Drenerende lymfeknutemetastasemodell for å vurdere dynamikken til antigenspesifikke CD8⁺ T-celler under tumorigenese

Kreftimmunterapi, spesielt immunsjekkpunktblokaden (ICB), har revolusjonert kreftbehandling¹. ICB blokkerer de koinhibitoriske immunreseptorene (som PD-1, Tim-3, LAG-3 og TIGIT), som er sterkt uttrykt i utmattede CD8 ⁺ T-celler i tumormikromiljøet (TME), noe som fører til gjenopplivning av utmattede CD8 ⁺ T-celler². Tatt i betraktning heterogeniteten til utmattede CD8 ⁺ T-celler, viste akkumulerende bevis at tumorspesifikke CD8 ⁺ T-celler avledet fra periferien, inkludert drenering av lymfeknute (dLN), men ikke i TME, medierer effekten av ICB 3,4,5,6,7,8. Nylig ble TdLN-avledede TCF-1 ⁺ TOX-tumorspesifikke CD8 ⁺ T-celler (TdLN-T_TSM) bekreftet å være de ekte responderne på ICB som legemliggjør flere funksjonelle egenskaper til konvensjonelle minne T-celler og kan ytterligere utvide og differensiere til avkom, utmattede celler ved ICB-behandling⁹. Samlet sett bekreftet disse funnene betydningen av LN i montering av antitumorimmunitet.

Lymfeknute fungerer som et kritisk sted for å lette priming og aktivering av tumorspesifikke CD8 ⁺ T-celler ved å gi strukturelt grunnlag så vel som biologiske signaler¹⁰. Flere typer kreftceller frø ofte vaktpostlymfeknute (SLN, den første LN som drenerer en primærtumor) før systematisk spredning¹¹. Tilstedeværelsen av SLN-metastase er knyttet til dårlig utfall i human kreft, og prekliniske modeller viste at tumorceller i TdLN kunne spre seg til fjerne organer gjennom både lymfekar og blodkar i noden 12,13,14,15. SLN-biopsi representerer nå en standardprosedyre for å veilede etterfølgende behandlingsbeslutninger i mange solide tumortyper som kan unngå unødvendig reseksjon av uinvolvert LN^16,17. Selv for den involverte LN er det fortsatt kontroversielt om og når kirurgisk reseksjon er nødvendig, da flere studier har vist at fjerning av regional LN ikke viste forbedret totaloverlevelse sammenlignet med de som fikk stråling eller systemisk behandling uten regional ^{LN-reseksjon 18,19}. En tolkning er at metastatisk LN (mLN) med mikroskopisk sykdom kan beholde en viss kapasitet til å utdanne immunceller og gi noen terapeutiske fordeler. Så det er kritisk viktig å belyse hvordan LN-metastase påvirker antitumorimmunresponsen, spesielt egenskapene og funksjonene til TdLN-T_TSM.

Hittil har både prekliniske og kliniske data avslørt noen strukturelle og cellulære endringer i mLN²⁰. Imidlertid er de dynamiske endringene av tumorspesifikke CD8 ⁺ T-celler under LN-metastase ikke avgrenset. Derfor er det nødvendig å utvikle en overbevisende modell for LN-metastase for videre undersøkelse. Faktisk har flere studier rapportert mLN musemodeller på forskjellige måter 14,21,22. For eksempel ble spontan metastase i aksillære LN utført ved implantasjon av 4T1 brystkreftceller i brystfettputen²². I en annen studie genererte Reticker-Flynn et al. melanomcellelinjer med høy forekomst av spredning fra subkutan primærtumor til LN gjennom seriell inokulering av tumorceller dyrket fra dissosiert mLN-vev (ni runder)¹⁴. En annen vanlig modell ble utarbeidet ved injeksjon av tumorceller i fotputen, og metastatiske loci ville bli dannet i popliteal LN²². Spesielt er det vanskelig å evaluere de nøyaktige tidspunktene for intervensjon fordi LN-metastase i disse modellene ikke alltid er trofast.

I denne studien ble en murine LN-metastatisk modell etablert gjennom intranodal injeksjon av B16F10-GP-celler^23,24, generert ved CRISPR/Cas9-mediert innsetting av LCMV-virusglykoprotein (GP) gensekvens i genomet til B16F10-cellelinje⁹. Deretter ble disse musene overført med P14-celler som har transgene T-cellereseptorer (TCR) som spesifikt gjenkjenner H-2D^b GP_{33-41-epitopen} ^25,26 og den systemiske og lokale dynamikken til antigenspesifikke CD8 ⁺ T-celler under LN-metastase kunne undersøkes. Vår eksperimentelle design gir en nyttig modell for studiet av immunresponser, spesielt de antigenspesifikke CD8 ⁺ T-cellene under LN-metastasen som utelukker forstyrrelsen av tilskuer-CD8 ⁺ T-celler. Disse resultatene vil påvirke de kliniske behandlingsalternativene for å fjerne eller beholde mLN og kaste nytt lys over manipulering av mLN for å oppnå maksimal terapeutisk nytte.