IMUNOLOGIA DOS TUMORES Um dos tópicos mais - IBB

IMUNOLOGIA DOS TUMORES
Um dos tópicos mais fascinantes e ainda incompreensíveis no
estudo da imunologia se refere à resistência e interação do sistema imune
com tumores.
Há fortes evidências de que o sistema imune é um fator de
fundamental importância na resistência aos tumores principalmente sob a
forma de vigilância imunológica". Por vigilância imune compreende-se o
conjunto de mecanismos que contribuem para impedir a instalação de um
tumor ou qualquer outra patologia.
Assim, temos o conhecimento de que em condições de supressão
ou deficiência dos sistema imune, fica facilitada a instalação de um tumor
maligno . Exemplos são o aparecimento do Sarcoma de Kaposi, em
aidéticos, neoplasias variadas em pacientes transplantados sob regime
supressor e neoplasias em pacientes com ataxia-telangiectasia
(Imunodeficiência T/B).
É bom lembrar que células transformadas ou células mutantes,
são geradas constantemente e normalmente são destruídas pelas células
imunocompetentes. Assim, o sistema imune é normalmente eficiente em
realizar a vigilância imunológica. Entretanto, para que se instale um tumor,
é suficiente que uma única célula escape ao sistema de vigilância. Assim, o
câncer pode corresponder a uma falha momentânea no sistema imunológico
e não necessariamente um reflexo de imunodeficiência. Aparentemente este
é o ponto comum a maioria dos tumores malignos que afetam a população
normal.
Células normais têm uma capacidade variável de proliferação e
expressão de suas diferentes funções. O crescimento numérico de um
determinado tipo celular em um tecido, depende do número de células que
morrem naturalmente ou da necessidade fisiológica de síntese aumentada de
produtos específicos daquele órgão. Em algumas condições patológicas, o
estímulo para a proliferação celular é maior do que o necessário para a
simples substituição de células mortas ou velhas, ocorrendo hipertrofia do
órgão envolvido, por proliferação policlonal. Se a fonte de estímulo ou a
causa de origem dos estímulos é removida, há interrupção do processo de
proliferação e após alguns dias o órgão retorna à sua condição original.
Em contraste às células não transformadas com crescimento
policlonal regulado, algumas células isoladamente podem sofrer
transformação maligna dando origem a um clone de células com
proliferação independente de fatores externos. A proliferação autônoma e
monoclonal de células constitui a base das doenças tumorais ou câncer.
Entre as principais características das células tumorais podemos
destacar:
1. Falha em responder aos sinais regulatórios do crescimento e reparo
tecidual
2. Crescimento autônomo sem necessidade de sinais exógenos de
crescimento
3. Crescimento invasivo de tecido normal subjacente
4. Crescimento metastático em órgãos ou tecidos distantes atingidos por via
sanguínea ou linfática.
5. Origem monoclonal, embora heterogeneidade genotípica e fenotípica
possa se desenvolver após um período de crescimento da massa tumoral
6. Diferenças no aparecimento e antigenicidade de células mesmo que
originárias do mesmo tipo celular.
7. Atividades bioquímicas alteradas, por exemplo, o aumento da atividade
glicolítica, permitindo o crescimento do tumor mesmo sob baixa
concentração de oxigênio; secreção de várias enzimas que degradam a
membrana basal e estroma circunjacente; produção de fatores de
angiogênese que induzem a formação de vasos no interior do tumor,
suprindo-o de oxigênio e nutrientes para sustentar seu crescimento.
8. Anormalidades cromossômicas. As células cancerosas geralmente exibem
aneuploidia, com maior ou menor número de cromossomos, além de
deleções, translocações e duplicação gênica.
Os cânceres podem surgir a partir de
qualquer tecido no
corpo, recebendo diferentes denominações de acordo com o tipo de célula
que lhe der origem de um modo genérico. Os carcinomas são células
transformadas originárias de células epiteliais como o fígado, rim, epitélio
gastrointestinal e constituem os tipos mais comuns de tumores. Os sarcomas
surgem a partir de fibroblastos, células musculares e adiposas. Linfomas são
constituídos de massas sólidas de células linfóides, enquanto as leucemias
representam a transformação maligna de linfócitos e outras células
hematopoiéticas de origem medular e sanguínea ( tumores em suspensão).
Desde a década de 50 existe o conceito de que o sistema imune
pode combater ou prevenir o aparecimento de tumores através de
mecanismos de vigilância imunológica, embora este fenômeno nem sempre
pareça ser eficiente.
Deste modo, a imunologia dos tumores é uma área de
conhecimento que envolve o estudo de:
1. Propriedades antigênicas de células transformadas;
2. Respostas do hospedeiro às células tumorais;
3. Conseqüência imunológicas do crescimento das células malignas e
4. Os meios pelos quais o sistema imune pode ser modulado, reconhecer e
erradicar as células tumorais.
DESENVOLVIMENTO DOS TUMORES
A transformação de uma célula pode resultar de mutações
espontâneas ou induzidas por agentes químicos, físicos ou virais.
A indução de tumores por agentes químicos foi inicialmente
descrita no século 18 quando se observou que limpadores de chaminé
apresentaram uma freqüência anormal de carcinoma de escroto. Descobriuse então que hidrocarbonatos aromáticos policíclicos presentes na fuligem e
alcatrão constituem uma das principais classes de carcinógenos químicos.
Outra importante classe de carcinógenos são as aminas aromáticas, cuja
atividade foi descoberta a partir das observações de que era muito freqüente
a incidência de câncer de bexiga em operários das fábricas que usavam
corantes à base de anilina.
