เซลล์ SK-MEL ในการทำนายการตอบสนองต่อการรักษาด้วยภูมิคุ้มกันบำบัด

การปฏิวัติภูมิคุ้มกันบำบัดได้เปลี่ยนแปลงการรักษาโรคมะเร็งผิวหนังเมลาโนมาอย่างสิ้นเชิง โดยการใช้ยาต้านจุดตรวจภูมิคุ้มกัน (checkpoint inhibitors) สามารถทำให้เกิดการตอบสนองที่ยั่งยืนในผู้ป่วยกลุ่มสำคัญได้ ที่ Cytion เราตระหนักดีว่าการทำนายว่าผู้ป่วยรายใดจะตอบสนองต่อภูมิคุ้มกันบำบัดยังคงเป็นความท้าทายที่สำคัญ ซึ่งต้องการแบบจำลองก่อนคลินิกที่มีความแข็งแกร่งซึ่งสามารถจำลองปฏิสัมพันธ์ระหว่างเนื้องอกกับระบบภูมิคุ้มกันได้ สายเซลล์มะเร็งผิวหนังเมลาโนมา SK-MEL ให้แพลตฟอร์มที่สำคัญสำหรับการศึกษาปัจจัยกำหนดระดับโมเลกุลของการตอบสนองต่อภูมิคุ้มกันบำบัด และการระบุตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่สามารถช่วยในการคัดเลือกผู้ป่วยสำหรับการรักษาที่เปลี่ยนแปลงชีวิตเหล่านี้ได้

ประเด็นสำคัญ

• สายเซลล์ SK-MEL แสดงการแสดงออกของ PD-L1 ที่เปลี่ยนแปลงได้ ซึ่งส่งผลต่อการตอบสนองต่อยาต้านจุดตรวจภูมิคุ้มกัน
• ภาระการกลายพันธุ์ของเนื้องอกและการนำเสนอเนโอแอนติเจนมีความสัมพันธ์กับความสามารถในการกระตุ้นภูมิคุ้มกัน
• ระบบเพาะเลี้ยงร่วมที่มีเซลล์ภูมิคุ้มกันช่วยให้สามารถประเมินการทำงานของภูมิคุ้มกันต้านเนื้องอกได้
• ความสมบูรณ์ของเส้นทางการส่งสัญญาณอินเตอร์เฟอรอน-แกมมาทำนายความไวต่อการรักษาด้วยภูมิคุ้มกันบำบัด
• กลไกการต้านทานรวมถึงข้อบกพร่องในการนำเสนอแอนติเจนสามารถจำลองได้ในหลอดทดลอง

แผงเซลล์ไลน์มะเร็งผิวหนังเมลาโนมา SK-MEL

ซีรีส์ SK-MEL ประกอบด้วยเซลล์ไลน์เมลาโนมาหลายชนิดที่ได้มาจากผู้ป่วยและตำแหน่งการแพร่กระจายที่แตกต่างกัน ซึ่งให้ชุดที่หลากหลายสำหรับการศึกษาความหลากหลายของการตอบสนองต่อการรักษาด้วยภูมิคุ้มกัน เซลล์ไลน์เหล่านี้มีความแตกต่างกันในแง่ของการกลายพันธุ์ที่เป็นตัวขับเคลื่อน การแสดงออกของเครื่องหมายภูมิคุ้มกัน และความไวต่อการรักษาทั้งแบบเฉพาะเจาะจงและแบบที่ใช้ภูมิคุ้มกัน

เซลล์ SK-MEL-28ของเรา(300337)มีกลายพันธุ์ BRAF V600E ซึ่งพบในประมาณ 50% ของมะเร็งผิวหนังเมลาโนมา สายพันธุ์นี้แสดงระดับ PD-L1 ปานกลาง และถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างการรักษาที่มุ่งเป้าไปที่ BRAF และภูมิคุ้มกันบำบัด

เซลล์ SK-MEL-5 (300157)มี BRAF V600E เช่นกัน แต่แสดงคุณสมบัติทางภูมิคุ้มกันที่แตกต่างกัน ทำให้สามารถศึกษาเปรียบเทียบว่าพื้นฐานทางพันธุกรรมมีอิทธิพลต่อการรับรู้ของระบบภูมิคุ้มกันอย่างไรเซลล์ SK-MEL-1 (300424) และเซลล์ SK-MEL-2 (300423)เป็นเซลล์มะเร็งผิวหนังชนิด BRAF wild-type ที่มีสถานะ NRAS แตกต่างกัน

