נתרן במיקרו-סביבות של גידולים נמצא כמגביר את הפעלת תאי T, דבר המצביע על דרכים חדשות לטיפול בסרטן
במחקר שפורסם לאחרונה ב אימונולוגיה של הטבעחוקרים חקרו את ההשפעה הישירה של יוני נתרן (Na+) על צביר הציטוטוקסי של תאי T המבטאים 8 (CD8) ומכאן על ציטוטוקסיות אנטי-גידולית.
רֶקַע
המצב המטבולי של תאי T ציטוטוקסיים או לימפוציטים שולט בחסינות נגד גידולים. תאים אלו רגישים למיקרו-סביבה של הגידול (TME). ה-TME יכול לעכב את התגובות החיסוניות האנטי-סרטניות על ידי הפחתת פלישת תאי T, הפחתת תחזוקה של תאי T והפחתת פעילויות האפקטור. מחקרים מצביעים על כך שיונים חוץ-תאיים כגון אשלגן (K+) עשויים להשפיע על תפקוד תאי T.
יוני K+ נמצאים בשפע בתוך ה-TME הנמק, מעכבים תפקודים מונעים של קולטן תאי T (TCR) תוך הגברת הגזע והרב-עוצמה. ריכוזי יוני נתרן מוגברים מעוררים התמיינות T helper 17 (Th17) ומגבירים ביטוי ציטוקינים מווסת עצמית. עם זאת, ההשפעות של ריכוז יוני נתרן על חסינות אנטי-גידול בתיווך תאי T ציטוטוקסיים אינן ברורות.
לגבי המחקר
החוקרים חקרו את ההשפעה של ריכוזי יוני נתרן על פעילות תאי T ציטוטוקסיים ותגובות אימונולוגיות אנטי-גידוליות.
ספקטרומטריית פליטה אופטית פלזמה בשילוב אינדוקטיבי (ICP-OES) העריכה ריכוזי K+ ו- Na+ בסרטן השד וברקמות סמוכות. חוקרים חקרו את טביעת התעתיק של חשיפה לנתרן כלורי על תאי T ציטוטוקסיים. הם גילו שטיפול ב-NaCl גבוה הגדיל באופן דרמטי את הגנים המבוטאים בצורה דיפרנציאלית (DEG), וכתוצאה מכך חתימת נתרן-כלוריד. לאחר מכן הם חקרו את ההעשרה של חתימה זו ברקמות הגידול לעומת רקמות בריאות. הם גם חקרו את העשרת חתימת ה- transcriptome NaCl בתאי T ציטוטוקסיים.
החוקרים חקרו את ההשפעה של NaCl על התעתיק של תאי T ציטוטוקסיים CD45RA-ve אנושיים שהורחבו עם נוגדנים חד שבטיים CD3 ו-CD28 (mAbs) במבחנה. הם ניתחו שינויים ב-transcriptome באמצעות רצף חומצה ריבונוקלאית חד-תאית (scRNA-seq). הם חקרו את היעד היונקים של אינדוקציה לאיתות rapamycin (mTOR) באמצעות TCR crosslinking של תאי T ציטוטוקסיים CD45RA-ve באמצעות זרחון של תת-יחידה ריבוזומלית S6 בנסיבות גבוהות ונמוכות של NaCl.
החוקרים חקרו את המסלולים המולקולריים שבאמצעותם הגדלת ריכוזי הנתרן-כלוריד החוץ-תאי יכולים להמיר מעורבות של קולטן תאי T בלימפוציטים T ציטוטוקסיים להפעלה גדולה יותר של תאי T. הם ציפו לריכוזים גבוהים יותר של נתרן כלוריד חוץ-תאי כדי להגביר את הכוחות האלקטרו-מוטיביים לכניסת Ca2+ בעקבות הפעלת תעלת סידן (ORAI) המושרה על ידי TCR. הם חקרו היפרפולריזציה יחסית המושרה על ידי NaCl של פוטנציאל הממברנה (או Vm).
החוקרים יצרו לימפוציטים זיכרון T ציטוטוקסיים ספציפיים לאנטיגן על ידי הדבקת גרעינית של אנטיגן הקשור למלנומה המוכר על ידי TCR ספציפי לתאי T (MART-1). הם תכננו לימפוציטים T המבטאים קולטני אנטיגן כימריים (CAR) מהדור השני עם תחומים קוסטימולטוריים שמקורם ב-4-1BB אשר זיהו תאי סרטן לבלב Panc02-mROR1. הם גם חקרו את ההשפעה של NaCl על לימפוציטים מסוג CAR T הנושאים תחום קוסטימולטורי שמקורו ב-CD28. באמצעות מודל עכבר סרטן הלבלב וקו תאי סרטן הלבלב PancOva, הם בדקו האם NaCl הגביר את הציטוטוקסיות של תאי T במהלך טיפול בתאי T מאמץ in vivo. ניתוח רכיבים עיקריים (PCA) וקירוב והקרנה סעפת אחידה (UMAP) הניבו את התוצאות.
תוצאות
המחקר גילה רמות NaCl מוגברות ברקמות סרטן השד, מה שהביא לשינויים בתעתיק בתאי החיסון. לרוב ישויות הגידול מאטלס גנום הסרטן (TCGA) יש טביעת רגל נתרן טרנסקריפטומית בהשוואה לרקמות בריאות. הממצאים הצביעו על כך שנתרן הוא מרכיב רלוונטי במיקרו-סביבה של הגידול. NaCl הגביר את ההפעלה והפעילות של תאי T ציטוטוקסיים, מה ששיפר את הכושר המטבולי. לפיכך, NaCl משפר את מוות תאי הגידול בַּמַבחֵנָה ו in vivo. רמות גבוהות של גנים כמו mTOR, גורם נמק גידול (TNF), אינטרלוקין-2 (IL-2), מוות תאי מתוכנת 1 (PD-1), חלבון קינאז המופעל על ידי מיטוגן (MAPK), גורם מווסת אינטרפרון 4 (IRF4), ותת-יחידה אלפא (HIF1A) הניתנת להיפוקסיה של פקטור 1 אימתו את הממצאים הללו.
שינויים הנגרמות על ידי NaCl בלימפוציטים T ציטוטוקסיים קשורים לפעילות מוגברת של Na+/K+-adenosine triphosphatase (ATPase) והיפרפולריזציה של הממברנה, המגבירה כוחות אלקטרו-מוטיבים לאיתות TCR המושרה על ידי TCR במורד הזרם וזרימת Ca2+. ההעברה המאמצת של לימפוציטים T ציטוטוקסיים (CTLs) שהופעלו בתנאי NaCl גבוה הפחיתה ביעילות את צמיחת הגידול במודל של סרטן הלבלב של עכבר.
NaCl הגביר את הפעילות האנטי-סרטנית ברפרטואר לימפוציטים מסוג T טבעי, בלימפוציטים מסוג CAR T ובאלו מהונדסים. בנסיבות NaCl גבוהות, תאי זיכרון T ציטוטוקסיים הגבירו את הגורם הגרעיני של ביטוי תא T 5 משופעל (NFAT5), וכתוצאה מכך הישרדות ממושכת בחולי סרטן הלבלב. באופן דומה, ביטוי גנים מוגבר של ATPase Na+/K+ המעביר תת-יחידה אלפא 1 (ATP1A1) היה קשור להישרדות סרטן הלבלב בחולים עם ויסות Na+/K+-ATPase. כתוצאה מכך, חוקרים טוענים כי NaCl מווסת באופן חיובי תגובות אימונולוגיות חריפות נגד גידולים שעשויות לדרוש התאמה לאימון לימפוציטים T טיפוליים כמו זן CAR T, ex vivo.
מַסְקָנָה
המחקר הראה כי NaCl במיקרו-סביבה של הגידול משפר את הכושר המטבולי של תאי T ואת הציטוטוקסיות. המנגנון של היפראקטיבציה של תאי T המושרה על ידי NaCl כולל טרנסלוקציה פנימית של Na+, פעילות מוגברת של Na+/K+-ATPase, היפרפולריזציה של הממברנה וכוחות אלקטרו-מוטיביים גבוהים יותר עבור כניסת Ca2+ הנוצרים על ידי TCR. אסטרטגיות טיפול המבוססות על מנגנון זה עשויות לסייע לחולי סרטן. ניסויים קליניים נוספים חייבים להעריך את ההשפעות קצרות וארוכות הטווח של NaCl על חסינות נגד גידולים.
