Galectin-9 promotes an immune-suppresive microenvironment in gastric cancer
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Date
2021
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Abstract
Las inmunoterapias con anticuerpos bloqueadores de proteínas inmuno-reguladoras o ‘immune
checkpoints’ han revolucionado el tratamiento del cáncer gástrico (GC), particularmente los
anticuerpos contra el receptor PD-1. Sin embargo, la presencia de un microambiente inmunosupresor y
la redundancia entre proteínas inmuno-reguladoras podría ser responsable por el alto porcentaje de
pacientes que no presenta un beneficio clínico. Una proteína imuno-reguladora emergente es el
receptor Tim-3, una proteína de membrana capaz de promover inmunosupresión. A pesar de que este
receptor ha adquirido recientemente relevancia en el campo de la inmuno-oncología, la expresión y rol
de su ligando Galectina-9 (Gal-9) en GC aún no han sido determinados.
Se evaluó el patrón de expresión de Tim-3 y Gal-9 en el transcriptoma adenocarcinomas gástricos de la
base de datos TCGA mediante análisis bioinformáticos (TIMER©, Cibersort y Xcell). Para evaluar el
rol de Gal-9 en células de cáncer se transfectaron líneas celulares AGS y GES-1 y se evaluó el efecto
de Gal-9 sobre su viabilidad, migración, invasión y expresión de proteínas inmuno-reguladoras.
También se utilizó Gal-9 recombinante (rhGal-9) para tratar células endoteliales de cordón umbilical
humanas (HUVEC) y evaluar su efecto sobre la capacidad angiogénica de estas células. Finalmente se
evaluó el efecto de rhGal-9 sobre cultivos primarios de linfocitos T en presencia o ausencia de
anticuerpos bloqueantes de los receptores inmuno-reguladoras PD-1 y Tim-3. Se evaluó la frecuencia
de las poblaciones de células CD8+ disfuncionales y de células T reguladoras (Treg).
Los análisis de la base de datos TCGA demostraron que los niveles de mRNA de Gal-9 y Tim-3 están
aumentados en STAD en relación a tejido gástrico sano. Los niveles de Tim-3 también presentaron un
incremento significativo en STAD invasivos. También se observó que Gal-9 y Tim-3 presentan una
correlación con otras proteínas inmuno-reguladoras como PDL-1 (el ligando de PD-1), resultado que
fue posteriormente confirmado por nuestros experimentos in vitro donde la transfección de Gal-9
aumentó la expresión de su receptor Tim-3 y de PDL-1 en células de GC. Consistente con el aumento
de los niveles de Tim-3 en tumores avanzados, Gal-9 incrementó la migración e invasión de las células
AGS y GES-1, así como también la migración y angiogénesis in vitro en HUVEC. También a través de
análisis bioinformáticos observamos una fuerte correlación positiva entre los niveles de Gal-9 y la
firma molecular de células CD8+ disfuncionales y Treg infiltrantes de tumores, sugiriendo que Gal-9
podría tener un rol en el aumento de la disfunción de células CD8+ y en la expansión de Treg en el
tumor. A través de experimentos in vitro, observamos que tanto rhGal9 como células de cáncer
transfectadas con Gal-9 aumentan la frecuencia de las poblaciones disfuncionales PD1+
Tim-3+ y
PD1+
Tim-3+
LAG3+
, así como de la frecuencia de Treg de manera Tim-3 dependiente. Estos resultados
sugieren una asociación entre la vía de Gal-9/Tim-3 y tumores más agresivos con un microambiente
más inmunosupresor. Dado que la disfunción de células T ha sido asociada a la resistencia a
inmunoterapia, evaluamos si es que Gal-9 pudiera ejercer efectos similares en presencia de un
anticuerpo αPD1. Como era esperado, el αPD1 disminuyó las poblaciones disfuncionales, sin embargo
no en presencia de rhGal-9. Esto indica que Gal-9 puede promover el fenotipo disfuncional a pesar del
bloqueo de PD1, lo cual apoya el uso de estrategias combinatorias utilizando bloqueadores de PD1 y
Tim-3 en la clínica. Debido a que Gal-9 es una proteína secretada y detectable en plasma, proponemos
que sus niveles plasmáticos podrían servir como un biomarcador para la inmunoterapia combinada
(αPD1 + αTim3). Más aún, un aumento en los niveles circulantes de Gal-9 en pacientes recibiendo la
monoterapia con αPD1 podría indicar mayor probabilidad de resistencia adquirida y momento para
iniciar la terapia combinada
Description
Tesis (Doctor in Biological Sciences with a mention in Physiology)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2021