Immune Response Modulation by Tumor

Çiğdem BOZ
112204008
1
 Glikosfingolipidler (GSL) :GSL, normal dokularda yaygın olarak ifade edilen lipid açısından
zengin moleküller olduğu düşünülmüş bu yüzden de sadece hücre membranlarının yapısal
bileşenleri olarak kabul edilmekteydi
 Bu çalışmada proliferasyon, farklılaşma, viral transformasyon ve ontogenez dahil hücresel
fizyoloji üzerinde kritik etkilere sahip olduğu kabul edilmektedir. Zamanla bir ço yayın bunu
desteklemiştir.
 Buna ek olarak, insan kanserlerinin büyük bir çoğunluğunda ebeveyn normal hücrelere
kıyasla GSL kompozisyonu değiştirilmiştir.
 Bu değişiklikler hem tümör sağkalımına katkıda bulunabilir hem de anti-tümör bağışıklığı
üzerinde çarpıcı etkiler sergileyebilir.
 Bu derlemede, tümör tarafından salgılanan GSL ile immün modülasyon mekanizmaları
tartışılmıştır.
Giriş
 1800'lerin sonlarında JLW Thudichum tarafından insan beyninden ilk glikosfingolipid
izolasyonu gerçekleştirilmiştir.
 İnsan kanserlerinin büyük bir çoğunluğu, ebeveyn normal hücreleriyle karşılaştırıldığında GSL
kompozisyonunda çarpıcı farklılıklar sergilemektedir.
 Bu değişiklikler hem tümör sağkalımına katkıda bulunabilir hem de anti-tümör bağışıklığı
üzerinde çarpıcı etkiler sergileyebilir.
 Bu derlemede, GSL aracılı immün modülasyon mekaniz.malarını açıklanmıştır
• Şekil 1: GSL'nin yapısal özellikleri ve değişkenliği.
• "Prototip" gangliosid olan GM1
(monosialotetrahexosylganglioside), bir sialik asit kalıntısı
içeren gangliosid ganglio serisinin bir üyesidir.
• A, GS1 yapısı örneği olarak GM1. GSL'nin (karbonhidrat ve
seramid parçalarının) amfipatik davranışını oluşturan farklı
bileşenler ve "İşlevsel Glikokimyasal Konsorsiyum" önerileri
uyarınca eşdeğer şematik gösterimi sergilenmektedir.
•
B, Tümörlerde değişime uğramış ana memeli GSL serisi için
isimler ve yapı dizileri.
• Galactose(Gal)
• Glucos(Gul)
• N-acetylgaloctosamine (GlcNAc)
• N-acetylglucosamine (GalNAc)
• N-acetylneuraminic acid (Neu5Ac or NANA).
 Şekil2: GSL, seramid alanına bağlı en yakın nötr
glikosidik sekanslara dayalı olarak sınıflandırılır.
 GSL'nin her bir grubu, sırasıyla seramide karbonhidrat
ekleyen farklı biyosentetik yolaklar boyunca
metabolik ara maddeler olarak "seriler" olarak bilinir.
 Bu nötr çekirdek yapıları, N-asetil nöraminik asit
(sialik asit) kalıntıları da dahil olmak üzere değişken
sayıda molekül ekleyerek daha da uzayabilir.
 Spesifik tümörlerle korele olan major GSL, çoğunlukla
dört seriye aittir: lacto-, neolacto, globo- ve ganglio
serileri.
 Şekil 1b bu dört ana serinin çekirdek dizilerini
sergilemektedir.
 GSL sentezinin genel mekanizmaları.
 GSL doğrudan genlerin ürünü değildir.
 Bunun yerine, çeşitli integral membran glikosiltransferazlardan oluşan karmaşık bir dizi biyosentetik yollarla
sentezlenirler.
 Ökaryotik GSL sentezi lipofilik seramid kuyruk oluşumu ile endoplazmik retikulumda (ER) başlar.