Evidências de tumores induzidos por agentes físicos evoluíram
após a descoberta do Raio X, no século 19. Muitos dos primeiros
radiologistas desenvolviam radiodermatite e após longo período de latência
podiam apresentar câncer de pele. A evidência mais dramática de que
radiações ionizantes podem induzir câncer esta nos sobreviventes da bomba
atômica lançada no Japão, que por mais de 20 anos após o holocausto
apresentaram tumores variados. A radiação ionizante presumivelmente
provoca injurias no DNA, resultando em mutações, quebras cromossômicas
e rearranjo anormal mas o longo período de latência requerido para o
aparecimento dos tumores sugere que a expressão de malignidade pode
requerer a presença de um promotor e eventos genéticos adicionais.
Com relação à radiação ultravioleta, que induz câncer de pele em
partes do corpo expostas à luz solar, os mecanismos de indução podem ser
vários, incluindo a produção de radicais livres e possivelmente
imunossupressão.
A oncogênese viral é de interesse particular para a imunologia
dos tumores por causa da grande probabilidade de que a introdução de genes
virais no genoma da célula hospedeira resulte na expressão de novos
antígenos na superfície celular, que podem ser reconhecidos pelo sistema
imune. Os vírus oncogênicos podem ser do tipo DNA ou RNA. A maioria
das células infectadas por vírus DNA permite a replicação do vírus,
resultando em lise a célula hospedeira. A infecção de células não
permissivas pode ocasionar a integração do DNA viral ao genoma da célula
e expressão dos chamados oncogenes virais. Exemplos de vírus tipo DNA
que parecem ser oncogênicos são o vírus de Epstein-Barr (EBV), associado
ao linfoma de Burkitt e carcinoma nasofaríngeo, o vírus da herpes simplex
associado ao carcinoma de colo uterino, o vírus da hepatite B associada ao
câncer hepático primário.
Os vírus oncogênicos tipo RNA possuem a transcriptase reserva
que permite a síntese de DNA tendo seu RNA como molde e recebem o
nome de retrovírus. Um exemplo destes é o HTLV (human T leukemia
viruses) associado ao HIV. Uma característica importante deste vírus é a
possibilidade de transmissão horizontal de indivíduos infectados para
pessoas normais e a resistência à tumorigênese parece depender. em partes,
da capacidade de desenvolvimento de uma resposta imune eficiente.
ANTÍGENOS TUMORAIS
Para que o organismo desenvolva uma resposta imune contra o
tumor é necessário que as células imunocompetentes interajam com
estruturas reconhecidas como não-próprias na superfície das células
tumorais. Células tumorais podem expressar antígenos com maior ou menor
capacidade imunogênica. Estes antígenos podem ser basicamente de dois
tipos, os antígenos tumor-específicos únicos e os antígenos tumorassociados. Os Ag tumor-específicos únicos são encontrados apenas em
células tumorais e portanto representam um alvo ideal para o ataque
imunológico. Em contraste os Ag tumor-associados podem ser encontrados
em células tumorais e também em algumas células normais, porém
características quantitativas e qualitativas permitem diferenciar sua presença
em células tumorais ou normais.
MECANISMOS MOLECULARES RESPONSÁVEIS POR Ag
TUMORAIS
1. Biossíntese de moléculas novas (antígenos controlados por vírus)
2. Expressão de genes normalmente silentes (expressão aberrante ao Ag
fetais ou Ag de diferenciação)
3. Alterações na estrutura de moléculas normais (mutações e mudanças na
estrutura de carboidratos)
1. Biossíntese de moléculas novas (antígenos controlados por
vírus)
Uma pequena parte dos tumores conhecidos tem sua origem
associada à infecção por vírus, os chamados vírus oncogênicos, do tipo
DNA e os retrovírus (RNA), como citado anteriormente.
Após infecção os vírus expressam genes homólogos aos
oncogenes celulares ou proto-oncogenes, os quais codificam fatores que
controlam o crescimento e a divisão celular. Falhas no controle destes
genes podem determinar transformação potencialmente maligna. Peptídios
virais associados ao MHC n superfície de células tumorais comportam-se
como poderosos antígenos de transplante, dando origem a linfócitos Tc
específicos. Todos os tumores induzidos por um determinado vírus
geralmente expressam os mesmos antígenos de superfície,
independentemente de sua origem celular. Portanto, teoricamente, a
imunização de um indivíduo com qualquer destes tumores poderia conferir
proteção contra desafios subsequentes, o que infelizmente não ocorre na
prática.
2. Expressão de genes normalmente silentes (expressão
aberrante ao Ag fetais ou Ag de diferenciação)
A divisão celular descontrolada das células cancerosas cria uma
condição na qual produtos de genes normalmente silenciosos podem ser
expressos. Algumas vezes eles codificam antígenos de diferenciação
normalmente associados a estágios de desenvolvimento fetal. Assim,
tumores derivados de um mesmo tipo celular geralmente expressam
antígenos oncofetais, presentes também nas células embrionárias. Estes são
os antígenos tumor-associados melhor caracterizados e são expressos
durante a embriogenese mas são ausentes ou difícies de serem detectados no
tecido normal adulto. O protótipo deste antígeno é o CEA = Antígeno
carcinoembriônico, uma glicoproteína presente no intestino fetal e no câncer
de cólon humano, mas não no cólon normal.
Pacientes com doenças inflamatórias envolvendo células de
origem endodérmica como colite e pancreatite e pacientes com outros
tumores também apresentam níveis séricos aumentados de CEA. A despeito
das limitações, o acompanhamento dos níveis de CEA tem sido úteis na
monitoração da progressão e resposta a terapia da doença (ocorrem em 75%
dos casos de tumor colorretal e 90% dos tumores de pâncreas.
