NK celična terapija glioblastoma: Modulacija cistatina F za izboljšanje učinkovitosti terapije

Glioblastom (GBM) je zelo agresiven tip možganskega raka, za katerega so značilne tumorske celice, ki so invazivne in odporne na apoptozo. Kljub intenzivnemu zdravljenju, kot je kirurški poseg, radioterapija in kemoterapija, ostaja stopnja preživetja bolnikov z GBM nizka, saj tumorske matične celice preživijo zdravljenje. Zaradi tega je potrebno razviti nova in učinkovita zdravljenja za izboljšanje stopnje preživetja in kakovosti življenja bolnikov z GBM. Imunoterapija predstavlja nov terapevtski pristop za zdravljenje GBM, vendar ima zaenkrat omejen uspeh zaradi imunosupresivnega tumorskega mikrookolja, ki zavira imunski odziv. Glede na izzive, povezane z zdravljenjem GBM, je celična terapija z uporabo naravnih celic ubijalk (NK) obetavna možnost za uspešno zdravljenje GBM. Celice NK lahko prepoznajo in odstranijo tumorske matične celice, ki so odporne na kemoterapijo in radioterapijo ter lahko premagajo imunosupresivno tumorsko mikrookolje. Vendar pa je delovanje celic NK pogosto ogroženo pri bolnikih z rakom, kar vodi v nezmožnost prepoznavanja in odstranjevanja rakavih celic, kar opisujemo tudi kot anergija celic NK. Druga težava, ki ovira uspeh zdravljenja s celicami NK, je dovzetnost celic NK za imunosupresivne dejavnike v tumorskem mikrookolju, med njimi zaviralce peptidaz. Aktivacija citotoksičnih granul celic NK temelji na cisteinskih katepsinih. Cisteinski katepsini C, H in L aktivirajo grancime in perforin. Vendar njihovo delovanje zavira endogeni zaviralec, imenovan cistatin F, ki ga tipično izražajo imunske celice. Cistatin F se transportira do endo/lizosomov zaradi svojega glikozilacijskega profila. V lizosomih se aktivira iz dimerne v aktivno monomerno obliko. Nedavne študije so pokazale, da cistatin F izražajo tudi rakave celice. Povečane ravni cistatina F v tumorskem mikrookolju lahko torej negativno vplivajo na delovanje celic NK. Zato lahko zmanjšanje izražanja ali aktivnosti cistatina F poveča citotoksičnost celic NK in izboljša njihovo terapevtsko učinkovitost. Našo hipotezo bomo preverjali na več načinov. Cilj 1 namerava karakterizirati celice NK v tumorskem mikrookolju GBM in v periferni krvi GBM v primerjavi z zdravimi posamezniki. Cilj 2 bo določil najboljšo strategijo za povečanje citotoksičnosti celic NK, pridobljenih iz zdravih posameznikov, preko modulacije cistatina F. To bomo dosegli bodisi z zmanjšanjem izražanja, modulacijo glikozilacije ali preprečevanjem aktivacije cistatina F v monomerno obliko. V cilju 3 bomo ovrednotili ex vivo spremenjene celice NK na organoidnih modelih GBM v napravi z mikrofluidnim čipom, kar nam bo omogočilo testiranje celic NK v bolj klinično relevantnem okolju. Projekt bo rezultat skupnega prizadevanja več partnerjev, ki bodo združili svoje strokovno znanje in izkušnje za uspešno upravljanje raziskovalnih in administrativnih nalog projekta ter učinkovito razširjanje rezultatov. Izvedena je bila ocena tveganja projekta in predlagane so tri različne strategije za modulacijo cistatina F, da se zmanjša tveganje, da en od primarnih ciljev projekta ne bi bil dosežen. Pomen projekta je razvoj novih ex vivo spremenjenih celic NK s povečano citotoksičnostjo in povečano sposobnostjo premagovanja imunosupresivnega tumorskega mikrookolja kot kandidata za predklinično študijo. Celice NK s spremenjenim izražanjem cistatina F bi se lahko uporabile tudi za terapijo drugih vrst raka, saj je anergija celic NK značilnost številnih tumorjev.