Klin Onkol 2025; 38(6): 416-417.
Dne 6. října 2025 vyšla tisková zpráva, že Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu obdrželi laureáti Mary E. Brunkowová, Fred Ramsdell a Shimon Sakaguchi za jejich průlomové objevy v oblasti periferní imunitní tolerance. Laureáti objevili buňky imunitního systému, regulační T lymfocyty, které brání ostatním imunitním buňkám atakovat tkáně vlastního těla. Pojďme se na tento příběh blíže podívat.
V roce 1995 Shimon Sakaguchi učinil klíčový objev. Do té doby byli vědci přesvědčeni, že potenciálně škodlivé imunitní buňky jsou eliminovány pouze v thymu procesem nazývaným centrální tolerance. Sakaguschi prokázal, že imunitní systém je složitější a objevil dosud neznámou třídu imunitních buněk, které organizmus chrání před autoimunitními nemocemi. V roce 2001 Mary Brunkowová a Fred Ramsdell objevili, že kmen myší silně náchylných k autoimunitním onemocněním má mutaci v genu Foxp3. Zároveň prokázali, že mutace v lidském ekvivalentu tohoto genu způsobuje závažný syndrom IPEX. Za dva roky poté Shimon Sakagushi potvrdil, že gen Foxp3 řídí vývoj buněk, které identifikoval v roce 1995. Tyto buňky byly nazvány regulační T lymfocyty (Treg).
Robustní imunitní systém je kritický pro naše přežití a zdraví. Bez něj bychom byli vysoce zranitelní, neboť jsme konstantně vystavování mikroorganizmům v našem okolí. Okamžitá odpověď imunitního systému je zprostředkována vrozenou imunitou, zatímco adaptivní imunita vyžaduje několik dní k tomu, aby byla mobilizována. Adaptivní imunitní systém si je schopen pamatovat patogeny, kterým byl předtím exponován, takže poté, co stejný antigen potká podruhé, odpověď může být rychlejší a efektivnější. Každý lymfocyt má svůj unikátní antigenový receptor, což společně umožňuje rozpoznat enormní počet cizích struktur, s nimiž se můžeme setkat.
Zatímco generování obrovské diverzity BCR a TCR receptorů maximalizuje schopnost imunitního systému rozeznat cizí antigeny, vybírá si to daň v podobě, kdy některé receptory neodvratně rozeznávají vlastní antigeny (tzv. self-antigeny). Tímto mechanizmem vznikají autoimunitní nemoci. Jak je dosaženo imunitní tolerance? Self-reaktivní T lymfocyty jsou eliminovány negativní selekcí v thymu. Eliminace self-reaktivních potenciálně škodlivých T buněk z repertoáru naivních T lymfocytů je známo jako centrální tolerance, která tvoří základní pilíř adaptivního imunitního systému. Letošní laureáti přispěli k tomuto konceptu objevem periferní imunitní tolerance.
Periferní imunitní tolerance
V 70. letech vznikl koncept supresorových T lymfocytů, který byl založen na experimentech poukazujících na to, že určité T buněčné populace mohou potlačit imunitní odpověď. Nicméně v důsledku metodologických inkonzistencí a nedostatku specifických markerů bylo toto pole výzkumu poznamenáno problémy a v důsledku rostoucího skepticizmu nakonec zcela zkolabovalo. Trvalo velmi dlouho, než došlo k renesanci konceptu regulačních T lymfocytů. V klíčové práci z roku 1995 Sakaguchi prokázal, že CD4+ T lymfocyty, které exprimují povrchový marker CD25 (a řetězec receptoru pro IL-2), mají regulační funkci. Pokud byly athymickým myším injikovány CD4+ buňky ze sleziny a uzlin depletované o CD25+ buňky, tyto myši vyvinuly evidentní autoimunitní onemocnění. Nicméně následná rekonstituce s CD4+25+ buňkami v omezeném časovém období zabránila rozvoji autoimunity. Bylo tedy evidentní, že CD4+25+ T lymfocyty mají zásadní roli v udržení imunitní self-tolerance. Termín regulační T lymfocyty (Treg) byl záhy akceptován širokou vědeckou komunitou. Experimentální studie prokázaly, že tyto buňky potlačují proliferaci a produkci cytokinů konvenčních T lymfocytů několika mechanizmy: tzv. kontaktem cell-to-cell, sekrecí supresivních cytokinů (IL-10, IL-35 a TGF b) a sekvestrací IL-2. Nicméně stále chyběl definitivní marker těchto buněk, což se však mělo brzy změnit.