A alfa fetoproteína é uma alfa globulina normalmente secretadas
pelo fígado fetal e células do saco vitelínico e presente no soro de paciente
com tumor hepático e pode ser utilizado como marcador do estado da
doença (70% dos tumores hepáticos, 80% dos carcinomas testicular e
ovariano e presente também na cirrose e hepatite B).
Outro antígeno descoberto mais recentemente é o MAGE-1,
normalmente presente nas c
élulas germinativas do testículo, encontrado com frequencia considerável
em melanomas, tumor de cabeça e pescoço, alguns tipos de câncer pulmonar
e carcinoma de bexiga.
Entre os antígeno de diferenciação podemos citar o CD5 um
antígeno característico de linfócito T e que é comumente expresso em
tumor de linfócitos B (leucemia linfocitária crônica).
3. Alterações na estrutura de moléculas normais (mutações e
mudanças na estrutura de carboidratos)
Alterações induzidas por mutações pontos podem resultar na
geração de moléculas modificadas ou na simples ausência das mesmas,
permitindo o escape das células tumorais
Podem ser encontrados também alterações na expressão de
carboidratos de membrana, como ocorre com os antígenos do sistema Lewis
(Lea), que aparece em células de câncer gastrointestinal, mesmo em
pacientes que são Le(a-,b-)
O papel do MHC na imunidade anti-tumoral
A maior ou menor expressão de MHC para células tumorais pode
ser fundamental para seu reconhecimento e destruição pelo sistema imune,
uma vez que a interação das células imunes específicas é restrita pelo MHC.
Este aspecto poderá determinar se o tumor é imunogênico ou não
imunogênico.
Mecanismos de Imunidade anti-tumoral
Virtualmente os mecanismos efetores de células tumorais mas
alguns deles podem ser mais importantes do que outros, dependendo das
características do tumor. De um modo geral, os mecanismos de imunidade
celular parecem ser mais requisitados que a resposta humoral.
Células T.
As células T são as mais importantes no combate aos tumores,
atuando tanto na destruição das células malignizadas quanto na ativação de
outros mecanismos efetores. Assim, há um grande envolvimento das
células Thelper que atua na resposta global pela geração de linfocinas. As
células Tc também podem secretar citocinas mas media seu efeito,
principalmente através de lise direta do tumor.
A eficiência destas células reside principalmente no fato de que
há geração de um clone específico e numeroso além de citocinas como a
linfotoxina que podem atuar diretamente no combate ao tumor.
Devem ser lembrado que as células T atuam de modo MHC
restrito e que alguns tumores não expressam Ag associados ao MHC,
escapando à ação destas células. Nestes casos, a ação de células como NK,
não-restrita pelo MHC, pode ser fundamental.
Havendo a interação célula efetora:célula alvo, e prevalecendo os
sinais de ativação, forma-se, em poucos minutos, uma sinapse imunológica
estável entre as membranas celulares. No espaço intercelular dessa sinapse,
a célula NK promove a liberação do conteúdo de seus grânulos
citoplasmáticos, lisossomos secretórios especializados, presentes apenas nas
células citolíticas (NK e CTL). De modo semelhante ao que ocorre com as
CTLs, inicialmente os monômeros de perforina polimerizam-se na
superfície da célula alvo, formando poros na membrana celular, por onde
penetram outros componentes presentes nos grânulos da célula efetora. A
perforina é uma proteína que guarda forte homologia com o componente C9
do sistema complemento e os poros formados na membrana plasmática
também se assemelham aos que ocorrem após ativação do referido sistema .
Entre os demais componentes presentes nos grânulos, os mais
importantes são os membros da família das granzimas, serina-proteases
altamente específicas, que no meio acídico dos grânulos se mantém inativas.
As granzimas A e B são as mais abundantes e parecem ser os principais
responsáveis pela destruição do alvo, especialmente a granzima B, que
induz apoptose através da ativação da via das caspases. Na realidade a
granzima B tem um amplo espectro de substratos e, dependendo do
contexto, a enzima pode promover a morte celular por ativação das
caspases, rompimento de mitocôndrias e clivagem do BID para citocromo c,
fragmentação de DNA por desrepressão da CAD ou por clivagem de
proteínas estruturais na membrana nuclear. A granzima A, por sua vez,
induz morte celular por uma via independente das caspases, provocando
danos em fitas simples de DNA e rápida perda de integridade da membrana
plasmática. Essa enzima ainda provoca a destruição do envelope nuclear por
agir sobre a laminina e desencadeia a destruição do DNA através de sua
ação sobre as histonas.
Além das granzimas A e B, os grânulos contém os demais
membros da família dessas serina proteases (C, D, E, F, G, H, K e M), a
calrreticulina (inibidora das perforinas) e a família das catepsinas (que
ativam as granzimas ou que protegem a célula efetora de autodestruição).
As granulosinas, também presentes nos grânulos, parecem ter sua ação
preferencialmente dirigida à destruição de microrganismos. Células NK
podem também expressar receptores como FasL e TRAIL (TNF-related
apoptosis-inducing ligand), que induzem a apoptose da célula alvo através
da ativação de DNAse. Além da indução de morte celular programada, as
células NK podem destruir o alvo por indução de lise osmótica, provocando
perda de material intracelular e entrada de água através dos poros formados.
