IMUNOLOGIA DOS TUMORES

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IMUNOLOGIA DOS TUMORES
- O câncer surge da proliferação e disseminação descontrolada de clones de células malignamente transformadas (mutações).
-Letalidade dos tumores: determinada por atividade proliferativa desregulada, resistência das células tumorais a morte por apoptose, capacidade de invasão dos tecidos, disseminação para locais distantes ( metástases ).
- Vigilância imunológica ( natural e adaptativo ): maior incidência de alguns tipos de tumores em humanos e animais experimentais imunocomprometidos.
ASPECTOS GERAIS DA IMUNIDADE TUMORAL
- Tumores estimulam respostas imunológicas específicas, adaptativas apesar das células tumorais serem derivadas do hospedeiro.
- Cortes histológicos de tumores: infiltrado de linfócitos, células NK, macrófagos bem como em linfonodos que drenam os locais de crescimento tumoral.
- Pode indicar melhor prognóstico ( melanoma, ca. de mama e cólon ).
- Respostas imunológicas contra tumores apresentam as características que definem a imunidade adquirida: especificidade e memória ( função dos linfócitos ).
- A resposta mais eficaz contra tumores é mediada principalmente por linfócitos T.
- As respostas imunológicas frequentemente falham na prevenção do crescimento dos tumores.
- As células tumorais derivam de células do hospedeiro parecendo-se com estas. Assim, a maioria dos tumores tende a ser fracamente imunogênica.
- Tumores que induzem respostas imunológicas fortes são aqueles induzidos por vírus oncogênicos, nos quais as proteínas virais são antígenos estranhos
- Assim, a vigilância imunológica varia de acordo com o tipo tumoral
- O crescimento e a disseminação rápidos do tumor podem superar a capacidade do sistema imunológico de controlar eficazmente o tumor.
- Muitos tumores tem mecanismos especializados para evitar as respostas imunológicas do hospedeiro
- O sistema imunológico pode ser ativado por estímulos externos para destruir células tumorais ( potencialização de respostas antitumorais – imunoterapia ).
- a existência da imunidade antitumoral específica implica que tumores devem expressar antígenos que são reconhecidos como estranhos pelo hospedeiro.
ANTÍGENOS TUMORAIS
- É importante identificar antígenos tumorais em humanos, pois eles podem ser usados como componentes de vacinas tumorais, e anticorpos e células T efetoras produzidos contra esses antígenos usados na imunoterapia.
- antígenos expressos em células tumorais, mas não em células normais, são chamados de antígenos específicos de tumores. Alguns são exclusivos de um tumor e outros são compartilhados por outros tumores.
- antígenos tumorais que também são expressos em células normais são chamados de antígenos associados a tumores; na maioria dos casos esses antígenos são constituintes celulares normais cuja expressão é aberrante ou desregulada em tumores.
Identificação de antígenos tumorais
- Identificados através de abordagens bioquímicas e de genética molecular.
- Um exemplo é o uso de linfócitos T citotóxicos clonados reativos a tumores de pacientes de câncer como sondas na identificação específica de antígenos peptídeos relevantes ou os genes codificando os peptídeos. Essa abordagem de início foi usada para identificar antígenos de melanoma humano que estimulavam respostas de linfócitos CD8 em pacientes com melanoma.
- antígenos tumorais: podem induzir respostas imunológicas em humanos com câncer, podem ser alvo para imunoterapia ou marcadores úteis para o diagnóstico clínico.
- classificação de antígenos tumorais: produtos de genes mutados, proteínas celulares não mutatas anormalmente expressas, antígenos de vírus oncogênicos, antígenos oncofetais, antígenos glicolipídicos e glicoproteicos alterados e antígenos de diferenciação tecido-específicos.
Produtos de genes mutados
- Oncogenes e genes supressores de tumor mutados produzem proteínas que diferem de proteínas celulares normais e são, portanto, reconhecidos como antígenos tumorais.