Během projektu Manhattan byl studován vliv radiace na myši. V laboratoři si všimli spontánní mutace, kterou nazvali scurfy mice (šupinaté myši). Tento kmen vyvíjel závažné autoimunitní nemoci a jejich fenotyp zaujal Mary Brunkowovou a Freda Ramsdella. Rozhodli se identifikovat specifickou mutaci pro scurfy mice a postupně nalezli kandidátní oblast na chromozomu X s 500 000 bázemi. Z ní izolovali 11 velkých DNA fragmentů a zaměřili se na čtyři z nich. Když analýza prokázala, že region obsahuje přibližně 20 genů, každý z těchto genů sekvenovali a srovnali s korespondujícími geny u člověka a u sedmi jiných myších kmenů. Až v posledním z genů identifikovali inzerci dvou párů bází, které zapříčinila frame shift a předčasný stop kodon. Tento gen dosud nebyl popsán. Brunkowová a Ramsdell jej nazvali Forkhead box P3 (Foxp3). V dalších elegantních experimentech prokázali, že wild type Foxp3 zachránil samce scurfy mice před rozvojem autoimunitního onemocnění.
Ihned po jejich objevu, Brunkowová a Ramsdell upřeli svou pozornost na vzácné dědičné onemocnění IPEX (imunitní dysregulace, polyendokrinopatie, enteropatie, X-linked). Jde o autoimunitní onemocnění u mladých chlapců, které je fatální, pokud nejsou léčeni alogenní transplantací kmenových buněk. Brunkowová a Ramsdell prokázali, že mutace FOXP3, lidské obdobě genu u scurfy mice, byla zodpovědná za IPEX. V návaznosti na tyto klíčové objevy Sakaguchi prokázal, že Foxp3 je selektivně exprimován v CD4+25+ T lymfocytech a retrovirový transfer Foxp3 konvertoval konvenční CD4+ T lymfocyty na Treg buňky. Ramsdellova skupina následně prokázala, že Treg buňky jsou u scurfy mice nepřítomny a že myši s overexpresí Foxp3 vykazují zvýšené počty Treg buněk.
Shrnuto dohromady, laureáti letošní Nobelovy ceny jasně prokázali, že absence jednoho typu buněk, Treg buněk, kontrolovaná jediným genovým lokusem foxp3/FOXP3, dostačuje na to, aby narušila imunologickou toleranci a způsobila těžká autoimunitní onemocnění jak u myší, tak i u člověka.
Role Treg v nádorové imunologii
Úloha regulačních T buněk v protinádorové odpovědi již byla popsána v mém článku v Klinické onkologii před 10 lety. V komplexní interakci Treg buněk hraje mimo jiné důležitou úlohu exprese molekul CTLA-4 a PD-1, rovněž tak hraje klíčovou roli IL-10 a TGF-b. V prvních klinických pracích na toto téma bylo prokázáno zvýšené zastoupení Treg buněk u nemalobuněčného karcinomu plic a ovariálního karcinomu, následně rovněž tak u melanomu a poté i u jiných typů nádorů [1].
Treg buňky potlačují excesivní imunitní odpověď, udržují imunitní homeostázu a ovlivňují progresi nádorů inhibicí protinádorové imunity. Mechanizmů této inhibice je několik: inhibice kostimulačních signálů CD80 a CD86 na dendritických buňkách prostřednictvím CTLA-4 antigenu, spotřeba IL-2 vysokoafinitním receptorem CD25, sekrece inhibičních cytokinů, metabolická modulace tryptofanu a adenozinu a direct killing efektorových T buněk. Treg buňky jsou přitahovány do nádorového mikroprostředí pomocí chemokinových gradientů CCR4, CCR8, CCR10 a CXCR3. Vysoká infiltrace Treg buňkami je u různých typů nádorů spojena se špatným přežitím [2].