A ação da perforina parece ser fundamental para que qualquer
célula citolítica exerça sua função efetora, visto que animais destituídos
dessa proteína não conseguem destruir as células alvo in vitro e os demais
componentes dos grânulos não são suficientes, por si só, para provocar a lise
ou apoptose do alvo. Assim, a essa interação entre as membranas celulares,
que pode durar de poucos minutos a horas, denomina-se “lethal hit”, pois
mesmo após o desligamento das células o alvo já está com sua morte
programada.
Células NK
A atividade "natural killer" (NK) é desempenhada por células
linfóides mononucleares não-aderentes, não T e não B, presentes no sangue
periférico e vários órgãos como o baço e pulmão. Estas células reconhecem
antígenos tumorais de modo não-restrito pelo MHC e sem a necessidade de
sensibilidade prévia. Deste modo, atuam rapidamente e parecem constituir a
principal linha de vigilância imunológica. Sabe-se, hoje, que a interação da
célula NK com moléculas de histocompatibilidade ocorre através de
diferentes receptores presentes em sua superfície. De acordo com sua
estrutura, os receptores das células NK humanas podem ser agrupados em 2
categorias, os receptores Ig-símiles (KIR e LIR) e os lectina-símiles
(CD94/NKG2 e NKG2D)
A molécula NKG2D é uma proteína da família das C-type lectinlike receptors, que apresenta apenas 20-30% de homologia com as outras
NKG2 (A/B, C ou E). É um receptor ativador homodimérico expresso por
células NK, CD8+ e Tγδ e que fica ligado à molécula adaptadora DAP 10,
através do qual desencadeia a lise de certas células tumorais.
Diferentemente dos heterodímeros CD94/NKG2, que reconhecem as
moléculas HLA-E, os receptores NKG2D interagem com as estruturas
homólogas às moléculas CPH-I, MICA e MICB, compostos de domínios
α1, α2 e α3 das moléculas de classe I, mas sem a cadeia β2-microglobulina
nem o peptídeo associado. Essas estruturas são escassas na superfície de
células normais, porém apresentam-se em densidade elevada nos tumores de
células epiteliais servindo, portanto, como importante alvo para a ação
citotóxica das células NK Os receptores KIR (killer cell Ig-like receptors),
também conhecidas como CD158, correspondem a uma série de moléculas
que interagem com estruturas CPH-I. Em geral, os receptores KIR3D
reconhecem alelos HLA-A e B, enquanto KIR2D reconhecem alelos HLAC, havendo pequenas variações na estrutura dos receptores que os tornam
aptos a interagirem com os diferentes alótipos codificados por cada um dos
loci gênicos. Embora se acredite que a função principal dos KIRs seja
promover uma varredura sobre a expressão normal de CPH-I, o
reconhecimento não é totalmente independente do peptídeo ligado ao CPH,
como demonstrado pelo fato de que substituições de aminoácidos nas
porções 7 e 8 de um nonâmero peptídico resulta em interação do conjunto
com um receptor diferente.
Embora se apresentem pré ativadas no organismo, a atividade
destas células pode ser exacerbada pela presença de citocinas como a IL-2 e
os vários tipos de interferon. Estes produtos têm a propriedade também de
induzir a atividade citotóxica em células NK que ainda não tenham
desenvolvido seu potencial efetor. Células ativadas pela IL-2 são
denominadas LAK cells (lymphokine-activated killer cells).
O fato de que as células NK respondam a estas citocinas, indica
que após o desenvolvimento de resposta especifica pelas células T, os dois
tipos celulares podem atuar em sinergismo contra o tumor.
Neutrófilos
Em paralelo com as células NK, os neutrófilos parecem
constituir um importante mecanismo primário de vigilância imunológica,
atuando efetivamente no desenvolvimento de reação inflamatória no local
de implante do tumor. Além de atuar diretamente na citólise das células
tumorais pela secreção de enzimas proteolíticas e radicais de oxigênio, os
neutrófilos ainda tem a capacidade de atrair ao local outras células
imunocompetentes como os macrófagos e linfócitos.
Macrófagos
Como em outras ocasiões de desenvolvimento da resposta imune,
os macrófagos atuam em 2 momentos importantes. Na apresentação de
antígenos e como células efetoras da destruição do tumor.
Como células apresentadoras os macrófagos são particularmente
importantes nas infecções virais, apresentando antígenos virais associados
aos Ag de classe II aos linfócitos T helper.
No caso de tumores induzidos por outros agentes, os macrófagos
podem ser importantes na apresentação de antígenos solúveis secretados
pelas células tumorais ("Shedding" de Ag tumorais).
Como células efetoras, os macrófagos precisam ser ativados por
interferon gama produzido pelas células Th, para que desenvolvam sua
atividade citolítica (tumoricida) e citostática, Estes efeitos são possíveis pela
produção e secreção de produtor como enzima proteolíticas, água oxigenada
(H2O2), óxido nitrico (NO) e fator de necrose tumoral (TNF).
ADCC
O fenômeno de ADCC ou citotoxicidade celular dependente de
anticorpos é mediado por anticorpos específicos e células que apresentem
receptores para a porção Fc de IgG. Assim, há uma integração entre a
resposta adaptativa (Ig) e a natural (NK, K e M∅) na tentativa de destruição
das células malignizadas.
3.4.1 – Papel das citocinas na ação antitumoral das células
NK
Os primeiros estudos direcionados à avaliação da interação entre
as citocinas e as células NK foram delineados para investigar o efeito de
diferentes citocinas sobre o comportamento in vitro e in vivo dessas células.
