T19-Imuno (2009) Prefessor: Arnaldo Transcrita por: Marília e Juliana Imunologia dos tumores Temas da aula: Antígenos expressados pelas células tumorais Natureza da resposta imune anti tumor Evasão da imunovigilância pelas células tumorais Aplicação da resposta imune na imunoterapia de tumores Introdução O crescimento descontrolado produz tumor ou neoplasia Tumor que cresce indefinidamente e com freqüência se dissemina (metástase) é tumor maligno (câncer) e pode ser fatal Tumor de crescimento definido é chamado benigno e não é fatal chamado O controle do crescimento de uma célula tumoral pode ser mantido por protoncogenes que promovem o crescimento tumoral em interação com os genes supressores tumorais que restringem o crescimento. Cm essa interação em equilíbrio funcionando normalmente, em condições de homostasia, dificilmente uma célula terá chance de permanecer após uma transformação, de crescer, de multiplicar e de provocar metástase. Bases moleculares do câncer A maioria das células pode ser transformada por meio de radiação, por substância química (carcinogênese química), ou induzida pelos genes oncogênicos, produzindo mutações ou deleções de genes que podem ser pontuais ou não. Os novos genes vão então produzir antígenos tumorais, que podem ser destruídos pelo sistema imune, através de uma resposta imediata e eficaz, principalmente pela resposta celular, que reconhece o antígeno como não próprio e destrói a célula tumoral. No entanto quando ocorre a transformação e a resposta imune não consegue eliminar a célula transformada, os protoncogenes tornam-se mais prevalentes, “vencem” os genes supressores tumorais e a célula começa a proliferar descontroladamente. Tipos de cânceres baseados no tecido afetado Carcinoma: câncer do endo ou ectoderma, p.ex., pele ou revestimento epitelial de órgãos Sarcoma: câncer do mesoderma, p.ex., tecido ósseo Leucemias e Linfomas: cânceres de células hematopoéticas Tipos de cânceres baseados no agente etiológico 1. Tumores induzidos quimicamente Cada tumor induzido por um carcinógeno (benzopireno, metilcolantreno) injetado em vários sítios expressa um único Ag. Assim dificulta o desenvolvimento de vacinas – se o metilcolantreno, por exemplo, é colocado na pele de um camundongo, será desenvolvido um tumor. Neste mesmo camundongo, se passar a mesma substancia em um outro local do corpo, pode ser desenvolvido um tumor com Ag diferentes: o mesmo carcinogênico desenvolve neoantigenos tumorais totalmente diferentes. 2. Tumores induzidos por vírus (vírus oncogênicos) Os tumores induzidos pelo mesmo vírus expressam o mesmo antígeno tumoral Obs: normalmente os tumores induzidos por genes oncogênicos são altamente imonogênicos, o que é bom para o paciente, pois a resposta imune será potente e a célula transformada pode não sobreviver. É o caso de tumores induzidos por vírus. Eles expressam muitos antígenos protéicos virais, que são não próprios e facilmente podem ser reconhecidos pelo sistema imune e eliminar a célula transformada pelo vírus. Esse tumor pode crescer, em um individuo imunessuprimido, em um transplante, longa terapia imunossupressora, imunodeficiência adquirida (como AIDS). Induzem uma forte resposta imune, podendo usar o vírus em uma vacina, por exemplo, na vacina para hepatite B, previne-se o hepatocarcinoma, além da hepatite B. outro exemplo, é a vacina Gardasil que previne contra o câncer cervical induzido pelo papilomavírus humano (HPV – tipos 6, 11, 16,18). 3. Tumores induzido por UV Radiação UV--->melanomas Evidências da reatividade imune na rejeição de tumores Regressão espontânea – quando a célula sofre transformação por vírus, por drogas carcinogênicas, mas a célula transformada expressa neoantigenos que em um organismo imunocompetentes, são reconhecidos como estranho e matam a célula. Regressão de metástases após remoção do tumor primário – por exemplo, em caso de tumor sólido, retira-se esse tumor, que depois regride devido ao uso de drogas imunoterápicas. Isso mostra que há a ativação de células T (principalmente CTLs) e a produção de anticorpos que posteriormente vão levar a regressão do tumor. Regressão após quimioterapia Infiltração dos tumores por linfócitos e macrófagos – macrófagos ativados e linfócitos T que reconhecem especificamente Ag tumorais. Proliferação de linfócitos nos linfonodos de drenagem – se isolar estes linfócitos e possível verificar que estão ativados e reconhecem especificamente o antígeno tumoral Incidência maior de câncer após imunossupressão/imunodeficiência (AIDS, neonatos, idosos, pacientes de transplante) – esses pacientes tem uma sensibilidade maior para desenvolver tumores. Os tumores estimulam uma resposta imune Animais podem ser imunizados contra tumores – se o tumor é conhecido, um animal pode ser imunizado usando a célula morta de um tumor, ou o Ag do tumor é purificado e o Ag solúvel, a molécula, é usado para imunizar o animal que fica totalmente protegido contra esses tumores. Se tentar fazer um transplante deste tumor para o animal imunizado, ele rejeita imediatamente. A imunidade pode ser transferida de animais imunes para animais virgens – é possível pegar os linfócitos do animal que foi imunizado com Ag ou célula tumoral morta e transferi-las para outro animal e este agora adquire imunidade contra o tumor. Isto indica que a resposta imune no animal doador é eficiente. Produz célula T ativada e também AC, ou seja, a resposta humoral, também estará funcionando. Anticorpos e linfócitos T específicos para tumores têm sido detectados em humanos com alguma malignidade. Os linfócitos TCD8 são muitos importantes na resposta ao tumor. São elas que vão proliferar e matar a célula tumoral. Se as células tumorais expressam MHC I, possivelmente não terá chances de sobreviver. No entanto, se este usar um mecanismo de escape e não expressar MHC I pode escapar da resposta imune. Linfócitos TCD4 (Th1), também são importantes para ajudar na ativação dos linfócitos TCD8, mas em termos de destruição, o CD8 é mais importante. Antígenos expressados nas células tumorais Os antígenos são classificados de acordo com a forma de transplante que se observa: TSTA: antígeno de transplante tumor-específico – Ag que só é expresso pela célula tumoral, não é expresso pela célula normal. Sendo assim, é um tumor de fácil reconhecimento como estranho e sua eliminação. No entanto, nem toda célula que expressa Ag específico de tumor será eliminada. Sua eliminação vai depender das condições do hospedeiro (imunodepressão adquirida ou congênita). Em individuo imunocompetente, esta célula dificilmente terá chance de sobreviver, e essa defesa está ocorrendo todo o tempo. No nosso corpo, constantemente ocorre mutação, transformação celular, mas estas são rapidamente destruídas pelas células do sistema imune. TATA: antígenos de transplantes associados ao tumor – são antígenos presentes tanto nas células tumorais quanto nas células normais ou então em vírus ou agentes indutores do tumor. Normalmente estes Ag tumorais nas células normais estão expressos em uma quantidade muito baixa e não tolerogênicos, mas eles passam despercebidos pelo sistema imune. Somente quando uma célula transformada expressa muito destes antígenos, ela pode ser reconhecida como estranho. Antígenos de desenvolvimento associado ao tumor (TADA) – estão no feto e desaparecem no adulto, ficando apenas em pequena quantidade e alguns tumores ou processos patológicos tem a expressão destes antígenos aumentados. Antígenos virais associado ao tumor (TAVA) – uma célula transformada por um vírus oncogênico apresenta antígenos tumorais e antígenos virais. São células excelentes para ativar células do sistema imune, porque tem as proteínas virais, e desta forma a célula será destruída. OBS1: os transplantes de tumores em animais são feitos para fins experimentais como a pesquisa do Ag tumoral e da resposta imune do individuo. OBS2: o grande problema da terapia antitumor é a destruição de células neoplásicas, que só é conseguido atualmente com substancias tóxicas violentas, que tem efeitos colaterais sobre as células normais (principalmente sobre células de medula). Atualmente buscam-se alternativas para isto, através da imunoterapia, mas para se desenvolver uma imunoterapia antitumor, é preciso conhecer bem a molécula do antígeno tumoral, a célula tumoral e a resposta imune celular e humoral desenvolvidas contra estes. No entanto, para muitos tumores o antígeno tumoral ainda não é conhecido. Antígenos de desenvolvimento associados a tumores (oncofetais) Encontrados em células cancerosas e células fetais – são Ag, proteínas ou glicoproteínas, que estão presentes em altas concentrações no desenvolvimento fetal uterino. Após o nascimento estas proteínas desaparecem, ficam em pequenas quantidades, muitas vezes não detectáveis e no caso de desenvolvimento de certos tumores, elas aumentam e passam a ser um marcador para o diagnostico e acompanhamento dos pacientes. Estes proteínas nas células tumorais não induzem imunidade antitumor, pois são próprias: estava durante desenvolvimento fetal e