 Seramidin 1-hidroksiline bir galaktoz (ER'in luminal yüzünde) veya bir glikoz kalıntısının (ER'nin sitoplazmik yüzündeki
ve erken Golgi kompleksinin) β-ilavesi sırasıyla GalCer veya GlcCer üretir.
 Birçok LacCer, bir hücredeki GSL kompozisyonunu ekspresyonu ve hücre içi dağılımı ile tanımlayan bir dizi
glikosiltransferaz tarafından Golgi lümeninde daha da uzatılır.
 Bu enzimler, transkripsiyonel veya translasyonel seviyede düzenlenir [16-18].
 Ek düzenleme, şeker nükleotidlerinin ve öncü alıcıların bulunması yoluyla oluşur, çünkü farklı enzimler aynı substrat için
rekabet edebilir.
 Dahası, farklı GSL glikosiltransferazlar, ara yapılar serbest bırakmadan tercih edilen son ürüme ilerlemeyi sağlayan
fonksiyonel "multiglikosiltransferaz" kompleksleri oluşturmak üzere birleşebilirler [19].

 Tümörlerde GSL sentezindeki değişiklikler. Başarısız GSL glikozilasyonu, tümörlerde sık görülür
(bakınız Şekil 2 [2]).
 Değişiklikler, bazı GSL'nin öncüllerin birikimi ile eksik sentezinden kaynaklanabilir.
 Normal biyosentetik yolaktaki erken dallanma noktası değişiklikleri, GSL yapısının bir sınıfının
miktarını etkileyebilir ve bir başkasının baskınlığının ortaya çıkmasına izin verebilir.
 Epigenetik değişiklikler, gastrointestinal tümörlerde spesifik transferazların (örneğin B4GalNAcT2,
ST3Gal6, ST6GalNAc6 ve GlcNAc6ST) ekspresyonunu azaltarak transferaz konserinin enzimatik
aktivitesini değiştirerek normal hücrelerde veya dokularda da minimal veya mevcut olmayan GSL'nin
"yeni sentezi" ni geliştirir Tümörlerde anormal GSL'ye yol açar [20].
 Geri dönüşüm yollarının artması nedeniyle tümörlerde sapkın GSL glikozilasyonu da ortaya
çıkabilir. İnsanlar, N-asetilnöraminik asidi (Neu5Ac) Nglikolilnöraminik aside [30]
dönüştürmek için enzimden yoksun olsa da, diyetle alım, Neu5Gc'yi taşıyan glikokonjugatlar
üzerinde endositlenmiş Neu5Gc'yi lizozomal siyalidaz aktivitesi ile sağlar.
 Bu serbest Neu5Gc daha sonra sitozole taşınır,
 Çekirdeğin sitidine trifosfat (CTP) ile yeniden aktivasyonu [31] ve tercihen tümörler
tarafından [32] kullanılır. Böylece, her zamanki Neu5Ac molekülü, Neu5Gc ile değiştirilir, bu
da tümörlerde Neu5Gc'nin anormal şekilde eksprese edilmesine yol açar.
 Tek bir oksijen atomu ile Neu5Ac'den farklı olan bu molekülün, büyüme pirolizi ve anjiyojenik
sinyaller aracılığıyla tümör progresyonunu kolaylaştıracak düşük dereceli kronik
enflamasyonu sürdürdüğü gösterilmiştir [33].
 GSL dökülmesi ve alım farklı tümörlü hastalarda artmış anormal GSL düzeyleri mevcuttur.
 Tümörlerin ekstraselüler alana GSL'yi dökebileceği fikri serum seviyelerinde sialik asit içeren GSL'nin yükseldiği göğüs kanseri hastalarında
yaklaşık 40 yıl önce gözlemlenmektedir .
Şekil 3:Malign Melanom
 Portoukalian ve diğ. Daha sonra, melanomlarla aynı GSL kulübesinin de melanom hastalarının eritrosit plazma membranlarında zengin
olduğunu bulmuştur .
 Bu ilişkisel bulgular, düzensiz GSL sentezi ve dökülme için klinik bir uygunluk olduğunu ileri sürdü.