Um dos achados mais importantes nesse aspecto foi a descoberta precoce de
que a IL-2 estimula a atividade lítica CPH-independente. As células NK
apresentam toxicidade variada contra diferentes células alvo e que a
incubação das células com IL-2 ou interferon do tipo I ( / ) resulta em
potente estimulação da atividade lítica. Esses linfócitos ativados por IL-2
foram denominados “LAK cells” (lymphokine-activated killer cells) por
Grimm, observando-se posteriormente que essa função é prioritariamente
desempenhada pelas próprias células NK. Foi também amplamente
demonstrado que a IL-2 medeia a atividade antitumoral tanto em modelos
experimentais quanto em estudos clínicos.
Nesse período foram realizados vários trabalhos clínicos para
avaliar a eficiência da imunoterapia antitumoral, observando-se que entre os
pacientes com melanoma que receberam transferência passiva de linfócitos
infiltrantes do tumor (TIL) estimulados in vitro com IL-2, 33%
apresentaram resposta completa ou parcial ao tratamento. A infusão
contínua de altas doses de IL-2 intravenosa ou esplênica e subseqüente
transferência adotiva de células LAK em 9 pacientes com melanoma que
apresentavam metástases hepáticas, também resultou em resposta completa
ou parcial em 1/3 dos pacientes, com aumento da sobrevida estimada em 26
– 36 meses. O mesmo grupo observou também que o tratamento de
pacientes com metástases hepáticas de melanoma, através de inóculo
intraportal de IL-2 e LAK mostra-se mais eficaz que o tratamento
sistêmico, indicando um comportamento diferenciado entre as células mais
próximas ao sítio tumoral. A mesma proporção de pacientes com tumor
cerebral respondeu ao tratamento local com IL-2/LAK, demonstrando
regressão total ou parcial do tumor na avaliação por tomografia e sinais
clínicos.
Além da resposta clínica ao tratamento com IL-2/LAK ser
considerada relativamente baixa, muitos autores relataram efeitos adversos
importantes como disfunções pulmonares que podiam determinar
insuficiência respiratória em alguns pacientes, trombocitopenia por
destruição dos progenitores de megacariócitos, alterações nos processos de
coagulação, isquemia de cólon e diarréia severa, além de sintomas menores
como alterações cutâneas. Assim, as propostas de Rosemberg de utilização
de IL-2/LAK na terapia antitumoral não redundaram em uma técnica
terapêutica segura, em vista da dificuldade de se estabelecer uma dose IL2/LAK que fosse eficaz com o mínimo de reações adversas ao paciente. Um
aspecto importante a ser levado em consideração é o fato de que, em geral,
os testes clínicos para as propostas terapêuticas novas são aplicados em
pacientes em estágio avançado da doença e, geralmente, resistentes aos
tratamentos convencionais, fato que dificulta sobremaneira a obtenção de
dados conclusivos sobre a eficácia dos tratamentos propostos, bem como a
padronização de doses eficazes seguras.
A IL-15, uma citocina cuja estrutura apresenta alguma
homologia com a IL-2 também tem sido estudada quanto ao seu potencial
antitumoral. Essa citocina é um fator crucial para o desenvolvimento das
células NK na medula óssea tanto para o homem quanto para o
camundongo, sendo produzida no estroma da medula óssea. A IL-15
interage com receptores triméricos (IL-15R) presentes em 99% das células
NK, cuja cadeia α associa-se às mesmas cadeias β e γ do IL-2R, A citocina
tem a capacidade de induzir a diferenciação in vitro de células
hematopoéticas progenitoras em células NK e é requerida para o
desenvolvimento e “homing” das células NK, NKT, subpopulações de
linfócitos T CD8+, Tγδ e linfócitos intestinais intraepiteliais (IELs) como
demonstrado através de estudos experimentais com camundongos “knock
out” . Além disso, in vitro a IL-15 induz proliferação e sustenta a sobrevida
e funções efetoras das células NK, de modo mais intenso que a IL-2 . Além
da homologia entre os receptores IL-15R e IL-2R, a IL-15 apresenta
homologia com a própria IL-2 e ambas promovem a produção de INF-γ
pelas células NK, abrindo a possibilidade de seu uso na imunoterapia.
O fator de necrose tumoral-alfa (TNF-α) e os interferons do
tipo (IFN-α e β) inibem a ocorrência de metástases hepáticas do carcinoma
26 de cólon em camundongos, efeito atribuído à capacidade dessas citocinas
de aumentar a atividade NK, tanto isoladamente quanto em sinergismo.
Outros autores oservaram que o IFN-α humano recombinante inibe a
ocorrência de metástases pulmonares desse carcinoma.
Depois da IL-2, a citocina melhor estudada em relação à ação
antitumoral é a IL-12, um potente estimulador das células NK. Lieberman et
al. observaram que linfócitos humanos do sangue periférico, a IL-12
aumenta a atividade NK e ADCC contra linhagens de células de carcinoma
de cólon humano. Essa citocina age sobre os linfócitos T e NK aumentando
a geração e atividade citotóxica dessas células, além de induzir a produção
de INF-γ e ser a maior responsável pela ativação de células TH1 e,
conseqüentemente, células citotóxicas CD8+.
Assim, no modelo de melanoma murino B16, Kodama et al.
observaram que a ação da IL-12 depende essencialmente da participação das
células NK que matam as células tumorais de modo dependente da
perforina. Martinolli et al. observaram que massas tumorais de células do
carcinoma C26 de cólon, transfectadas com genes de IL-12, são infiltradas
por células NK e linfócitos CD8+. O autores observaram que o tratamento in
situ com anti-CD4 aumenta a infiltração dessas células, o que, à luz dos
conhecimentos atuais, pode ter sido decorrente da eliminação das células T
reg (CD4+/CD25+)
O linfoma experimental de Burkitt também se mostra sensível à
ação da IL-12, com infiltração de células NK circundando pequenos vasos.
