los macrófagos asociados al Tumor (TAMs) son células residentes en el tejido que se diferencian de los monocitos circulantes en la sangre periférica. Pueden constituir el principal infiltrado leucocitario que se encuentra dentro del estroma de muchos tipos de tumores., Aunque los macrófagos en los tejidos normales están implicados en la fagocitosis de microbios y la presentación de antígenos a las células T, los TAMs tienen dos fenotipos opuestos,pueden eitherendorse proinmune y procesos tumoricidas o promover el crecimiento tumoral y la metástasis mediante la supresión de la inmunidad y la promoción de la angiogénesis.El fenotipo de TAMs está regulado por quimiocinas y citocinas derivadas de tumores específicos que polarizan los macrófagos a un fenotipo proinmune ‘M1’ o inmunosupresor/proangiogénico ‘m2’., Los dicotomoustanfenotipos pueden explicar por qué los TAMs pueden provocar un mal pronóstico en algunos tumores, incluidos el glioma y los cánceres de mama, y un mejor pronóstico en otros, como los cánceres de estómago y de colon y algunos cánceres de próstata y de pulmón de células no pequeñas(Allavena et al., 2008; Bingle et al., 2002).La polarización de los macrófagos también está regulada en parte por la hipoxia intratumoral, en la que las células mieloides infiltrantes se acumulan y son estimuladas para secretar diversos factores inmunosupresores y proangiogénicos (de Palma y Lewis, 2013; Qian y Pollard, 2010).
en este número de Cancer CellCasazza et al., describir un mecanismo de guía dependiente de la Neuropilina-1 (Nrp1) por el cual los macrófagos entran en áreas hipóxicas para provocar funciones proangiogénicas e inmunosupresoras (Figura 1) (Casazza et al. 2013).Utilizando herramientas genéticas elegantes para interferir con la función de Nrp1 en TAMs en varios modelos tumorales de ratón, demostraron que la Semaforina 3a (Sema3A) media la señalización dependiente de Nrp-1 de un holorreceptor Plexina 1/Plexina 4/VEGFR1 que conduce a la activación de vovegfr1 en Tams Y su migración posterior a regiones hipóxicas., Notablemente, aunque los niveles de Sema3A y VEGF están aumentados bajo condiciones hipóxicas, Sema3A, pero no VEGF, fue suficiente para atraer TAMs.Probaron esto generando TAMs con un mutante de unión Sema3A de Nrp1 que todavía era capaz de unirse a VEGF. Estos macrófagos no pudieron entrar en las regiones hipóxicas del tumor de manera similar a Nrp1-KO TAMs.As tan pronto como los TAMs fueron posicionados en el ambiente hipóxico, la expresión de Nrp1 fue reprimida;esto terminó con la respuesta migratoria de los TAMs a Sema3A.curiosamente, la represión de nrp1 dependiente de la hipoxia fue facilitada por la activación mediada por HIF2a de la vía F-kB., La pérdida de Nrp1 cambió Sema3A a mediar una parada de Tam mediada por PlexinA1 / PlexinA4 antagonizando la atracción inducida por VEGFR1 y atrapando a las Tam en regiones hipóxicas (Figura 1).a medida que las Tam cambian de un anti – a un pro-fenotipo tumoral al asociarse con ambientes hipóxicos, los autores preguntaron cómo la pérdida de Nrp1 en las Tam y su posterior posicionamiento diferente dentro de los tumores afectarían la propagación y progresión del tumor.,
hipoxia Intratumoral mejora la expresión de VEGF y Sema3A. Sema3A se une al complejo holorreceptor Nrp1/PlexinA1 (pA1)/PlexinA4 (pA4)en la superficie TAM, lo que resulta en VEGFR1/nrp1-migración dependiente hacia la Sema3A-expresión zona hipóxica. Los TAMs asociados a hipoxia experimentan estabilización de HIF2a, lo que induce la expresión de Ikbkb e Ikbkg, lo que en última instancia conduce a la fosforilación de IkB y la translocación nuclear de NF-kB. NF-kB entonces reprime la expresión de Nrp1., En ausencia de Nrp1, Sema3A antagoniza las señales de migración a través de la señalización PlexinA1/PlexinA4, reteniendo y atrapando TAMs dentro de áreas hipóxicas. Aquí, los TAMs son «educados» para respaldar la angiogénesis y suprimir la inmunidad antitumoral, facilitando así la progresión tumoral. Las señales de retención Sema3A/PlexinA1/PlexinA4 atrapan a Nrp1-KO TAMs en áreas normóxicas al bloquear la migración mediada por VEGF a regiones hipóxicas. Nrp1-Ko TAMs por lo tanto no alcanzan un tumor que promueve el fenotipo y suprimen el crecimiento del tumor estimulando la inmunidad antitumoral.
