/proangiogennego fenotypu „M2”., Dychotomoustamfenotypy mogą wyjaśniać, dlaczego TAMs może wywoływać złe rokowanie w niektórych guzach, w tym glejaka i raka piersi i lepsze rokowanie w innych, takich jak nowotwory żołądka ikolon i niektórych prostaty i niedrobnokomórkowych lungcancers (Allavena et al., 2008; Bingle et al., 2002).Polaryzacja makrofagów jest również częściowo regulowana przez niedotlenienie wewnątrzustne, w którym gromadzą się naciekające komórki mieloidalne i są stymulowane do wydzielania różnych czynników tłumiących i proangiogennych (De Palma i Lewis, 2013; Qian i Pollard, 2010).
w tym numerze komórki nowotworowe i in., opisz zależny od Neuropiliny-1 (Nrp1) mechanizm przewodnictwa, za pomocą którego makrofagi wchodzą w obszar niedotlenienia i wywołują funkcje proangiogenne i tłumiące odporność(ryc. 1) (Casazza et al. 2013).Wykorzystując eleganckie narzędzia genetyczne do zakłócania funkcji Nrp1 w TAMs w różnych mysich modelach nowotworowych wykazali, że Semaforyn3a (Sema3A) pośredniczy w sygnalizacji zależnej od NRP-1 Holoreceptorcomplexthat prowadzi do aktywacji vegfr1 w Tams i ich późniejszej migracji do regionów niedotlenienia., W szczególności, chociaż poziomy Sema3A i VEGF są podwyższone w warunkach niedotlenienia, Sema3A, ale nie VEGF, był wystarczający do przyciągnięcia TAMs.Testowali to, wytwarzając Tams z mutantem wiążącym Sema3A Nrp1, który nadal był w stanie wiązać się z VEGF. Makrofagi te nie przedostały się do obszarów niedotlenienia guza, podobnie jak Nrp1-KO TAMs.As wkrótce po umieszczeniu TAMs w środowisku niedotlenienia ekspresja Nrp1 została stłumiona,co zakończyło migracyjną reakcję TAMs na Sema3A.co ciekawe, zależna od niedotlenienia represja Nrp1 została ułatwiona przez mediowaną aktywację szlaku HIF2a., Utrata Nrp1 zamieniła Sema3A na mediację zachodzącego za pośrednictwem PlexinA1/PlexinA4 zatrzymania tam antagonizującego indukowane VEGFR1 przyciąganie i uwięzienie Tams w regionach niedotlenienia (ryc. 1). gdy TAMs przechodzą od anty – do pro-tumoralfenotypu po powiązaniu ze środowiskami niedotlenienia, autorzy zapytali następnie, jak utrata Nrp1 w Tams i ich późniejsze odmienne umiejscowienie w obrębie guzów wpłynie na propagację i progresję nowotworu.,
niedotlenienie wewnątrzustne zwiększa ekspresję VEGF i Sema3A. Sema3A wiąże się z kompleksem holoreceptorowym nrp1/PlexinA1 (pA1)/PlexinA4 (pA4)na powierzchni TAM, powodując migrację zależną od VEGFR1 / NRP1 w kierunku ekspresji Sema3A.obszar niedotlenienia. Tamy związane z hipoksją doświadczają stabilizacji HIF2a, która indukuje ekspresję Ikbkb i Ikbkg, ostatecznie prowadząc do fosforylacji IkB i translokacji jądrowej NF-kB. NF-kB następnie tłumią ekspresję Nrp1., W przypadku braku Nrp1 Sema3A antagonizuje sygnały migracji poprzez sygnalizację PlexinA1/PlexinA4, zatrzymując w ten sposób i uwięziając tamy w obszarach niedotlenienia. Tutaj tam są „wykształcone” w celu wspierania angiogenezy i tłumią odporność przeciwnowotworową, ułatwiając w ten sposób progresję nowotworu. Sema3A/PlexinA1 / PlexinA4 sygnały zatrzymujące zatrzymują Nrp1-KO w obszarach normoksycznych, blokując migrację za pośrednictwem VEGF do regionów niedotlenienia. Tamsy Nrp1-KO nie osiągają zatem fenotypu guza i hamują wzrost guza poprzez stymulowanie odporności przeciwnowotworowej.
Casazza et al., zbadano funkcję Nrp1 na Tams, tworząc warunkowe myszy tam-specificNrp1-knockout (KO). Ortotopowe guzy płuc i trzustki oraz guzy z transgenicznego modelu raka piersi u myszy z Nrp1-KO urosły do zaledwie ułamka wielkości guzów u myszy z typu wildtype (WT). Niedobór Nrp-1 w TAMs powodował nowotwory o prawie dwukrotnie większej liczbie TAMs, prawdopodobnie z powodu zwiększonej niedotlenienia guza.Zaskakująco, jednak TAMs wyłącznie nagromadzone w normoxicregions., Ponadto, pomimo wzrostu liczby Tamsów, guzy w końcowej fazie wykazywały zmniejszoną gęstość naczyń i perfuzję, co sugeruje, że Tamsy Nrp1-KO były upośledzone w funkcji angiogennej w porównaniu do ich odpowiedników WT. W rzeczywistości izolowane Tamsy WT powodowały bardziej solidną migrację komórek śródbłonka i tworzenie się kapilar w porównaniu z Tamsami Nrp1-KO. Ponadto Tamsy Nrp1-KO wydzielały więcej tlenku azotu, zwiększały proliferację Tcell i były bardziej cytotoksyczne. Co ciekawe, Casazza et al., stwierdzono, że nabyty fenotyp tam ” M1 ” nie został potwierdzony brakiem Nrp1 per se, ponieważ Wt i Nrp1-Komakrofagi uzyskane ze szpiku kostnego były w równym stopniu zdolne do przełączania się między fenotypami proimmunologicznymi i immunologicznymi po odpowiedniej stymulacji in vitro. Dalszy niedobór Nrp – 1 U tam nie wpłynął na liczbę krążących lub rezydujących monocytów, ani nie zmienił proliferacji i apoptozy makrofagów, uniemożliwiając zależną od aNrp1 regulację rekrutacji lub różnicowania monocytów/TAM., Przeciwnie, te eleganckie badania ujawniły, że blokowanie Nrp1 w TAMs było wystarczające, aby utrzymać komórki w stanie supresyjnym nowotworu poprzez wyłącznie uwięzienie komórek w unaczynionych obszarach normoxictumor.