Sob ativação com IL-12, as células se tornam citotóxicas para células
endoteliais, provavelmente através da liberação de INF-γ, indicando o
envolvimento da IL-12 e NK como supressores de neovascularização. A
ação antiangiogênica da IL-12 não é, entretanto, dependente de NK, visto
que a citocina inibe a angiogênese de tumores murinos ou humanos em
camundongos SCID depletados de NK. No plano das investigações clínicas,
vários trabalhos também têm testado a importância da IL-12 na resposta
antitumoral e alguns autores observaram que a injeção i.v. de IL-12 em
pacientes com câncer resulta em aumento na atividade NK e proliferação de
linfócitos T. Essa observação, entretanto, não se aplica a uma série de outros
tumores clínicos, de forma que o emprego dessa citocina na terapia
antitumoral também não atendeu às expectativas geradas através dos estudos
experimentais.
Descoberta mais recentemente (2000) a IL-23 é outra citocina
com significativo efeito estimulador da atividade NK. Trata-se de um
heterodímero formado pela subunidade p40 da IL-12, ligada a uma
subunidade p19, cuja estrutura apresenta alguma semelhança com a IL-6 ,
com o G-CSF e menor homologia com a p35 da IL-12. De acordo com os
autores, essa citocina atua preferencialmente sobre linfócitos T de memória,
induzindo sua proliferação e a produção de INF-γ, deferindo, portanto, da
IL-12 que tem ação preferencial sobre linfócitos T virgens. estudo utilizando
em uma linhagem de células tumorais transfectadas com os genes da IL-23
mostra que sua produção in situ reduz a tumorigenicidade e ocorrência de
metástases da célula de carcinoma de cólon 26. A citocina reduz
significativamente a ocorrência de metástases, mas é menos eficiente que a
IL-12, talvez porque essa última é mais eficiente em desencadear uma
resposta celular específica contra os antígenos tumorais.
A IL-21, produzida por linfócitos T CD4+ ativados, também
apresenta homologia com IL-2, IL-4 e IL-15 e promove expansão e
diferenciação in vitro de NK, a partir de células progenitoras da medula
óssea e aumenta a atividade lítica dessas células. O inóculo de DNA
plasmidial com os genes da IL-21 induz produção constante da citocina,
mantendo seus níveis séricos elevados e esse tratamento inibe o crescimento
do melanoma B16 e do fibrosarcoma MCA-205. A depleção in vivo de
CD4+ ou CD8+ não afeta o efeito antitumoral da IL-21, mas a depleção de
NK abole completamente a resistência dos animais ao crescimento tumoral,
evidenciando a importância dessas células no combate a melanomas.
Mecanismos de Evasão
Embora esteja claro que o sistema imune pode responder à
células tumorais, o fato de que muitos indivíduos morrem a cada ano de
câncer, sugere que a resposta imune ao tumor é ineficaz. Assim, o
estabelecimento e desenvolvimento de um tumor, pode depender de falhas
no sistema imune do hospedeiro ou de fatores inerentes ao próprio tumor,
permitindo que as células tumorais consigam “escapar“ ao controle do
sistema imune.
1. Alguns tumores são fracamente imunogênicos em alguns hospedeiros, por
deficiência do próprio hospedeiro em processar e apresentar adequadamente
os Antígenos tumorais.
2. A expressão moléculas do MHC pode estar sub-regulada nas células
tumorais, dificultando o reconhecimento dos Ag-tumorais pelas células
imunocompetentes, especialmente CTLs.
3. Alguns animais são totalmente tolerantes a um determinado tumor seja
por causa de uma exposição neonatal seja por exposição às formas
tolerogênicas do tumor. Ex. 1) O desenvolvimento de tumor mamário
induzido por vírus em animais adultos, anteriormente infectados com o
vírus por amamentação neonatal.
4. A cinética do crescimento tumoral pode permitir o estabelecimento de
tumores imunologicamente resistentes antes do desenvolvimento de uma
resposta imune efetiva.
- Implantação furtiva
- pequenas doses - desenvolvimento do tumor
- Doses maiores - resposta
- Doses muito grandes - tumor
5. Mutação e seleção de células tumorais que perderam a expressão de
proteínas imunogênicas.
6. Modulação antigênica que implica em perda (shedding), inibição da
expressão, ou endocitose dos Ags tumorais (p. ex. após interação com Ac)
sem alterar as características de crescimento do tumor.
6.1. "Shedding" (liberação dos antígenos de superfície para o meio extracelular) com formação de imunocomplexos circulantes. Os I.C. podem
bloquear células NK através da ocupação de seus receptores para Fc de IgG
ou induzir a geração de células supressoras.
6.2. Endocitose de imunoglobilinas que se ligam aos antígenos de superfície
e até mesmo de complexos MAC que se formam na superfície da célula
após ativação do sistema complemento
7. Mascaramento antigênico por moléculas de superfície como o
mucopolissacáride contendo ácido siálico, produzido em maior quantidade
pelas células tumorais que pelas células normais.
8. Ativação do sistema de coagulação e formação de um “casulo” de
fibrina, dificultando o acesso de elementos do sistema imune
9. Imunossupressão por produtos do tumor. Ex. TGF β, prostaglandinas.
12. “Enhancement” tumoral - A presença de anticorpos além de ineficientes
em combater células tumorais pode facilitar o escape das mesmas, através
do bloqueio dos antígenos reconhecíveis pelas células Tc ou NK. Associado
ao fenômeno de “shedding” os IC formados poderão estar bloqueando a
ação de NK e M∅.
