Drainerend lymfekliermetastasemodel voor het beoordelen van de dynamiek van antigeenspecifieke CD8⁺ T-cellen tijdens tumorigenese

Kankerimmunotherapie, met name de immuuncheckpointblokkade (ICB), heeft een revolutie teweeggebracht in^{kankertherapie.} ICB blokkeert de co-remmende immunoreceptoren (zoals PD-1, Tim-3, LAG-3 en TIGIT), die sterk tot expressie komen in uitgeputte CD8⁺ T-cellen in de tumormicro-omgeving (TME), wat leidt tot de revitalisering van uitgeputte CD8⁺ T-cellen². Gezien de heterogeniteit van uitgeputte CD8⁺ T-cellen, bleek uit het verzamelen van bewijs dat tumorspecifieke CD8⁺ T-cellen afkomstig uit de periferie, inclusief drainerende lymfeklieren (dLN), maar niet in TME, de werkzaamheid van ICB ^3,4,5,6,7,8 mediëren. Onlangs werd bevestigd dat van TdLN afgeleide TCF-1^{+TOX-tumorspecifieke} geheugen-CD8⁺ T-cellen (TdLN-T_TSM) de echte responders op ICB zijn, die verschillende functionele eigenschappen van conventionele geheugen-T-cellen belichamen en verder kunnen uitbreiden en differentiëren tot uitgeputte cellen van het nageslacht bij ICB-behandeling⁹. Al met al bevestigden deze bevindingen het belang van LN bij het opbouwen van antitumorimmuniteit.

Lymfeklieren fungeren als een kritieke plaats bij het vergemakkelijken van de priming en activering van tumorspecifieke CD8⁺ T-cellen door zowel structurele basis als biologische signalen te leveren¹⁰. Verschillende soorten kankercellen zaaien vaak schildwachtklieren (SLN, de eerste LN die een primaire tumor afvoert) voordat ze systematisch worden verspreid¹¹. De aanwezigheid van SLN-metastase is gekoppeld aan een slechte uitkomst bij kanker bij de mens en preklinische modellen toonden aan dat tumorcellen in TdLN zich konden verspreiden naar verre organen via zowel de lymfevaten als de bloedvaten van de knoop 12,13,14,15. SLN-biopsie vertegenwoordigt nu een standaardprocedure om latere behandelingsbeslissingen te begeleiden bij veel solide tumortypes, waardoor onnodige resectie van niet-betrokken LN^16,17 zou kunnen worden voorkomen. Zelfs voor de betrokken LN blijft het controversieel of en wanneer chirurgische resectie nodig is, aangezien verschillende onderzoeken hebben aangetoond dat de verwijdering van regionale LN geen verbeterde algehele overleving vertoonde in vergelijking met degenen die bestraling of systemische therapie kregen zonder regionale LN-resectie^18,19. Een interpretatie is dat gemetastaseerd LN (mLN) met microscopische ziekte enig vermogen kan behouden om immuuncellen op te voeden en enkele therapeutische voordelen te bieden. Het is dus van cruciaal belang om op te helderen hoe LN-metastase de antitumor-immuunrespons beïnvloedt, met name de eigenschappen en functies van TdLN-T_TSM.

Tot nu toe hebben zowel preklinische als klinische gegevens enkele structurele en cellulaire veranderingen in mLN²⁰ aan het licht gebracht. De dynamische veranderingen van tumorspecifieke CD8⁺ T-cellen tijdens LN-metastasen zijn echter niet afgebakend. Daarom is het ontwikkelen van een overtuigend model van LN-metastase nodig voor verder onderzoek. Inderdaad, verschillende studies hebben mLN-muismodellen op verschillende manieren gerapporteerd 14,21,22. Spontane metastase in axillaire LN’s werd bijvoorbeeld uitgevoerd door de implantatie van 4T1-borstkankercellen in het borstvetkussen²². In een andere studie genereerden Reticker-Flynn et al. melanoomcellijnen met een hoge incidentie van verspreiding van onderhuidse primaire tumor naar LN’s door seriële inoculatie van tumorcellen gekweekt uit gedissocieerde mLN-weefsels (negen rondes)¹⁴. Een ander veelgebruikt model werd bereid door de injectie van tumorcellen in de voetzool en de gemetastaseerde loci zouden worden gevormd in popliteale LN²². Het is met name moeilijk om de precieze tijdstippen van interventie te evalueren, omdat de LN-metastase in deze modellen niet altijd trouw is.

In de huidige studie werd een LN-metastatisch model bij muizen opgesteld door de intranodale injectie van B16F10-GP-cellen^23,24, gegenereerd door CRISPR/Cas9-gemedieerde insertie van de gensequentie van het LCMV-virusglycoproteïne (GP) in het genoom van B16F10-cellijn⁹. Vervolgens werden deze muizen overgebracht met P14-cellen die transgene T-celreceptoren (TCR’s) herbergen, die specifiek het H-2D^b GP_33-41 epitoop^25,26 herkennen en de systemische en lokale dynamiek van antigeenspecifieke CD8⁺ T-cellen tijdens LN-metastasen kon worden onderzocht. Onze experimentele opzet biedt een bruikbaar model voor de studie van immuunresponsen, met name de antigeenspecifieke CD8⁺ T-cellen tijdens de LN-metastase, die de verstoring van CD8⁺ T-cellen van omstanders uitsluit. Deze resultaten zouden van invloed zijn op de klinische behandelingsopties voor het verwijderen of behouden van het mLN en een nieuw licht werpen op de manipulatie van mLN om maximale therapeutische voordelen te bereiken.