Frontiers in Immunology

Bevezetés

a dendritikus sejtek (DC) professzionális antigénbemutató sejtek (APC), amelyek kulcsszerepet játszanak az immunválaszok indukciójában és szabályozásában, beleértve a citotoxikus T-limfocita (CTL) válaszok indukcióját. Ezek fontos szerepet játszanak a rák és számos kórokozó, köztük a HIV és a malária elleni vakcinák kifejlesztésében, ahol a CTL válaszokra van szükség a védelemhez és a betegségek felszámolásához. DC-vel töltött ex vivo tumor antigénnel (Ag) oltásként adták be rákos betegek több mint 15 éve. Jól tolerálhatók és immunválaszokat váltanak ki, beleértve néhány klinikai regressziót is, de egyértelműen van még hova fejlődni (1). A DC hálózat mind egerekben, mind emberekben heterogén, speciális DC részhalmazokkal, amelyek specifikus immunfunkciókat vezetnek (2). A DC biológia megértésének új fejleményei a DC egy olyan részhalmazát azonosították, amelyet a clec9a (DNGR-1) (3, 4) és az XCR1 (5, 6) új markerek expressziója jellemez, amelyek fontosak a CTL válaszok indukálásához (7). Az Ag-t és aktivátorokat közvetlenül a CLEC9A+XCR1+ DC-be in vivo szállító vakcinastratégiák az in vitro származtatott vakcinákkal kapcsolatos számos logisztikai probléma megoldását ígérik, lehetővé téve a kívánt immunválasz pontosságát és specifikusságát (8). Itt a clec9a+XCR1+ DC biológiai tulajdonságait tárgyaljuk, amelyek olyan vonzó célpontokká teszik őket a CTL vakcinák számára, valamint új vakcinázási megközelítéseket, amelyek in vivo célozzák meg őket.

a CLEC9A+XCR1+ DC elengedhetetlen a CTL indukcióhoz

az egyenáramú hálózat és az optimális egyenáramú részhalmaz kialakulóban lévő komplexitása az első fontos szempont a DC-t megcélzó új vakcinák tervezésénél in vivo. Az emberben és az egérben több DC részhalmaz létezik, amelyek helyük, fenotípusuk és speciális funkciójuk szerint változnak (2). Széles körben osztályozhatók: (i) gyulladásos monocita eredetű (Mo) DC, amely monocitákból fejlődik ki, és gyorsan toborozódik a gyulladás helyére; (ii) plazmacytoid DC (pDC), amelyek a TLR 7/9 ligációra adott válaszként az I. típusú interferonok (IFN) fő termelői, és kulcsfontosságúak a vírusellenes immunitás szempontjából; és (iii) hagyományos DC (cDC), amely a hely alapján tovább osztható “lymphoid-rezidens” és “vándorló” DC-re (2). A limfoid rezidens DC közvetlenül a limfoid szövetekben rögzíti az Ag-t, míg a vándorló DC a perifériás szervekben található (pl. tüdő, bőr és bél), ahol az Ag-t elfogják, majd a limfoid szövetekbe vándorolnak, hogy megosszák Ag-jüket más limfoid rezidens DC-vel, vagy az Ag-t közvetlenül a T-sejtekbe mutatják be. Mindkét helyen a cDC tovább különíthető speciális funkciókkal rendelkező részhalmazokra. A növekvő bizonyítékok arra utalnak, hogy az egér CD11b+ cDC részhalmaza szerepet játszik a CD4+ T-sejtek válaszainak indukciójában, bár az ekvivalens humán CD1c+ DC részhalmazhoz hasonló szerepet még nem állapítottak meg (2, 9). Ez azonban a C-típusú lektinszerű receptor, a CLEC9A és a kemokin receptor, az XCR1 expressziója által meghatározott részhalmaz, amely döntő fontosságú a rákok, vírusok és más patogén fertőzések elleni CTL-válaszok kiváltásához (2, 7).

a CLEC9A+XCR1+ DC-t eredetileg egerekben azonosították a lymphoid rezidens DC-n lévő CD8a markerek vagy a vándorló DC-n lévő CD103 markerek expressziójával, és általában CD8a+ lymphoid és CD103+ migráns DC-nek nevezik őket. Emberben a CLEC9A + XCR1 + DC, amelyet általában CD141+ DC-nek neveznek, mind a limfoid, mind a nem limfoid szövetekben megtalálható, beleértve a bőrt, a beleket, a májat és a tüdőt (6, 10-13). A CLEC9A-t és az XCR1-et kizárólag ez az egyedülálló DC részhalmaz fejezi ki mindkét faj limfoid és nem limfoid szöveteiben, kivéve az egér pDC-jének alacsony clec9a expresszióját. Mivel ezek a markerek együttesen jelenleg a legkülönlegesebb eszközök ezeknek a DC-nek a meghatározására mindkét fajban, a továbbiakban CLEC9A+XCR1+ DC-nek nevezzük őket. A CLEC9A és az XCR1 mellett ezek a DC-k a nektinszerű fehérje, a Necl2 (14) és a TLR3 expressziójában osztoznak, és a TLR3 lekötés után az IFN-ons fő termelői (15). Fontos, hogy kitűnnek a kereszt-prezentációban, az a mechanizmus, amely lehetővé teszi az exogén Ag-t, például a tumorokból és a vírussal fertőzött sejtekből származó feldolgozást és az MHC I-n történő bemutatást a CTL-ek általi felismerés céljából (16).

mitől CLEC9A + XCR1 + DC olyan hatékony CTL alapozás?

bár más sejttípusok, beleértve a makrofágokat, a B-sejteket és más DC-részhalmazokat, bizonyos körülmények között keresztezhetik egymást in vitro (17-20), jelentős bizonyíték van annak bizonyítására, hogy a CLEC9A + XCR1 + DC eredendően hatékonyabb ebben a folyamatban in vitro és in vivo (6, 7, 10, 11, 16). A pontos molekuláris mechanizmusokat nem értik, de a kiterjedt erőfeszítések még nem tárták fel a clec9a+XCR1+ DC (16) egyedi keresztbemutató gépeit. Ezeknek a DC-nek azonban számos olyan jellemzője van, amelyek együttesen magyarázzák kiváló keresztfelszívó képességüket annak ellenére, hogy hasonló Ag felvételi kapacitás van a többi DC részhalmazhoz képest. Először is, a CLEC9A + XCR1 + DC kevésbé savas pH-t tart fenn az endoszómákban és a fagoszómákban, előnyben részesítve a korai endocita vezikulák keresztreprezentációját (21), és megkönnyítve az Ag keresztreprezentációját a késői endoszómákra/lizoszómákra (20, 22). Másodszor, a CLEC9A + XCR1 + DC hatékonyabbak az Ag transzlokációjában az endoszómákból / fagoszómákból a citoszolba a klasszikus MHC I feldolgozási útvonalhoz való hozzáférés érdekében (23). Harmadszor, a clec9a, az elhalt sejteken kitett aktinszálak receptora kulcsszerepet játszik az elhalt sejtből elfogott Ag szállításában kereszt-alapozás céljából (24-27). Negyedszer, a CLEC9A + XCR1 + DC expresszálja a tlr3 magas szintjét, amely a keresztindítás ismert fokozója (28). Végül, konstitutív aktiválása kibontott fehérje-válasz érzékelő, ire-1, és a transzkripciós faktor XBP-1 nemrég kimutatták, hogy szabályozza keresztprezentáció specifikusan CLEC9A + XCR1 + DC (29). Bizonyíték van arra is, hogy az XCR1 és a Necl2 részt vesz a CTL aktiválásában, bár nem közvetlenül a keresztmegjelenítési út növelésén keresztül (5, 6, 14). Ezek a funkciók erős indoklást nyújtanak olyan technológiák kifejlesztésére, amelyek kifejezetten az Ag-t szállítják a CLEC9A+XCR1+DC in vivo keresztbemutatási útvonalához.

célzott CLEC9A+XCR1+DC in vivo

a DC felszíni receptorokra specifikus antitestek (Ab), különösen az Ag felvételi receptorok, felhasználhatók az Ag közvetlen in vivo DC-be juttatására (30). A receptor kiválasztása a MEGCÉLOZANDÓ DC részhalmaz specifitásától függ, a receptor által az internalizálást követően alkalmazott Ag feldolgozási és prezentációs útvonal mellett. Különböző C-típusú lektin receptorokat (CLR) használtak ki erre a célra, és ezt máshol vizsgálják felül (1, 30), de az AG clec9a+XCR1+ DC-be történő szállításához egerekben a DEC-205 volt a fő hangsúly. Az Ag Dec-205 Ab-n keresztüli szállítása mind a CD4+, mind a CD8+ T-sejt válaszokat indukálja adjuváns jelenlétében, és jobb, mint az ex vivo betöltött DC vakcinák a tumor növekedésének megelőzésében . Fázisú klinikai vizsgálatok, amelyek az NY-ESO-1 Ag-t célozzák az ezt az Ag-t expresszáló több szilárd rosszindulatú daganat kezelésére, folyamatban vannak a CDX-1401 felhasználásával, amely egy teljesen humanizált Ab a DEC-205 ellen (CellDex Therapeutics). Emberben a DEC-205 széles körben expresszálódik az összes DC-n kívül B-sejtek, T-sejtek és NK sejtek. Bár a CLEC9A + XCR1 + DC, CD1c + DC, pDC és MoDC kimutatták, hogy a DEC-205 által a CD4+ és CD8+ T sejtekbe szállított Ag-T in vitro feldolgozzák és jelenítik meg (20, 31-33), a korlátozott közvetlen összehasonlítások azt sugallják, hogy a CLEC9A+ XCR1+ DC hatékonyabb a keresztreprezentációban (20). Ez valószínűleg a DEC-205 késői endoszómákba történő preferenciális kereskedelmének köszönhető, amely jellemzően az MHC II útvonalon keresztüli Ag feldolgozást részesíti előnyben (34), miközben továbbra is lehetővé teszi a keresztbemutatást CLEC9A+XCR1+ DC (20).

vonzó megközelítés az Ag konkrétabb szállítása a CLEC9A + XCR1 + DC-be Ab vagy a clec9a (3, 4) vagy XCR1 (35) specifikus ligandumok felhasználásával. A Clec9A-t egerekben AG szállításra használó vizsgálatok hatékony CD8+ T-sejt válaszokat és meglepő módon jobb CD4+ T-sejt immunitást figyeltek meg közvetlenül a DEC-205-hez képest, még adjuváns hiányában is (3, 4, 36). A Clec9A célzás hatékonyságának fő okai közé tartozik az intracelluláris kereskedelem, mivel a Clec9A az AG-t a korai és újrahasznosító endoszómákba szállítja (27), valamint az anti-Clec9A Ab perzisztenciája a szérumban, ami az Ag elhúzódó megjelenését eredményezi (36). A clec9a molekuláris kölcsönhatásainak meghatározása az internalizálást követően, és hogy ez hogyan befolyásolja az Ag kereskedelmet és feldolgozást, kétségtelenül rávilágít a Clec9A célzási hatékonyságának alapjaira.

az anti-humán CLEC9A Ab képes az Ag-t humán CLEC9A + XCR1 + DC-be szállítani feldolgozás és kiszerelés céljából mind a CD4+, mind a CD8 + T-sejtvonalakon in vitro (37). Ez biztosítja az elv bizonyítékát és erős indoklást az anti-humán CLEC9A Ab vakcinák továbbfejlesztésére, és átfogóbb összehasonlításra a DEC-205 Ab-vel és más megközelítésekkel, amelyek több DC részhalmazt céloznak meg. Az ilyen vizsgálatok korlátozottak voltak a részletes funkcionális elemzéshez elegendő számú humán CLEC9A+XCR1+ DC megszerzésének nehézségei miatt, de ma már megvalósíthatók új humanizált egérmodellek kifejlesztésével, ahol funkcionális emberi CLEC9A + XCR1 + DC fejlődik ki és in vivo CLEC9A vagy DEC-205 Abs-sel megcélozható (38).

adjuvánsok a CLEC9A+XCR1+DC aktiválásához

a korai DC klinikai vizsgálatok és az AB-t célzó clec9a vagy DEC-205 egérvizsgálatok egyértelműen bizonyították a DC aktiválásának követelményét az optimális CTL-válaszok kiváltása érdekében (31, 39). A TLR ligandumok a legígéretesebb adjuvánsok, amelyeket jelenleg a klinikán értékelnek, és a TLR differenciális expressziója DC részhalmazok szerint mélyen befolyásolhatja az adjuváns választását. Ez különösen fontos szempont a CLEC9A + XCR1 + DC-t célzó vakcinák preklinikai értékelésénél, mivel a TLR expressziója egér és humán DC alcsoportokban eltérő. A Tlr9 ligandumot, a CpG-t széles körben alkalmazták adjuvánsként egerekben, beleértve a Clec9A Ab-T (36), és klinikailag, korlátozott káros hatásokkal, adjuvánsként értékelték a rák kemoterápiájában és az ex vivo DC vakcinákban (40). Míg a TLR9 széles körben expresszálódik egerekben, beleértve a CLEC9A+XCR1+ DC-t is, emberben a PDC-kre korlátozódik (39). Az emberi pDC CpG általi aktiválása azonban nagy mennyiségű I. típusú IFN-t indukál, amely potenciálisan fontos szemlélő funkciót játszhat a CLEC9A+XCR1+ DC aktiválásához, majd a tumorellenes válaszok későbbi indukciójához (41, 42). Egér társaikkal ellentétben az emberi CLEC9A + XCR1 + DC szintén hiányzik a TLR4 expressziója, de expresszálja a TLR8-at, amely egerekben nem működik (39).