สำหรับการวิจัยเกี่ยวกับมะเร็งผิวหนังเมลาโนมาในวงกว้างเซลล์ A375ของเรา(300110)ให้แบบจำลองเพิ่มเติมที่มี BRAF-กลายพันธุ์พร้อมคุณสมบัติทางภูมิคุ้มกันที่ได้รับการอธิบายไว้อย่างดี

การแสดงออกของ PD-L1 และการตอบสนองต่อการยับยั้งจุดตรวจภูมิคุ้มกัน

การแสดงออกของโปรแกรมพีดี-ไลแกนด์ 1 (PD-L1) บนเซลล์มะเร็งทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่สำคัญสำหรับการตอบสนองต่อตัวยับยั้งจุดตรวจ แม้ว่าจะมีค่าการทำนายที่ไม่สมบูรณ์ก็ตาม สายพันธุ์ SK-MEL แสดงการแสดงออกของ PD-L1 ที่แตกต่างกันซึ่งสามารถถูกกระตุ้นเพิ่มเติมโดยอินเตอร์เฟอรอน-แกมมา ซึ่งเลียนแบบกลไกการต้านทานภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวที่พบในเนื้องอกของผู้ป่วย

การวัดปริมาณ PD-L1 บนพื้นผิวด้วยวิธีโฟลไซโตเมทรีช่วยให้สามารถจำแนกระดับการแสดงออกของ PD-L1 ในเซลล์ SK-MEL สายพันธุ์ต่างๆ ได้ การแสดงออกของ PD-L1 แบบคงที่มีตั้งแต่ระดับต่ำถึงปานกลาง โดยเมื่อได้รับการรักษาด้วย IFN-γ (10-50 นาโนกรัม/มิลลิลิตร เป็นเวลา 24-48 ชั่วโมง) จะทำให้ระดับ PD-L1 เพิ่มขึ้นอย่างมากในเซลล์สายพันธุ์ที่ตอบสนองต่อการรักษา

การกระตุ้น PD-L1 โดย IFN-γ บ่งชี้ถึงการส่งสัญญาณอินเตอร์เฟอรอนที่สมบูรณ์ ซึ่งมีความสัมพันธ์กับความไวต่อสารยับยั้งจุดตรวจภูมิคุ้มกัน เส้นที่มีสัญญาณ JAK-STAT ที่บกพร่องจะแสดงการกระตุ้น PD-L1 ที่ลดลงและมักแสดงการดื้อต่อภูมิคุ้มกันบำบัด ซึ่งจำลองกลไกการดื้อที่เกี่ยวข้องทางคลินิก

ระบบเพาะเลี้ยงร่วมระหว่างเนื้องอกกับภูมิคุ้มกัน

การประเมินการทำงานของภูมิคุ้มกันต้านเนื้องอกจำเป็นต้องใช้ระบบเพาะเลี้ยงร่วมที่เอื้อให้เกิดปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ SK-MEL กับตัวกระตุ้นภูมิคุ้มกัน เซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดโมโนไซทิก (PBMCs) หรือประชากรเซลล์ T ที่ผ่านการแยกบริสุทธิ์สามารถเพาะเลี้ยงร่วมกับเซลล์มะเร็งผิวหนังเมลาโนมาเพื่อประเมินการฆ่าเซลล์โดยกลไกภูมิคุ้มกัน

การทดสอบความเป็นพิษต่อเซลล์วัดการฆ่าเป้าหมาย SK-MEL โดยเซลล์ T ผ่านการอ่านค่าต่างๆ รวมถึงการปล่อยโครเมียม การปล่อยแลคเตทดีไฮโดรจีเนส (LDH) หรือการติดตามการต้านทานแบบเรียลไทม์ การเพิ่มแอนติบอดีที่จุดตรวจเข้าไปในวัฒนธรรมร่วมเหล่านี้สามารถเพิ่มความเป็นพิษต่อเซลล์ของเซลล์ T ซึ่งให้การตรวจสอบการทำงานของการปิดกั้นแกน PD-1/PD-L1

การทดสอบการปล่อยไซโตไคน์วัดการหลั่ง IFN-γ, TNF-α, granzyme B และ perforin โดยเซลล์ T เมื่อเพาะเลี้ยงร่วมกับเซลล์ SK-MEL การผลิตไซโตไคน์ที่เพิ่มขึ้นบ่งชี้ถึงการกระตุ้นเซลล์ T ที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งอาจทำนายการตอบสนองต่อการรักษาด้วยภูมิคุ้มกันในร่างกายได้