Mohou být Treg buňky terapeutickým cílem?
Strategie vedoucí k depleci Treg buněk a kontrole jejich funkce pro posílení protinádorové imunitní odpovědi jsou vysoce potřebné v oblasti nádorové imunoterapie. V cílené eliminaci Treg buněk již byla testována monoklonální protilátka anti-CD25 daklizumab. Role CTLA-4 a PD-1 však musí být v kontextu současné imunoterapie nádorů hlouběji a podrobněji analyzována. Dalšími možnými cílovými molekulami jsou OX-40, GITR a LAG-3. Také blokáda chemokinů a chemokinových receptorů je další možnou cestou. Podání anti-CCR4 protilátky mogalizumabu významně redukovalo počet Treg buněk v periferní krvi u nemocných s pokročilými solidními nádory. Přežití pacientek s karcinomem prsu s vysokou infiltrací CCR8+ Treg buňkami bylo významně sníženo, proto terapie proti CCR8 je dalším molekulárním cílem léčby [2].
Nicméně ukázalo se, že v některých případech může přítomnost Treg buněk zlepšit přežití pacientů s nádorovými onemocněními. Několik klinických studií potvrdilo pozitivní korelaci mezi infiltrací nádoru Treg buňkami a přežitím pacientů s nádory hlavy a krku, folikulárním lymfomem, kolorektálním karcinomem a karcinomem žaludku. Složitá regulační funkce Treg buněk v nádorovém mikroprostředí tak nemůže být zjednodušována čistě na stimulaci progrese nádoru [3].
Treg buňky mají pravděpodobně duální úlohu ve vývoji nádorů. Na jedné straně inhibují systémovou zánětlivou odpověď vycházející z excesivní aktivace protinádorové imunity a v pozdních stadiích vývoje nádoru Treg buňky downregulují protinádorovou imunitní odpověď. V časných stadiích vývoje nádoru Treg buňky také potlačují zánět, který však může být výhodným prostředím pro rozvoj nádoru. Bylo mimo jiné prokázáno, že u nádorů žaludku byla infiltrace nádoru Treg buňkami ve stadiích I–II asociována s lepším 5letým přežitím na rozdíl od horšího přežití ve stadiích III–IV [3].
Značný terapeutický potenciál Treg buněk je doposud z velké části nepodchycen. Nicméně řada strategií zaměřených na modulaci Treg buněk se intenzivně zkoumá, některé z nich v klinických studiích. Jsou studovány možnosti podpořit protinádorovou aktivitu eliminací nebo deaktivací tumor infiltrujících Treg buněk. V současnosti probíhá více než 200 klinických studií zaměřených na Treg buňky, včetně studií zaměřených na léčbu nádorů. Například identifikace CCR8 na tumor infiltrujících Treg buňkách stimulovala vývoj monoklonálních protilátek, které by cílily na Treg tumor asociované buňky a pomohly je odstranit. Doufám, že o pokroku v této oblasti vás budu informovat opět za 10 let.
Literatura
- Klabusay M. Úloha regulačních T buněk v protinádorové imunitní odpovědi. Klin Onkol 2015; 28 (Suppl 4): 4S23–4S27.
- Ohue Y, Nishikawa H. Regulatory T (Treg) cells in cancer: Can Treg cells be a new therapeutic target? Cancer Science 2019; 110 (7): 2080–2089. doi: 10.1111/cas.14069.
- Wang Y, Li J, Nakahata S et al. Complex role of regulatory T cells (Tregs) in the tumor microenvironment: their molecular mechanisms and bidirectional effects on cancer progression. [online]. Available from: https: //www.mdpi.com/1422-0067/25/13/7346.
prof. MUDr. Martin Klabusay, Ph.D.