 Aslında, tanı sırasında nöroblastomlu hastalarda artmış dolaşımdaki GD2 düzeyleri, daha hızlı hastalık ilerlemesi ve daha düşük sağkalım
oranı ile korele olmuştur.
 Şekil 4: Tümör hücreleri tarafından
GSL salınmasının farklı mekanizmaları
ve komşu hücreler tarafından tutulumu.
 Yüksek konsantrasyonda
bir tümör hücresi (donör) tarafından
üretilen GSL'nin önemli bir kısmı,
monomerler (1), misel (2) şeklinde
bulunan hücre dışı ortama salınır veya
örneğin Lipoprotein parçacıkları (3)
ve zar vesikülleri (4), bu GSL formların
her biri ile diğer hücrelerin
plazma membranı (alıcı) arasında
potansiyel olarak aktarılabilir.
 GSL dökülme ve alımın fizyolojik önemi
bilinmemektedir.
 GSL dökülmesi molekülleri aktararak donör
ve / veya alıcı hücre üzerindeki çeşitli yüzey
özelliklerini değiştiren bir mekanizma sağlar .
 İkili oda kültürü deneyleri, lenfoma(lenf kanseri) ve medulloblastoma(beyin kanseri) hücre çizgilerinden salınan
GSL'nin insan fibroblastlarına hücreden hücreye aktarımını belgelemektedir.
 İlginçtir, GSL sentezinin inhibitörleri, potansiyel olarak biyolojik açıdan aktif GSL'nin tümörden atılmasını ve
transferini azaltmaktadır [85] ve ayrıca, fare melanomlarının tümörler oluşturma kabiliyetini de azalttı [86].
 Kanser için immünoterapilerin ortaya çıkışı, dayanıklı klinik yanıtlarla sonuçlandı ve bağışıklık yanıtlarının kanser
ilerlemesini önleyebileceğini doğruladı [89].
 Tümör hücrelerinin immün eliminasyonu, kötü tanınmış tümör hücreleri için seçilir ve bu, tümör immünosüpressif
bir ortam oluşturduğunda nihayetinde imünimden kaçabilir.
 Bağışıklık sürveyansından kaçınmak için tümörler tümör progresyonu için uygun bir çevreye yol açacak şekilde
farklı GSL salabilirler.
 Tümör tarafından salınan GSL, infiltre eden immün hücrelerin doku kompozisyonunu değiştirebilir ve
fonksiyonlarını inhibe edebilir ve tümör kaçmasına izin verebilir.
 Doğal bağışıklık sisteminin, monositler, makrofajlar ve dendritik hücreler dahil olmak üzere
tümör hücrelerini direkt olarak tümör hücrelerini öldürerek kontrol eder, adaptif immün
hücreleri alıp ayıran enflamatuar mediatörleri salgılar ve tümör antijenlerini T hücrelerine
sunar .
 Bununla birlikte, doğal immün hücrelerin antitümör fonksiyonları, genel olarak GSL ile ve
özellikle tümör hücrelerinde bulunan değiştirilmiş GSL ile inhibe edilmektedir (bkz. Şekil 5,
bölüm "1" ve "2").
 Özetle, tümörlerdeki GSL disregülasyonu, çeşitli makrofaj ve DC işlevlerine müdahale
ederek T hücresinin tanınmasını önleme görevini görür.
 B hücreleri, tümör ortamında, efektör hücreler tarafından öldürülmesi için tümörü hedefleyen antitümör
antikorlar üretir.
 İn vitro çalışmalar, GM2 gangliozitinin, izole B hücrelerinde, endojen IL-10 (İnsan sitokin sentezi inhibe edici
faktör (CSIF) olarak da bilinen interlökin 10 (IL-10), bir anti-inflamatuvar sitokin)ve TNF-α üretimini inhibe ederek
spontan immünoglobülin üretimini inhibe ettiğini göstermektedir .
 Glikolipidler (GM1, GD1a, GD1b, GQ1b, Asialo GM1 ve sülfatidler) bunlara karşı üretilen antikorlar.