- Esses genes são produzidos por mutações pontuais, deleções, translocações cromossômicas ou inserções de genes virais envolvendo proto-oncogenes ou genes supressores de tumor.
- O produto destes genes mutados são sintetizados no citoplasma das células tumorais e podem entrar na via de processamento do MHC de classe I.
- além disso, essas proteínas podem entrar na rota de processamento do MHC II em células apresentadoras de antígeno que fagocitaram células tumorais mortas.
- Essas alterações não existem em células normais, portanto não induzem auto-tolerância e podem estimular as respostas de células T CD4 e CD8 que podem reagir a produtos de oncogenes mutados, como as proteínas Ras e Bcr-Abl e genes supressores de tumor como o p53.
- Devido a instabilidade genômica intrínseca de muitos cânceres, uma grande variedade de genes pode ser mutada em células tumorais porém ser contribuir para o fenótipo maligno, mas mesmo assim, podem induzir uma resposta imunológica.
Proteínas celulares não mutadas anormalmente expressas.
- Os antígenos tumorais que ativam respostas imunológicas podem ser proteínas celulares normais que são expressas anormalmente em células tumorais.
- Muitos desses antígenos foram identificados em tumores humanos, como em malnomas, pela clonagem molecular de antígenos reconhecidos pelas células T e anticorpos de pacientes portadores de tumor.
- Uma das revelações desses estudos foi que alguns antígenos tumorais são proteínas normais que são produzidas em níveis baixos nas células normais e superexpressas nas células tumorais. Ex. peptídeos derivados da tirosinase – enzima envolvida na biossíntese da melanina expressa em melanócitos normais e melanomas.
- a tirosinase é normalmente produzida em quantidades tão pequenas e em tão poucas células que não chega a ser reconhecida pelo sistema imunológico, não sendo capaz de provocar tolerância. Portanto a maior quantidade produzida pelas células de melanoma é capaz de ativar respostas imunológicas.
- Ensaios clínicos com vacinas de tirosinase estão em andamento.
- Os primeiros antígenos de câncer foram identificados por genes clonados de melanoma humano que codificam proteínas celulares reconhecidos por clones de linfócitos T específicos para melanoma derivado de pacientes portadores desse tumor. Esse antígenos foram denominados proteínas MAGE.
- antígenos MAGE também são expressos em outros tumores assim como em testículos normais e trofoblasto da placenta, mas não em tecidos somáticos normais.
- Atualmente há mais de 40 famílias diferentes de antígenos tumorais e metade é codificada por genes no cromossoma X. Em geral essas proteínas tem função desconhecida e não participam do fenótipo maligno e suas sequencias são idênticas aos genes correspondentes em células normais, ou seja, não são mutados.
Antígenos de vírus oncogênicos
- Os produtos de vírus DNA oncogênicos funcionam como antígenos tumorais e provocam respostas específicas de célula T que podem servir para erradicar tumores.
- Vírus DNA: Epstein Barr ( linfomas de células B e ca. de nasofaringe ), HPV ( carcinoma cervical e de orofaringe ).
- Antígenos proteicos codificados pelo vírus são encontrados no núcleo, citoplasma ou membrana de células tumorais.
- antígenos virais são expressos na membrana com MHC-I e induzem forte resposta imunológica. Assim, esse tumores são mais frequentes em pessoas imunossuprimidas.
- Vacina para HPV: prevenção de câncer de colo uterino, com proteínas capsídeas do HPV. Para hepatite B: câncer de fígado.
- vírus RNA ( retrovírus ): somente o HTLV-1 em linfomas/leucemias de células T.
Antígenos oncofetais
- antígenos oncofetais são expressos em altos níveis nas células cancerosas e em fetos de desenvolvimento normal, mas não em tecidos normais de adultos.
- Os genes codificadores dessas proteínas são silenciados durante o desenvolvimento, sendo reativados em transformações malignas.
- Importância: marcadores para diagnóstico de tumores.
- Em diversas condições inflamatórias essas proteínas estão aumentadas em tecidose na circulação e são encontradas em pequenas quantidades mesmo em tecidos normais.
- Não são importantes indutores de resposta imunogênica.
- Mais conhecidos: CEA ( antígeno carcino-embrionário ) e APF ( alfafetoproteina ).
- CEA aumentado ocorre em muitos carcinomas de cólon, pâncreas, estômago e mama com níveis séricos elevados nesses pacientes. Usado clinicamente para monitorar tratamento e vigiar recorrência. Aumentado em inflamações crônicas intestinais e hepáticas.
- AFP: glicoproteína elevada em carcinoma hepático, tumores de células germinativas ( testículo ). Pode ser usado como marcador para testes de imunohistoquímica. Pode aumentar na cirrose hepática.
Antígenos glicolipídicos e glicoproteicos alterados.
- a maioria dos tumores humanos expressa níveis mais altos do que o normal ou formas anormais de glicoproteínas e glicolipídeos de superfície, que podem ser marcadores diagnósticos e alvos para terapia.
- Incluem: gangliosídeos, antígenos de tipos sanguíneos e mucinas.
- alguns dos aspectos do fenótipo maligno como a invasão de tecidos e o comportamento metastático podem refletir propriedades de superfícies celulares alteradas, resultantes da síntese de glicoproteínas e glicolipídeos anormais.
- gangliosídeos ( GM2, GD2 e GD3 ) são glicolipídeos expressos em altos níveis em neuroblastomas, melanomas e muitos sarcomas podendo ser alvo de terapia de anticorpos, por exemplo.
- Ensaios clínicos com anticorpos antigangliosídeos e imunização com vacinas de gangliosídeos estão em andamento.
- Mucinas: glicoproteínas de alto peso molecular com expressão desregulada em alguns tumores.
- CA125 ( carcinoma de ovário ), CA19-9 ( carcinoma de pâncreas ), MUC-1 ( carcinoma de mama ), PSA ( carcinoma de próstata ).
Antígenos de diferenciação tecido-específicos
- Tumores podem expressar moléculas que estão presentes somente nas células normais de origem e não em células de outros tecidos.
- São chamados de antígenos de diferenciação porque são específicos para linhagens ou estágios particulares de diferenciação de diversos tipos de células.
- são importantes como alvos potenciais para imunoterapia e para a identificação de tecido de origem dos tumores.
- Linfomas podem ser diagnosticados como tumores derivados de célula B pela detecção de marcadores de superfície característicos dessa linhagem, como CD10 ( leucemia linfoblástica aguda ) e o CD20.
- Esses antígenos de diferenciação são moléculas próprias normais, e, portanto, não costumam induzir respostas imunológicas fortes.
RESPOSTAS IMUNOLÓGICAS CONTRA TUMORES
- Foi demonstrado que os mecanismo efetores tanto da imunidade natural como da imunidade adquirida destroem células tumorais.
Respostas Imunológicas Naturais
- As células NK destroem muitos tipos de células tumorais, especialmente aquelas que tem expressão de moléculas do MHC classe I reduzida e expressam ligantes para receptores ativadores de células NK
- alguns tumores expressam MIC-A, MIC-B e ULB os quais são ligantes para o receptor ativador de NK – NKG2D
- Além disso as células NK podem ser direcionadas para as células tumorais revestidas por anticorpo IgG através do receptor Fc ( FcγRIII ou CD 16 ).
- a capacidade tumoricida das células NK é aumentada pelas citocinas, incluindo interferon γ, IL-15 e IL -12.
- Macrófagos são capazes de inibir ou de promover o crescimento e disseminação de cânceres, dependendo do seu estado de ativação.
- Macrófagos M1 ( ativados por IFN gama ) apresentam diversas funções antitumorais através de liberação de enzimas lisossômicas, de espécies reativas de oxigênio e de óxido nítrico.
- Macrófagos M1 também produzem TNF que pode levar a destruição de tumores através da indução de trombose em vasos sanguíneos do tumor.