การเพาะเลี้ยงร่วมของสเฟียรอยด์สามมิติสามารถจำลองสภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอกได้ดีกว่า โดยรวมข้อจำกัดด้านพื้นที่ที่มีอิทธิพลต่อการแทรกซึมและการทำลายของเซลล์ T สเฟียรอยด์ SK-MEL ที่เพาะเลี้ยงร่วมกับเซลล์ T ช่วยให้สามารถมองเห็นการแทรกซึมของเซลล์ภูมิคุ้มกันและการทำลายเซลล์เป้าหมายภายในโครงสร้างที่คล้ายเนื้องอกได้

การนำเสนอแอนติเจนและการรับรู้เนโอแอนติเจน

ภูมิคุ้มกันต้านเนื้องอกที่มีประสิทธิภาพต้องอาศัยการรับรู้เซลล์เนื้องอกผ่านการนำเสนอแอนติเจนของเนื้องอกโดยคอมเพล็กซ์ความเข้ากันได้ทางเนื้อเยื่อหลัก (MHC) ต่อเซลล์ T สายพันธุ์ SK-MEL มีความแตกต่างในการแสดงออกของ HLA คลาส I ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อการรับรู้ของระบบภูมิคุ้มกันและการตอบสนองต่อตัวยับยั้งจุดตรวจภูมิคุ้มกัน

การวิเคราะห์การจำแนก HLA และการแสดงออกเป็นตัวกำหนดความสามารถในการนำเสนอแอนติเจนของแต่ละสายพันธุ์ SK-MEL การสูญเสีย HLA class I ผ่านการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม (การกลายพันธุ์ของ β2-microglobulin, การลบยีน HLA) หรือการปิดเสียงทางอีพิเจเนติก เป็นกลไกการต้านทานการบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันที่พบบ่อยซึ่งสามารถจำลองได้โดยใช้สายพันธุ์ SK-MEL เฉพาะ

อัลกอริทึมการทำนายเนโอแอนติเจนวิเคราะห์ภูมิทัศน์ของการกลายพันธุ์ของสายพันธุ์ SK-MEL เพื่อระบุแอนติเจนเฉพาะของเนื้องอกที่เป็นไปได้ สายพันธุ์ที่มีภาระการกลายพันธุ์สูงกว่ามักจะมีเนโอแอนติเจนมากกว่า ซึ่งสัมพันธ์กับการตอบสนองต่อภูมิคุ้มกันและการตอบสนองต่อตัวยับยั้งจุดตรวจที่สูงขึ้น

การสร้างแบบจำลองกลไกการต้านทาน

การเข้าใจการต้านทานต่อภูมิคุ้มกันบำบัดมีความจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการพัฒนา стратегииเพื่อเอาชนะการล้มเหลวของการรักษา เซลล์ SK-MEL สามารถนำมาใช้เป็นแบบจำลองสำหรับกลไกการต้านทานทั้งแบบต้นกำเนิดและแบบได้มา

การกลายพันธุ์ของ JAK1/2 ทำให้การส่งสัญญาณ IFN-γ ที่จำเป็นสำหรับการเหนี่ยวนำ PD-L1 และการฆ่าเซลล์โดยเซลล์ T ถูกขัดขวาง สายพันธุ์ SK-MEL ที่มีการกลายพันธุ์ของ JAK ที่ถูกออกแบบขึ้นเป็นแบบจำลองของกลไกการดื้อต่อยาและช่วยให้สามารถคัดกรองกลยุทธ์เพื่อฟื้นฟูความไวต่อยาได้

การสูญเสีย β2-microglobulin จะกำจัดการแสดงออกของ HLA class I บนพื้นผิว ทำให้เซลล์มะเร็งไม่สามารถมองเห็นได้โดยเซลล์ T ที่มีพิษต่อเซลล์กล้ามเนื้อ (cytotoxic T cells) กลไกนี้เกิดขึ้นในประมาณ 30% ของมะเร็งผิวหนังที่ดื้อต่อการรักษาด้วยภูมิคุ้มกันบำบัด และสามารถจำลองได้ผ่านการลบยีนด้วย CRISPR ในสายพันธุ์ SK-MEL

ผลิตภัณฑ์ที่แนะนำสำหรับการวิจัยภูมิคุ้มกันบำบัดเมลาโนมา:

• เซลล์ SK-MEL-28 (300337)- เมลาโนมา BRAF V600E
• เซลล์ SK-MEL-5 (300157)- เมลาโนมาที่มีการกลายพันธุ์ของ BRAF
• เซลล์ SK-MEL-1 (300424)- มะเร็งผิวหนังชนิด BRAF ชนิดปกติ
• เซลล์ SK-MEL-2 (300423)- แบบจำลองมะเร็งผิวหนังทางเลือก
• เซลล์ A375 (300110)- สายเซลล์เมลาโนมาที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย