Syöpäsolut pakenevat tappajasoluja verisyövässä – löydökset mahdollistavat uusien syöpähoitojen kehittämisen

Verisyöpiä voidaan nykyään hoitaa immuunihoidoilla, joissa potilaan immuunipuolustusjärjestelmän omia T-soluja aktivoidaan hyökkäämään tehokkaasti syöpäsoluja vastaan. Suomessakin CAR-T-soluhoidot ovat muuttaneet tiettyjen verisyöpien, kuten leukemian ja imukudossyöpien hoitomallia.

Kaikki verisyöpäpotilaat eivät kuitenkaan hyödy näistä hoidoista. Nyt tutkijat etsivätkin ratkaisuja muunlaisista immuunisoluista.

Luonnolliset tappajasolut eli NK-solut (natural killer -solut) partioivat elimistössämme ja etsivät syöpäsoluja tai virustartunnan saaneita soluja tuhotakseen ne. Helsingin yliopiston ja yhdysvaltalaisen Dana-Farber-syöpäinstituutin uusi tutkimus tuo lisää tietoa siitä, miten jotkut syöpäsolut pystyvät välttämään immuunipuolustuksen.

Tutkimuksen tavoitteena oli arvioida perusteellisesti syöpäsolujen resistenssi- ja herkkyysmekanismeja tappajasoluille eri verisyövissä.

– Osoitimme tutkimuksessamme, että NK-solut eivät käyttäydy samalla tavalla kaikkia syöpäsoluja kohtaan: jotkut syövät aiheuttavat sen, että nämä tappajasolut aktivoituvat ja tuhoavat syöpäsolut, toiset syöpäsolut taas eivät aktivoi NK-soluja, sanoo Helsingin yliopiston tutkijalääkäri Sara Gandolfi.

NK-solujen ja syöpäsolujen vuorovaikutus aiheuttaa kummassakin muutoksia

Tutkijaryhmä hyödynsi tutkimuksessaan sekvensointia selvittääkseen yksittäisen solun tarkkuudella syöpä- ja immuunisolujen vuorovaikutusta.

Ryhmä altisti laboratoriossa NK-soluille leukemioita, lymfoomia ja myeloomia. Altistuksen jälkeen he arvioivat muutoksia solujen geenien ilmentymisessä, eli miten solut reagoivat toisiinsa molekyylitasolla.

– Eri kasvain- tai immuunisolujen ilmentämät geenit tunnetaan melko hyvin, mutta ne eivät kerro koko tarinaa. Kun solut ovat vuorovaikutuksessa keskenään, tämä aiheuttaa muutoksia solujen geenien aktiivisuuteen, kertoo tutkijalääkäri Olli Dufva Helsingin yliopistosta.

Tutkijat löysivät uusia mekanismeja tulevaisuuden hoitojen kehittämiseksi

Tutkijat hyödynsivät CRISPR-Cas9-geenimuokkausmenetelmää, jotta he pystyivät herkistämään immuunipuolustukselle myös ne syöpäsolut, jotka olivat vastustuskykyisiä NK-soluille. Menetelmän avulla tutkijat kytkivät järjestelmällisesti syöpäsolujen geenejä päälle ja pois päältä. Sen jälkeen he mittasivat, mitkä geenisaksilla aiheutetut muutokset saivat NK-solut tappamaan syöpäsoluja tehokkaammin.

Tutkijat löysivät useita mekanismeja, jotka vaikuttivat syöpäsolujen herkkyyteen ja vastustuskykyyn NK-soluja vastaan.

Aiempien jo tunnettujen mekanismien lisäksi he löysivät uusia kohteita syöpäsoluista, kuten solujen pinnalla olevia glykoproteiineja eli sokerirakenteilla kuorrutettuja proteiineja.

Tutkimuksessa tunnistettuihin mekanismeihin voidaan mahdollisesti kohdistaa lääkkeitä, mikä voi tulevaisuudessa johtaa parempiin syövän immuunihoitoihin.

–  Tutkimuksemme antaa kattavan kuvan NK-solujen ja verisyöpäsolujen vuorovaikutuksessa tapahtuvista muutoksista sekä korostaa, mitkä geenitason mekanismit vaikuttavat syöpäsolujen herkkyyteen ja vastustuskykyyn NK-soluille. Tämä on tärkeää tietoa tutkijoille, jotka kehittävät uusia ja yksilöllisiä syövän immuunihoitoja, sanoo translationaalisen hematologian professori Satu Mustjoki.

Tutkimuksen rahoittivat Syöpäsäätiö, Suomen Akatemia, Jane ja Aatos Erkon säätiö ja Sigrid Juséliuksen säätiö, ja se on osa Suomen Akatemian iCAN Digital Precision Cancer Medicine -lippulaivahanketta. Tutkimusryhmät saivat myös National Institutes of Healthin (NIH) ja Suomen Akatemian yhteisrahoitusta.

Alkuperäinen artikkeli: Dufva, O.*, Gandolfi, S.*, Huuhtanen, J., Dashevsky, O., Duàn, H., Saeed, K., Klievink, J., Nygren, P., Bouhlal, J., Lahtela, J., Näätänen, A., Ghimire, B. R., Hannunen,T., Ellonen, P., Lähteenmäki, H., Rumm, P., Theodoropoulos, J., Laajala, E., Härkönen, J., Pölönen, P., Heinäniemi, M., Hollmén, M., Yamano, S., Shirasaki, R., Barbie, D., Roth, J., Romee, R.,  Sheffer, M., Lähdesmäki, H., Lee, D.A., De Matos Simoes, R., Kankainen, M., Mitsiades, M.S., Mustjoki, S. Single-cell functional genomics reveals determinants of sensitivity and resistance to natural killer cells in blood cancers. Immunity, 2023. DOI: 10.1016/j.immuni.2023.11.008