- Macrófagos M2 ( Induzidos por IL-4, IL-10 e IL-13 ) podem contribuir para a progressão do tumor. Essas células secretam fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), fator de transformação do crescimento-β(TGF-β) e outros fatores solúveis que promovem a angiogênese tumoral.
Respostas Imunológicas Adquiridas aos Tumores
- Tumores desencadeiam a resposta mediada por célula T ( principal ) e a resposta humoral
- O principal mecanismo de imunidade tumoral adaptativa é a destruição das células tumorais por linfócitos T citotóxicos ( CD8).
- Os linfócitos CD8 podem desempenhar uma função de vigilância imunológica pelo reconhecimento e morte de células potencialmente malignas que expressam peptídeos derivados de antígenos tumorais e apresentados em associação com MHC-I principalmente tumores induzidos por vírus.
- O prognóstico de alguns tipos de tumores humanos é melhor quando há mais linfócitos citotóxicos presentes no tumor
- Células mononucleares derivadas de infiltrados inflamatórios de tumores sólidos humanos, chamados linfócitos infiltradores de tumor ( TIL ) contém linfócitos citotóxicos capazes de destruir o tumor do qual foram derivados.
- As respostas das células CD8 específicas contra antígenos tumorais podem exigir a apresentação cruzada dos antígenos tumorais pelas células dendríticas.
- As células tumorais não expressam coestimuladores necessários para dar início às respostas de células T e nem as moléculas do MHC classe II necessárias para estimular as células T auxiliares (CD4) que promovem a diferenciação de células CD8
- Células dendrítricas ingerem antígenos tumorais; esse peptídeos são então apresentados com MHC-I para linfócitos CD8 que junto com coestimuladores das APCs levam à diferenciação de células CD8 em linfócitos T citotóxicos.
- APCs também podem apresentar antígenos tumorais ingeridos junto com MHC-II ativando células T auxiliares (CD4).
- Linfócitos T citotóxicos são capazes de reconhecer e destruir células tumorais sem que haja necessidade de haver coestimulação.
- As células CD4 podem exercer um papel nas respostas imunológicas antitumorais fornecendo citocinas para o desenvolvimento eficaz dos linfócitos CD8.
- células CD4 específicas para antígenos tumorais podem secretar citocinas como TNF e o IFN-gama, que podem aumentar a expressão de MHC-I pelas células tumorais aumentando a sensibilidade à lise por linfócitos CD8.
- IFN-gama pode aumentar a destruição tumoral através da ativação de macrófagos.
- Pacientes com tumores podem induzir a formação de anticorpos contra diversos antígenos tumorais.
- Esses anticorpos podem destruir as células tumorais por ativação do complemento ou da citotoxicidade dependente de anticorpo com intervenção de macrófagos e células NK com receptores para Fc.
- É um mecanismo pouco efetivo in vivo.
EVASÃO DE RESPOSTAS IMUNOLÓGICAS PELOS TUMORES
- Muitos tumores desenvolvem mecanismos que permitem que eles evitem respostas imunológicas antitumorais.
- Divididos em intrínsecos à células tumorais ou mediados por outras células ( extrínsecos ).
- Edição do tumor: as respostas imunes às células tumorais conferem pressões seletivas que resultam na sobrevivência e propagação de células tumorais variantes com imunogenicidade reduzida.
- Os tumores que se desenvolvem no contexto de um sistema imune normal se tornam menos imunogênicos com o tempo,, o que é consistente com a seleção de células variantes menos imunogênicas.
 
Mecanismos intrínsecos de evasão imunológica por células tumorais
- tumores podem perder a expressão de antígenos que provocam respostas imunológicas, comuns em tumores de crescimento rápido, por mutações sequenciais em genes que codificam esses antígenos.
- A expressão de MHC-I pode ser infraregulada nas células tumorais de modo que elas não podem ser reconhecidas pelos linfócitos CD8
- antígenos tumorais podem estar inacessíveis ao sistema imunológico: mascaramento antigênico por munopolissacarídeos que são mais produzidos por células tumorais.
- Tumores podem não induzir respostas fortes das células T efetoras porque a maioria das células tumorais não expressa coestimuladores ou moléculas do MHC de classe II e requerem apresentação cruzada por célulasdendríticas.
- Tumores podem engajar moléculas que inibem respostas imunológicas: através do envolvimento de CTLA-4 e PD-1. Baixa imunidade antitumoral natural não leva a estímulo adequado de APCs, o que a faz expressar baixos níveis de B7 e isto leva à expressão de CTLA-4 em linfócitos.
- PD-L1 que se liga a PD-1 em linfócitos é expresso em muitos tumores humanos
- Tumores podem expressar FasL (ligante do receptor Faz de morte celular). A ligação de FasL com receptor Faz de leucócitos leva a morte apoptótica dos leucócitos.
- Produtos secretados de células tumorais podem suprimir respostas imunológicas antitumorais como TGF-β que inibe a proliferação e função efetora de linfócitos e macrófagos.
 
Supressão celular extrínseca de imunidade antitumoral
- Macrófagos associados a tumores podem promover o crescimento tumoral e a invasividade pela alteração do microambiente tecidual e pela supressão de respostas de célula T.
- Esses macrófagos são de fenótipo M2 e secretam IL-10, prostaglandina E2 e arginase que danificam a ativação T. Secretam fatores que promovem a angiogênese ( TGF-β e VEGF ).
- As células T reguladoras podem suprimir respostas das células T aos tumores, e estas estão em número aumentado em certos tumores.
- Células supressoras derivadas mielóides (MDSC) são precursores mielóides recrutados da medula óssea e se acumulam em tecidos tumorais suprimindo respostas antitumorais naturais e de células T. Elas produzem IL-10 que inativa macrófagos e indolamina 2,3-dioxigenase que cataboliza o triptofano que é necessário para a proliferação de células T. Induzem desenvolvimento de células T reguladoras.
IMUNOTERAPIA PARA TUMORES
- Tratamento tradicional: bloqueio da divisão celular
- Respostas imunológicas a tumores podem ser específicas para antígenos tumorais e não irão causar danos a maior parte das células normais.
- Visa: potencializar a fraca resposta imunológica aos tumores ( imunidade ativa ) ou administrar anticorpos ou células T específicos para o tumor ( imunidade passiva ).
Estimulação das respostas imunológicas ativas do hospedeiro aos tumores.
- A imunização (vacinação) de indivíduos portadores de tumor com antígenos tumorais pode resultar em respostas imunológicas aumentadas.
- Outro modo: células dendríticas de pacientes, purificadas, são incubadas com antígenos tumorais ou transfectadas com genes que codificam esses antígenos e depois injetadas de volta ao paciente – vacina com base celular.
- Dificuldade em criar uma vacina forte o suficiente para erradicar todas as células cancerosas do paciente.
- a imunidade contra tumores mediada por células pode ser aumentada pela expressão de citocinas e coestimuladores em células tumorais e pelo tratamento de indivíduos portadores de tumor com citocinas que estimulam a proliferação e diferenciação de linfócitos T e células NK.
- Pode-se transfectar células tumorais com genes que codificam B7 ou citocinas como IL-2 e GM-CSF.
- administração de altas dose de IL-2 estimula a produção de outras citocinas como TNF e IFN-gama usada em melanomas e carcinoma renal.
- IFN-alfa: em melanoma e tumores carcinoides, levando a inibição da proliferação de células tumorais, atividade citotóxica aumentada de células NK, expressão aumentada de MHC-I
- Pode-se bloquear vias inibitórias como anticorpos contra CTLA-4 ( ipilimumab ) aprovado no tratamento do melanoma metastático. Como CTLA-4 é a vida inibitória utilizada pelo corpo para desligar respostas contra antígenos próprios, o uso desta drogas bloqueadoras de CTLA-4 levam a reações autoimunes.
- Outra maneira é o bloqueio com anticorpos monoclonais do receptor PD-1 em linfócitos.
- Respostas imunológicas a tumores podem ser estimuladas pela administração local de substâncias inflamatórias (BCG ativa macrófagos e causa morte tumoral mediada por macrófagos) ou por tratamento sistêmico com agentes que funcionam como ativadores policlonais de linfócitos ( citocinas – como interleucina-2 ).
Imunoterapia passiva para tumores com células T e anticorpos
- Consiste na transferência de efetores imunológicos, incluindo células T e anticorpos específicos para o tumor. É rápida mas não leva a uma imunidade duradoura.
- Imunoterapia celular adotiva: é a transferência de células imunológicas cultivadas que tenham atividade antitumoral para o paciente em questão. Faz-se cultura de leucócitos do sangue periférico do paciente com tumor e acrescenta-se alta dose de IL-2 na cultura. Com isso cria-se um pool de linfócitos ativados por IL-2 chamado de LAK e estas injetadas de volta no paciente que ainda pode receber doses sistêmicas de IL-2. Essas células LAK são principalmente NK.
- Uma variação dessa técnica é a cultura de linfócitos que infiltram tumores ( obtido do material de ressecção cirúrgica ) e adicionado a IL-2. Esse pool celular é rico em LT CD8 e NK. É usado no tratamento de melanomas.
- Terapia de gene de receptor de célula T: células T de pacientes são transfectadas in vitro com genes codificando um TCR específico para um antígeno tumoral. Essas células são expandidas e inseridas de volta no paciente.
- Efeito enxerto versus leucemia: em pacientes com leucemia, a administração de células T alorreativas juntamente com o transplante de células tronco pode contribuir para a erradicação do tumor. Esse efeito é dirigido às moléculas MHC alogênicas presentes nas células hematopoiéticas do receptor, inclusive as células de leucemia.
- Terapia com anticorpos monoclonais: munição mágica. Mecanismo: opsonização e fagocitose, ativação do sistema complemento, citotoxicidade celular dependente de anticorpo. Ex: tratamento de linfomas B com anticorpo monoclonal anti-CD20 ( rituximab ).
- alguns anticorpos podem ativar diretamente vias de apoptose intrínsecas nas células tumorais.
- Trastuzumab: anticorpo monoclonal anti-HER2 usado em câncer de mama que expressa altos níveis de HER-2/neu.
- anticorpos: murinos ( respostas imunológicas contra Ig murinas e perda de função ); humanizados: tem regiões variáveis de anticorpos monoclonais murinos específicos para o antígeno tumoral combinados com porções Fc humanas.
- anticorpos antitumorais podem ser acoplados a moléculas tóxicas ( ricina, toxina diftérica em baixas doses – inibição da síntese proteica – chamados de imunotoxinas ), radioisótopos e drogas antitumorais para promover a distribuição desses agentes citotóxicos especificamente para o tumor.
- Existem anticorpos monoclonais contra receptores de fatores de crescimento epidérmico ( cetuximab em câncer colorretal ) e VEGF que é um fator de crescimento vascular endotelial ( angiogênese ).
PAPEL DO SISTEMA IMUNOLÓGICO NA PROMOÇÃO DO CRESCIMENTO TUMORAL
- a inflamação crônica é reconhecida como um fator de risco para o desenvolvimento de tumores ( pancreatite, D. de Crohn, prostatite ).
- a ativação crônica das células imunes nos processos inflamatórios crônicos ativam macrófagos do fenótipo M2 que são fonte de VEGF que promove a angiogênese e metaloproteinases da matriz extracelular levando a remodelação tecidual favorecendo a formação e disseminação tumoral.
- as células imunes naturais tbém podem contribuir para a transformação maligna de células ao gerarem radicais livres que causam dano ao DNA e levam a mutações nos genes supressores de tumores e oncogenes.
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