ainda permanecem. Desta forma, o tumor que produz essa proteína oncofetal, não tem suas células reconhecidas pelo sistema imune. Exemplos destas proteínas: alfafetoproteina e Ag carcinoembrionário (CEA): Alfafetoproteina – encontrada em grande quantidade no feto (onde mantém a concentração plasmática normal) e ao nascer é substituída pela albumina, ficando então em quantidades baixíssimas no plasma. Em algumas situações inflamatórias, como de uma necrose hepática muito intensa ou de células germinativas, esta proteína pode aumentar. No entanto ela aumenta muito quanto há presença de tumores hepáticos ou de células germinativas. Ag carcinoembrionário (CEA) – presente em tumores de cólon, pâncreas, estômago e mama. Alfa fetoproteína: uso clínico A AFP aumenta em cânceres testiculares e hepáticos Ajuda no diagnóstico e grau de diferenciação Acompanhamento do paciente Detecção de recorrência do tumor – em paciente com tumor hepático controlado, deve ser feito dosagem de alfa fetoproteina de 6 em 6 meses. Se esta começar a aumentar muito (acima de 1000), significa que está ocorrendo um episodio de recorrência: Concentração normal: <20 ng/ml Concentrações anormais 100-350 possível hepatoma 350-500 provável hepatoma 500-1000 muito provável hepatoma >1000 HEPATOMA Antígeno carcinoembriônico: uso clínico Auxiliar diagnóstico Paciente sintomático Valor elevado 5-10 vezes do limite Valor normal <10ng/ml Estágio e prognóstico Monitoramento da resposta a terapia Detecção de recorrência do tumor Estes Ag oncofetais são então muito importantes no diagnostico e acompanhamento Outros antígenos associados a tumores Antígenos de diferenciação – as células B possuem Ig de superfície (IgD ou IgM monomérica). Muitos linfomas de célula B (Burke, linfoma Não-Hodgkin) tem um marcador de superfície que é uma imunoglobulina. MART-1 expressa em melanócitos normais e em células de melanoma. Estão presentes em células B. Super expressão de Ag em células tumorais comparadas as células normais – por exemplo: HER2/neu do câncer de mama – pequena quantidade em células normais, mas alta em células do CA de mama. MAGE - Ag expressos em células germinativas (gameta, trofoblasto) e melanoma Escape da imunovigilância Ausência de neo-antigenos – se a célula tumoral não expressar neo-Ag, não é reconhecida como estranha, desta forma não ativa células Th e CTL. Ausência de moléculas co-estimulatórias – o primeiro sinal é dado pela interação do complexo peptídeo+MHC com o TCR, mas, além disso, é preciso o 2º sinal por moléculas co-estimulatórias, não havendo o 2º sinal, não vai ativar a célula, que fica em anergia. O tumor escapa então da CTL por não expressar B7 ligante que fornecer o 2º sinal de ativação de célula T. Ausência de MHC I – assim não o tumor não é reconhecido pela CTL. Nestes casos a célula NK pode exercer o efeito citotóxico. Assim estimula-se o máximo de ativação da NK neste paciente (pois o paciente pode estar produzindo pouca NK, ou pouca molécula de ativação de NK), dando IL-2. Então se retira amostra de sangue do paciente e cultivas as células na presença de IL-2 e a NK se transforma na LAC. A atividade da célula LAC é superior a da NK e esta é devolvida ao paciente – imunoterapia passiva e adotiva. Os tumores secretam moléculas imunossupressoras – tais como TGFb que inibe Th1, macrófagos. Muitos tumores produzem IL-4, IL-10 e a resposta imune fica deficiente. Tumores liberam seus neo-antigenos – mais para os casos onde há uma resposta humoral induzida artificialmente por uma vacina ou naturalmente (paciente desenvolve IgG, que fixa complemento, que é capaz de destruir o tumor). O tumor libera Ag tumorais solúveis em grande quantidade no plasma que então se ligam aos Ac e o tumor então fica livre da ação deste Ac. Esse paciente, dependendo da predisposição genética, pode até desenvolver doença por imunocomplexo: o Ac se une ao Ag tumoral solúvel formando imunocomplexos que se depositam nos glomérulos e levar a uma glomerulonefrite. O tumor induz a geração de células reguladoras (células Treg – CD4CD25FoxP3): com isso o tumor bloqueia a resposta contra ele e passa a quase ser um componente próprio, tolerogeno. Falha no processamento e apresentação de Ag: não expressão de MHC I, pode não ocorrer o processamento do Ag tumoral no proteassoma. O tumor pode tirar subunidades de proteassoma evitando o processamento do Ag, bloquear o TAP evitando o acesso ao reticulo endotelial. O tumor pode não só alterar a formação de MHC I, mas também de MHC II Falta a segunda parte (45` até 1h44`)