 Bahsedilen glikolipidler, IgG, IgM ve IgA üretimini inhibe ederek B hücrelerini de etkileyebilir; Bununla birlikte
etki, T hücrelerinin veya izole monositlerin GD1b veya GT1b ile tedavisinin T hücreleri ve monositleri
değiştirmesinden dolaylıdır.
 GD1b, CD4 T hücrelerinden IL-6 ve IL-10 üretiminin azalmasına neden olmuştur .
 GT1b, monositlerde de benzer bir etkiye sahiptir . Bu gangliosidle muamele edilmiş T hücreleri veya monositleri B
hücreleri ile birlikte kültürlendiğinde, antikor üretimi azalır.
 Aksine, GQ1b [112] ve GD1a [113], sırasıyla GD1b ve GT1b'nin etkilerine ters etki edebilir ve böylece insan
Periferik kan mononükleer hücresi (PBMC;yuvarlak bir çekirdeği olan herhangi bir periferik kan hücresidir. Bu
hücreler, lenfositlerden (T hücreleri, B hücreleri, NK hücreleri) ve monositlerden oluşur)) PBMC'sinin Ig üretimini
artırabilir.
 TNF-α ilavesi bu inhibisyonlara karşı müdahale edebilir. Birlikte ele alındığında, bu çalışmalar, GSL'nin antitümör
Ig üretimini olumsuz etkileyebileceğini göstermektedir (bkz. Şekil 4, bölüm "3"), ancak bunların B hücresi antijen
sunumundaki etkileri belirlenmemiştir.
 Şekil 5: GSL, bağışıklık hücrelerinin anti-tümör
aktivitesini modüle eder. Farklı bağışıklık hücreleri,
çoklu mekanizmalar yoluyla tümör hücresi ölümünü
teşvik etmek için uyumlu bir şekilde hareket eder.
 Bu mekanizmaların birçoğu tümör hücrelerinden
dökülen GSL tarafından olumsuz etkilenir. Örneğin
GSL, makromfajlardan kostimülatör moleküllerin ve
proinflamatuvar sitokin salınımını etkileyebilir (1).
 Buna ek olarak, GSL, antijene spesifik T hücre
aktivasyonunu desteklemek için dendritik hücre
özelliklerine müdahele eder (2).
 B hücrelerinde spontan antikor üretimi (3) GSL
tarafından da engellenir.
 Antijene spesifik aktivasyon, IFN-γ üretimi ve IL-2
aracılı T hücre genişlemesi de dahil olmak üzere, T
hücrelerinin oluşumunu ve aynı zamanda granül
ekzositoz aracılı sitotoksisitesini olumsuz
etkilemektedir (5).
 Çeşitli GSL'nin NKT hücre aktivasyonunu önlediği
gösterilmiştir (6). Yeşil oklar, bağışıklık hücreleri
tarafından gerçekleştirilen eylemleri temsil ederken,
kırmızı çizgiler GSR salınımı aracılı etkileri
göstermektedir.
 T hücrelerinin antijen spesifik aktivasyonu, fonksiyonları bazı GSL'den etkilenen DC, makrofajlar ve bazı B
hücreler gibi antijen sunan hücrelerin (APC) aktif katılımını gerektirir.
 DC'nin gangliyon ve ön tutulmasına karşı koruyucu tutulma naif T hücrelerine yanıt vermek proliferasyonun
azalmasına ve buna bağlı olarak daha az IFN-γ üreten hücrelere (tip-1) ve IL-4 üreten hücrelere (tip-2) yol açar
[106].
 T hücrelerinin antijen spesifikasyonu aktivasyonunda yer alan moleküller olaylar arasında, T hücresi üzerindeki IL-
2'nin hücre yüzeyi reseptörüne (IL-2R) bağlanması, hücre döngüsünün G1 kontrol noktalarına geçmek için ve DNA
sentezini ve replikasyonunu başlatır .