badania te wspierają koncepcję „przeprogramowywania” makrofagów jako wystarczającego i wykonalnego podejścia do abrogacji angiogenezy i przywrócenia odporności przeciwnowotworowej za pośrednictwem komórek T(Coussens et al., 2013). Ponadto Casazza et al. zapewnienie nowej możliwości terapeutycznej zmiany nowotworu poprzez modulację ich lokalizacji wewnątrzustnej poprzez hamowanie Nrp1.,Takie podejście jest korzystne w stosunku do tych, które mają na celu całkowitą infiltrację tam, ponieważ wykorzystuje zdolności tłumiące guza tam.
badania te mają również ważne zastosowania kliniczne. Chociaż historycznie udana eradykacja nowotworu była związana z martwicą nowotworu, różne badania wykazały, że leki generujące niedotlenienie powodują bardziej agresywną chorobę, częściowo gromadząc bardziej odpornościowe supresyjne wrodzone komórki odpornościowe, które ułatwiają angiogenezę, inwazję guza i przerzuty., Pojawiające się dane potwierdzają pogląd, że normalizacja naczyń nowotworowych zapewnia korzystne efekty umożliwiające lepsze dostarczanie leków i zwiększony napływ komórek T.Ostatnie badania Klug et al. wykazano, że niskodawkowe napromieniowanie i transfer komórek T znormalizowały unaczynienie guza i zwiększyły rekrutację limfocytów T CD8+ i tam wyrażających wysokie poziomy markera m1 iNOS (Klug et al., 2013). Podobnie, Casazza et al. stwierdzono, że normoxia zwiększa wydzielanie tlenku azotu przez Tam i indukuje ekspansję limfocytów T CD8+., W ten sposób dotlenienie guza powinno również pomóc przekierowaćmakrofagieferencjacja w celu ułatwienia odporności przeciwnowotworowej. Ponadto ukierunkowanie Nrp1 ograniczyłoby tam do obszarów natlenionych nawet podczas terapii wywołujących niedotlenienie, w tym standardowej chemio-i radioterapii.
autorzy potwierdzają, że narażenie Tamsa na niedotlenienie jest warunkiem nabycia przez nich fenotypu nowotworowego; nie jest jednak jasne, czy niedotlenienie bezpośrednio reguluje przeprogramowanie M2. Ostatnie badania Laoui et al., sugeruje niedotlenienie odgrywa raczej wspierającą niż bezpośrednią rolę w prowadzeniu funkcji M2 przez TAMs (Laoui et al., 2013). Używając prolily-4 hydroksylazy 2-haplodeficient myszy, ta grupa odkryła, że zmniejszona niedotlenienie nowotworu spowodowało obniżoną ekspresję tam genów zaangażowanych w glikolizę, angiogenezę i przerzuty, a nie w typowych markerów m2, w tym receptora mannozy i arginazy. Sugeruje to, że kierowanie osi Nrp1 / Sema3A może synergizować się z przeprogramowywaniem podejść w celu zapewnienia lepszych odpowiedzi przeciwnowotworowych za pośrednictwem tam.,
na poparcie tych hipotez blokada Nrp1 w przedklinicznych modelach nowotworowych była zachęcająca, hamując zarówno angiogenezę, jak i wzrost guza, a obecnie trwają badania kliniczne(Pan i wsp., 2007).ponieważ Nrp1 jest wyrażany w różnych typach komórek oprócz tam, w tym w komórkach śródbłonka i komórkach nowotworowych, kluczową kwestią będzie analiza tego, czy mechanizm zaproponowany przez to badanie jest nadal widoczny, gdy aktywność Nrp1 jest szeroko zniesiona w modelach guzów mysich i guzach ludzkich., To, czy Tamlokacja i aktywność są podobnie regulowane w innych patologiach wywołujących niedotlenienie, również wymaga dalszego zbadania.Na przykład w mysim modelu udaru mózgu stwierdzono, że mikroglej i makrofagi ulegają polaryzacji M2 bezpośrednio po obrazie niedokrwiennym, ale ostatecznie ulegają polaryzacji M1 indukowanej przez neurony niedokrwienne (Huang and Feng, 2013)., Komórki spolaryzowane m2 okazały się mieć ochronny wpływ na neurony, podczas gdy spolaryzowane komórki M1 promowały niszczenie neuronów; w związku z tym zapobieganie wiązaniu mikrogleju i makrofagów z obszarami niedokrwiennymi może utrzymać swoje fenotypy neuronalno-ochronne. Jeśli zostanie potwierdzona, manipulacja osi Nrp1 / Sema3A może stać się cennym czynnikiem w chorobach takich jak niedokrwienie i udar mózgu w celu przekierowania funkcji makrofagów i poprawy wyników leczenia pacjenta.