Casazza et al., exploró la función de Nrp1 en TAMs creando ratones condicionales tam-specificNrp1-knockout (KO). Los tumores ortotópicos de pulmón y páncreas,y los tumores de un modelo de ratón transgénico de cáncer de mama, en ratones Nrp1-KO crecieron a solo una fracción del tamaño de los tumores en ratones wildtype (WT). La deficiencia de Nrp-1 en TAMs produjo tumores con casi el doble del número de TAMs, probablemente debido al aumento de la hipoxia tumoral.Sorprendentemente, sin embargo, los TAMs solo se acumularon dentro de las regiones normóxicas., Además, a pesar del aumento de los TAMs, los tumores en etapa terminal mostraron una reducción de la densidad y perfusión de los vasos, lo que sugiere que los TAMs de Nrp1-KO estaban deteriorados en sus funciones angiogénicas en comparación con sus homólogos de WT. De hecho, las Tam aisladas indujeron una migración de células endoteliales más robusta y formación capilar en comparación con las Tam Nrp1-KO. Además, las Nrp1-KO TAMs secretaban más óxido nítrico, aumentaban la proliferación de células Tcel y eran más citotóxicas. Curiosamente, Casazza et al., se encontró que el fenotipo tam «M1» adquirido no estaba respaldado por la falta de Nrp1 per se porque WT y Nrp1-KOmacrophages obtenidos de la médula ósea fueron igualmente capaces de cambiar entre los fenotipos proinmune e inmunosupresores tras una estimulación adecuada in vitro. La deficiencia adicional de Nrp-1 en los TAMs no afectó el número de monocitos circulantes o residentes ni cambió la proliferación y la apoptosisde los macrófagos, lo que impidió la regulación dependiente de aNrp1 del reclutamiento o diferenciación de monocitos/TAM., Más bien, estos estudios elegantes revelaron que el bloqueo de Nrp1 en TAMs era suficiente para mantener las células en un estado supresor tumoral al atraparlas únicamente en áreas vascularizadas de tumores normóxicos.
estos estudios apoyan el concepto de «reprogramación» de macrófagos como un enfoque suficiente y factible para abrogar la angiogénesis y restaurar la inmunidad antitumoral mediada por células T(Coussens et al., 2013). Además, Casazza et al. proporcionar una nueva oportunidad terapéutica para combatir el cáncer mediante la modulación de su localización intratumoral a través de la inhibición de Nrp1.,Tal enfoque es ventajoso sobre los que se dirigen a la infiltración total de TAM, ya que aprovecha las capacidades de supresión tumoral de TAMs.
Estos estudios también tienen importantes aplicaciones clínicas. Aunque históricamente la erradicación exitosa del tumor se ha relacionado con la necrosis tumoral, varios estudios han demostrado que los medicamentos generadores de hipoxia causan una enfermedad más agresiva en parte al acumular más células inmunitarias innatas supresoras que facilitan la angiogénesis, la invasión tumoral y la metástasis., Los datos emergentes apoyan la noción de que la normalización de la vasculatura tumoral proporciona efectos beneficiosos que permiten una mejor administración de fármacos y una mayor afluencia de células T.Un estudio reciente de Klug et al. demostró que la irradiación a dosis bajas y la transferencia de células T normalizaron la vasculatura tumoral y mejoraron el reclutamiento de células T CD8 + y TAMs que expresaban niveles altos del marcador M1 iNOS(Klug et al., 2013). Del mismo modo, Casazza et al. encontró que la normoxia aumentó la secreción de óxido nítrico por TAMs e indujo la expansión de células T CD8+., Por lo tanto, la oxigenación del tumor también debe ayudar a redireccionar la diferenciación macrofágica para facilitar la inmunidad antitumoral. Además, atacar la Prn1 restringiría las TAMs a áreas oxigenadas incluso durante las terapias que inducen hipoxia, incluida la quimioterapia estándar y la radioterapia.
los autores confirman que la exposición de los TAMs a la hipoxia es un requisito para su adquisición de un fenotipo promotor del tumor; sin embargo, no está claro si la hipoxia regula o no directamente la reprogramación de M2. Un estudio reciente de Laoui et al., sugiere que la hipoxia juega un papel de apoyo en lugar de un papel directo en la conducción de las funciones m2 por TAMs (Laoui et al., 2013). Usando ratones prolily-4 hidroxilasa 2-haplodefficient, este grupo encontró que la hipoxia tumoral reducida resultó en una expresión de TAM regulada a la baja de los genes involucrados en la glucólisis, angiogénesis y metástasis, y no en los marcadores típicos de M2, incluidos el receptor de manosa y la arginasa. Esto sugiere que la orientación del eje Nrp1 / Sema3A puede sinergizarse con enfoques de reprogramación para proporcionar mejores respuestas antitumorales mediadas por TAM.,
en apoyo de estas hipótesis, el bloqueo de Nrp1 en modelos tumorales preclínicos ha sido alentador, suprimiendo tanto la angiogénesis como el crecimiento tumoral, y los ensayos clínicos están actualmente en curso(Pan et al., 2007). como la Prn1 se expresa en una variedad de tipos de células además de las Tam, incluidas las células endoteliales y las células tumorales, será fundamental analizar si el mecanismo propuesto por este estudio aún es evidente cuando la actividad de la Prn1 se abroga ampliamente en modelos tumorales murinos y tumores humanos., Si la Tamlocación y la actividad están reguladas de manera similar en otras patologías generadoras de hipoxia también justifica una investigación adicional.Por ejemplo, en un modelo de ratón de accidente cerebrovascular, se encontró que la microglía y los macrófagos sufrían polarización m2 inmediatamente después del insulto isquémico, pero finalmente sufrieron polarización M1 inducida por neuronas isquémicas (Huang y Feng, 2013)., Se encontró que las células polarizadas M2 tenían un efecto protector sobre las neuronas, mientras que las células polarizadas M1 promovían la destrucción neuronal; por lo tanto, evitar que la microglía y los macrófagos se asociaran con áreas isquémicas podría mantener sus fenotipos neuronales-protectores. Si se valida, la manipulación del eje Nrp1/Sema3A podría convertirse en un agente valioso para enfermedades como la isquemia y el ictus para redirigir la función de los macrófagos y mejorar el resultado del paciente.