Imunoterapia
Adjuvantes imunológicos
Existem alguns protocolos de imunoterapia que envolvem a
ativação não-específica dos sistema imune para aumentar a resposta às
células tumorais. Vários adjuvantes, cujos efeitos potencializadores foram
demonstrados na resposta a microrganismos têm mostrado eficiência em
aumentar a resposta anti-tumoral. O adjuvante mais amplamente utilizado
na imunoterapia antitumoral é o BCG (M. bovis - bacilo de CalmetteGuérin). O BCG ativa macrófagos e assim aumenta a produção de IL-1 e
expressão de B7 na membrana. As duas moléculas podem mediar o sinal coestimulatório necessários para a ativação de célula TH, resultando no
aumento generalizado da resposta humoral e celular. Os efeitos do BCG são
mais claramente observados quando injetado diretamente no tumor,
promovendo imunoestimulação local (no interior da massa tumoral). Os
estudos clínicos mostraram efeitos benéficos do tratamento com BCG, como
o retardamento do crescimento de metástases de tumor de mama e
melanoma maligno em uma pequena parcela dos pacientes e atualmente só é
indicada para casos de câncer superficial de bexiga. Outros agentes têm sido
estudados como imunoestimulantes, porém com menor eficiência que o
BCG, entre eles, Corinebacterium parvum, uma droga anti-helmíntica
chamada levamisole, e dois mitógenos chamados azimezone e isoprinosina.
Terapia com citocinas
A clonagem de genes de várias citocinas facilitou sua produção
em grande escala. Vários protocolos experimentais e clínicos foram
desenvolvidos para o uso isolado ou combinado de citocinas recombinantes
para estimular a resposta imune aos tumores. Entre as citocinas estudadas
com este propósito encontramos os interferons alfa, beta e gama, IL-1,2,4 e
5, GM-CSF e TNF. Apesar de alguns resultados satisfatórios, existem ainda
uma série de obstáculos a serem vencidos até as citocinas possam ser
adotadas como terapêutica. O principal obstáculo prático é justamente a
grande complexidade da rede de citocinas que torna difícil saber com
precisão como o uso de uma determinada citocina vai afetar a produção “in
vivo” de outras citocinas. Mesmo no caso de citocinas que atuem de modo
antagônico, a prática tem demonstrado que a aplicação de um protocolo
objetivando o aumento de um dos ramos da resposta pode resultar em sua
supressão (de acordo com a dose, frequencia e as características do tumor),
Interferons
A maioria dos experimentos clínicos com interferon têm sido
realizados com interferon alfa. Os estudos mostram que a administração
diária deste produto induz regressão completa ou parcial do tumor em
pacientes com leucemias, linfomas e mielomas. No caso de tumores sólidos
os estudos foram satisfatórios contra melanoma maligno, sarcoma de
Kaposi, câncer renal e câncer de mama. A efetividade do IFN alfa depende,
em parte, do grau de malignidade do tumor. Por exemplo, entre pacientes
com linfoma não-Hodkins tratados com doses diárias de INF alfa, 50%
daqueles com nível de malignidade baixa ou intermediária exibiram
remissão completa
ou parcial. Contrariamente, os pacientes que
apresentaram tumores com alto grau de malignidade falharam
completamente em responder ao tratamento.
Os mecanismos pelos quais o interferon atua no combate ao
tumor incluem a indução de expressão dos antígenos de classe I nas células
tumorais, aumento da expressão de classe II nos macrófagos, inibição da
divisão celular, aumento da atividade de Tc, NK e macrófagos.
Fator de necrose tumoral (TNF)
Tem sido demonstrado que os fatores de necrose tumoral (alfa e
beta) desempenha atividade antitumoral direta, matando células tumorais e
reduzindo o índice de proliferação das mesmas. Na presença destes fatores,
o tumor sofre visível necrose hemorrágica e regressão. O TNF-alfa mostra
também a capacidade de inibir a angiogênese nos tumores, através da
destruição de células endoteliais ao redor da massa tumoral, diminuindo,
desta forma a o fluxo de sangue e de oxigênio necessários para o
crescimento tumoral.
Apesar dos resultados encorajadores, o TNF apresenta algumas
limitações. Seu efeito é mais eficiente se aplicado diretamente no tumor,
embora em alguns casos mesmo esta forma de aplicação não apresente
resultados satisfatórios. Sua meia vida muito curta requer a aplicações
freqüentes. Além disso, os pacientes podem apresentar efeitos adversos
como febre, mudanças na pressão sanguínea e diminuição nas contagens de
leucócitos.
Células LAK e TIL
Trabalhos experimentais têm demonstrado que linfócitos podem
ser ativados “in vitro” contra antígenos tumorais, através do cultivo de
linfócitos com células tumorais irradiadas, na presença de IL-2. Estes
linfócitos apresentam-se mais efetivos em destruir o tumor que linfócitos
não-tratados, quando são reinjetados em animais portadores de tumor.
Entretanto, a obtenção de tais células “in vitro” e em quantidade suficiente e
com especificidades apropriadas constitui uma barreira bastante difícil de
ser transposta para o uso terapêutico destas células. Em 1980, Rosemberg,
trabalhando com este método de sensibilização de linfócitos observou que
na presença de grandes quantidades de IL-2 e mesmo sem a presença de
antígenos tumorais, era possível gerar uma grande quantidade de linfócitos
ativados, capazes de destruir células tumorais frescas. A estas células ele
denominou LAK cells (lymphokine-activated killer cells). Em estudos
posteriores, este pesquisador observou que a infusão de células LAK
juntamente com IL-2 recombinante em animais portadores de tumor
resultava em efetiva destruição das células tumorais. As células LAK, são
representadas por uma população heterogênea de células com características
de NK e de NC (natural cytotoxic cells), que destroem tumores sem a
necessidade de especificidades definidas.