egy TLR7 / 8 ligandum, R848 vagy resiquimod, az FDA jóváhagyta helyi alkalmazásra, és jelenleg a DEC-205-Tel (CDX-1401, CellDex) végzett klinikai vizsgálatok alatt áll (43). Ezenkívül aktiválja a CD1c + DC-t a TLR8-on keresztül, a pDC-t pedig a TLR7-en keresztül. A vakcinákban való alkalmazásának lehetőségét még meg kell határozni, az egérvizsgálatok azt mutatják, hogy rövid felezési ideje és összetétele nem feltétlenül ideális a DC lokális aktiválásához az adaptív immunválaszok elindításához, és a klinikai vizsgálatok során megfigyelt súlyos mellékhatásokban is szerepet játszott (43).

a tlr3 ligandum, polyI: C, vonzó adjuvánsként jelenik meg az AB DC célzással kombinálva, mivel a TLR3 expresszió konzerválódik az emberi és egér CLEC9A+XCR1+ DC-ben. PolyI:A C-t találták az optimális adjuvánsnak a DEC-205-Tel kombinálva, amely az AB-t célozza egerekben (44). A hiltonol és az Ampligen poli i:C származékai jól tolerálhatók az emberekben, és I. típusú IFN választ váltanak ki, amely utánozza a vírusfertőzést (45). Ezeket most klinikai vizsgálatokban értékelik a DEC-205 célzással együtt Ab (CellDex Therapeutics; NCT00948961).

következtetés

továbbra is nagy szükség van olyan vakcinák kifejlesztésére, amelyek hatékony vírusellenes és tumorellenes CTL válaszokat váltanak ki. A CLEC9A+XCR1+DC egerekben és emberekben történő felfedezése, mint az Ag keresztbemutatására és a keresztindító CTL-re szakosodott részhalmaz, ígéretes új utakat tárt fel a vakcina tervezésében. Mégis, más DC részhalmazok hozzájárulása ennek a folyamatnak a hatékonyságához még meg kell határozni. Így a kérdések továbbra is fennállnak: hatékonyabb-e az Ag szállítása a clec9a+XCR1+DC-hez, amelyek a legjobban felszereltek a keresztbemutatáshoz, vagy segítséget nyújt-e a más DC részhalmazokba történő együttes szállítás? Mely receptorok szállítják a legjobban az Ag-t a szükséges intracelluláris rekeszekbe, és mely adjuvánsok fokozzák a legjobban az immunválaszokat? Az eddigi tanulmányok azt sugallják, hogy a clec9a+XCR1+ DC in vivo célzása az adjuvánsokkal együtt kifejezetten aktiválja ezeket a DC-ket, nagy ígéretet kínál. A humanizált egérmodellek fejlődése lehetővé teszi a CLEC9A+XCR1+ DC és más DC részhalmazok fejlesztését, lehetővé teszi ezen és más kérdések megválaszolását, és megkönnyíti a fordítást a padról az ágyra.

összeférhetetlenségi nyilatkozat

Mireille H. Lahoud és Kirsteen M. Tullett a Clec9A-val kapcsolatos szabadalmi bejelentések feltalálójaként szerepel. Kristen J. Radfordnak nincs bejelentendő összeférhetetlensége.

Köszönetnyilvánítás

Mireille H. Lahoud és Kristen J. Radford az Ausztrál Nemzeti Egészségügyi és Orvosi Kutatási Tanács (NHMRC 604306 és 1025201) és az Ausztrál prosztatarák Alapítvány (Pg2110) által támogatott projektek támogatásai. Kristen J. Radford NHMRC CDF 2. szintű ösztöndíjjal rendelkezik. Kirsteen M. Tullett a Queenslandi Egyetem Nemzetközi PhD Ösztöndíjának címzettje. Ezt a munkát a viktoriánus Állami Kormány operatív infrastruktúra-támogatása és az ausztrál kormány NHMRC független Kutatóintézet infrastruktúra-támogatási rendszere tette lehetővé.