 Beyin kökenli gangliyozitler, aktifleştirilmiş insan T hücrelerinde IL-2 gen transkripsiyonunu bloke ederek ve
retinoblastoma proteininini (RB, hücre döngüsü ilerlemesinin regülatörü) fosforilasyonunu önleyerek, bu olaylara
müdahele edebilir .
 Doğal öldürücü T hücreleri. Antitümör aktivite gösterilen başka bir hücre türü, doğal katil T (NKT) hücreleridir
(Şekil 4, kısım "6").
 Bu T hücreleri yapısal olarak MHC I moleküllerine benzeyen hücre yüzeyi glikoproteinleri olan CD1 moleküllerinde
sunulan çeşitli dış kaynaklı ve endojen lipid ve glikolipid antijenlerini tanımaktadır .
 Aktivasyon üzerine NKT hücreleri, tümörlere karşı bağışıklık tepkilerini etkileyebilen sitokinleri üretir. Her ne
kadar GD3 melanomda GD3 reaktif NKT hücre yanıtı indirebilir , yumurtalık kanserinde NKT hücre aktivasyonunu
önlediği bulunmuştur.
 GM3 ayrıca NKT hücresi için GD3 yanıtında inhibitör bir ligand görevi görür .
 Sıçan T hücresi lenfoma hattı L5178Y-R'den salınan Asialo-GM2, NKT hücresinin tanınmasını önleyen başka bir
glikosfingolipiddir .
 GSL, plazma membranlarının dış broşürünün bileşenleri olup, hücresel etkileşimde çok sayıda olaya katılırlar.
 Farklı GSL yapıları, çeşitli mekanizmalarla ince ayarlanmış olan Golgi'daki karmaşık biyosentetik süreçler dizisi yoluyla







üretilir.
Tümörler, GSL içeriğinde çeşitli değişiklikler sunar. Eşit derecede önemli olan GSL aktif olarak tümör hücrelerinin
membranından salınır ve bağışıklık hücrelerini bağışıklık hücrelerini, birden fazla mekanizma yoluyla işlevlerini
etkilemek üzere bağlayabilir; bu da antitümör bağışıklığın bozulmasına ve tümörün bağışıklık kaçışına izin vermeye
güçlü bir etkiye sahiptir.
Düşük seviyelerde normal hücrelerde oto-antijenler mevcut olduğu için GSL zayıf şekilde immünojeniktir.
Birkaç yıl içinde, anti-gangliosid bağışıklık tepkilerini teşvik etmeyi amaçlayan farklı stratejiler farklı başarı ile incelendi.
Anahtar delikli limpet hemomüen gibi adjuvanlara kon- trol edilen GSL ile doğrudan aşılamanın yanı sıra anti-idiotipik
antikorlar , kimerik T hücreleri , genetik olarak tasarlanmış antikorlar [145] ve GSL-taklit eden peptidler [146] gibi diğer
yaklaşımlar Tahlil edilmiştir.
Bu çeşitli stratejiler çok geniş kapsamlı olarak incelenmiştir . Başarılı bağışıklık hücresi veya antikor tepkileri yine GSL,
tümör hücrelerini hedefleyip öldürmekle kalmaz, aynı zamanda bu moleküllerin biyoayrarlanımı da azaltır.
Bu konsept ile ilgili olarak, hayvan kanser modellerinde GSL sentez inhibisyonunun umut verici kullanımı, örneğin Nbutildimoksinojirimisin (glukozilceramid sintaz için klinik olarak onaylanmış bir inhibitör) ile GSL biyosentezini
hedeflemenin daha fazla araştırılabileceği fikrini desteklemektedir
Tümör hücrelerinin GSL metabolizmasına müdahale etmeyi ve GSL dökülmesini modüle etmeyi ve dolayısıyla GSL'nin
immünomodülatör etkilerini azaltmayı amaçlayan terapötik bir yaklaşım olarak insan kanserini önlemeyi amaçlıyor.
 Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüleri (AR59126) ve Joseph B. Gould Vakfı tarafından
desteklenmiştir.