Vários
experimentos
clínicos
foram
posteriormente
desenvolvidos, utilizando-se células LAK autólogas associadas à IL-2
recombinante. Na triagem mais extensa realizada em 1987, foram estudados
222 pacientes, dos quais 16 apresentaram completa regressão do tumor.
Entretanto, ocorrem efeitos adversos, devidos à grande quantidade de IL-2
requerida para a ativação das LAK, O mais importante destes efeitos é uma
síndrome vascular que envolve a migração de leucócitos e plasma do
sangue periférico para os tecidos, resultando em choque.
Os tumores
contém em seu interior, linfócitos que
presumivelmente participando da resposta anti-tumoral. Algumas destas
células podem ser isoladas a partir de biópsias, cultivadas e expandidas “in
vitro” pelo uso de IL-2. Estes linfócitos são chamados de TIL cells (tumorinfiltrating lymphocytes). Muitas destas células parecem ter atividade não
específica como ocorre com as NK, porém as células TIL têm atividade
citolítica específica para os tumores autólogos. O uso destas células é
interessante porque apresentam elevada atividade antitumoral e requerem
uma concentração 100 vezes menor de IL-2 para sua ativação dos que as
LAK. Como exemplo pode ser citado um trabalho no qual células TIL
foram geradas a partir de biópsias de melanomas e de câncer renal. A
reinjeção das células autólogas nos pacientes resultou em regressão parcial
de 29% dos carcinomas renais e 23% dos melanomas.
Terapia gênica
Em 1991, 50 pacientes com melanoma maligno avançado
tiveram suas células TIL modificadas por engenharia genética, pela
introdução de genes que codificam a produção de TNF alfa, seguindo-se sua
reintrodução nos pacientes autólogos. O principio deste tratamento está no
fato de que as células TIL ao atacarem as células tumorais podem liberar
elevadas concentrações de TNF, mediando sua destruição.
Em outro trabalho desenvolvido no mesmo ano, células tumorais,
isoladas de melanoma maligno foram modificadas geneticamente com genes
de IL-2 ou de TNF. A idéia no caso, é que estas células, quando
reintroduzidas nos pacientes, sejam reconhecidas pelas células
imunocompetentes, sendo ativadas pelas citocinas produzidas pelas células
modificadas. Este poderia ser um modelo de vacina contra tumores.
De modo similar ao protocolo anterior, introduziu-se em células
de melanoma, genes responsáveis pela expressão do antígeno HLA B7
(MHC de classe I), tornando-a mais imunogênica para a ação de células T
específicas.
Anticorpos monoclonais
Vários
anticorpos
monoclonais
têm
sido
testados
experimentalmente como agentes terapêuticos contra o câncer, através da
preparação de imunotoxinas. Estes agentes consistem da cadeia inibidora de
uma toxina (p.ex. toxina diftérica), ligada a um anticorpo dirigido contra
antígenos tumorais. Estudos “in vitro”têm demonstrado que estes “projéteis
mágicos” podem matar células tumorais sem danificar células normais.
Em outro modelo de estudos, têm sido utilizados anticorpos
dirigidos contra linfócitos T. Por exemplo, a administração de anticorpos
anti-CD3 poderia induzir a ativação inespecífica dos linfócitos T. Em
camundongos inoculados com células de fibrosarcoma, o tratamento
conseguiu proteger cerca de 60% dos animais. Quando os animais
receberam uma segunda dose do tumor, eles mostraram-se resistentes, não
desenvolvendo câncer. Um dos problemas com relação a este método é que
o limite entre a estimulação e a supressão ocasionada pela presença de
anticorpos anti T, é muito sutil, o que constitui um risco muito grande para
seu uso humano.
Outra possibilidade de uso de anticorpos é pela produção de
heteroconjugados , isto é, imunoglobulinas com duas especificidades.
Assim, anticorpos podem ter um de seus sítios de ligação específico para
antígenos tumorais e o outro específico para o marcador CD3. A ligação do
anticorpo com cada um dos antígenos que reconhece resulta na aproximação
das células tumorais e os linfócitos T, aumentando sua atividade destrutiva.
Também têm sido estudados os anticorpos contra receptores de fator de
crescimento, presentes na superfície das células tumorais. Deste modo, a
ligação dos anticorpos nos receptores inibiria a interação dos fatores de
crescimento específicos, impedindo sua atividade.
Vacina antitumoral
Um modelo bastante animador de terapia antitumoral é
representado pelo uso de células tumorais autólogas, mortas por radiação X
e reinjetadas nos pacientes conjuntamente com BCG. Trabalhos recentes
demonstram que cerca de 25% dos pacientes com melanoma maligno
submetidos a este tipo de tratamento apresentam remissão total ou parcial do
tumor. Um problema desse tipo de terapia é o risco de que células tumorais
resistentes à radiação permaneçam viáveis e proliferem no paciente, gerando
um tumor mais resistente.
Outra forma de vacina em desenvolvimento por diversos grupos
é baseada no uso de células dendríticas (DC). O princípio dessa terapia é a
obtenção e sensibilização in vitro de DC autólogas ou alogênicas com
antígenos tumorais, seguida de transferência passiva para o paciente. Os
estudos envolvendo pacientes com diferentes tipos de tumor têm
apresentado bons resultados em alguns dos indivíduos mas a otimização
depende do estágio de desenvolvimento da doença, características
particulares do tumor e disponibilidade de DCs para repetições dos inóculos.