Interferon

Cell Death & Disease volume 14, Número do artigo: 319 (2023) Citar este artigo

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Foi estabelecida uma forte correlação entre a expressão tumoral de NOS2 e COX2 e resultados clínicos ruins no câncer de mama ER. No entanto, os mecanismos de indução tumoral dessas enzimas não são claros. A análise do Atlas do Genoma do Câncer (TCGA) revelou correlações entre a expressão de NOS2 e COX2 e as citocinas Th1. Aqui, a análise de RNAseq de célula única de células TNBC mostra indução potente de NOS2 e COX2 por IFNγ combinado com IL1β ou TNFα. Dado que o IFNγ é secretado por linfócitos citolíticos, o que melhora os resultados clínicos, esse papel do IFNγ apresenta uma dicotomia. Para explorar esse enigma, as células tumorais NOS2, COX2 e CD8+ T foram analisadas espacialmente em tumores agressivos de mama ER–, TNBC e HER2+. Alta expressão e agrupamento de células tumorais que expressam NOS2 ocorreram na interface tumor/estroma na presença de células T CD8+ restritas ao estroma. Alta expressão e agrupamento de células tumorais que expressam COX2 estenderam-se para regiões desérticas imunológicas no núcleo do tumor, onde a penetração de células T CD8+ foi limitada ou ausente. Além disso, células tumorais com alta expressão de NOS2 estavam próximas a áreas com aumento de satelitose, sugerindo aglomerados de células com maior potencial metastático. Outras experiências in vitro revelaram que o IFNγ + IL1β/TNFα aumentou o alongamento e a migração das células tumorais tratadas. Esta análise espacial do microambiente tumoral fornece informações importantes sobre bairros distintos onde existem células T CD8+ restritas ao estroma próximas a nichos tumorais que expressam NOS2 que poderiam ter aumentado o potencial metastático.

O receptor de estrogênio alfa-negativo (ER-) e o câncer de mama triplo-negativo (TNBC) representam uma proporção menor dos tipos de câncer de mama, mas estão entre as malignidades mais agressivas com estratégias de tratamento limitadas quando comparadas aos tumores ER + menos agressivos [1]. Durante a última década, uma proporção significativa de cânceres demonstrou expressão elevada de NOS2 [2], onde cânceres variando de melanoma a glioma superexpressam NOS2 [3,4,5,6]. No câncer de mama, o aumento de NOS2 foi relatado em > 70% dos pacientes [7]. Curiosamente, a expressão elevada de NOS2 no tumor se correlacionou com a mutação P53 e foi preditiva de sobrevida pobre em ER- (Hazard Ratio = 6), mas não ER + pacientes com câncer de mama [7, 8]. Embora a expressão elevada de COX2 tumoral também tenha sido preditiva de um desfecho ruim, conforme definido por HR de 2,45 em pacientes ER da mesma coorte [9], a coexpressão elevada de NOS2/COX2 foi fortemente preditiva de desfecho ruim (HR 21) [10]. Esses resultados sugerem que a coexpressão tumoral elevada de NOS2/COX2 impulsiona a progressão de fenótipos agressivos de câncer de mama [10, 11]; no entanto, os mecanismos de indução de NOS2/COX2 dentro dos tumores permanecem obscuros.

O exame do Atlas do Genoma do Câncer (TCGA) revelou correlações entre a expressão tumoral de NOS2/COX2 e interferon-gama (IFNγ), interleucina-17 (IL17), IL1 e receptor toll-like-4 (TLR4), frequentemente associados com efeitos anticancerígenos [12]. Curiosamente, essas associações são contraditórias, pois a expressão tumoral elevada de NOS2/COX2 prediz desfechos clínicos ruins [7, 9, 10]. Recentemente, a expressão elevada de NOS2 e COX2 foi descoberta em células imunes e tumorais distintas após tratamento com IFNγ e citocinas ou agonistas de TLR4, consistente com sinalização feedforward de NOS2/COX2 conforme relatado anteriormente [10, 13]. Esses resultados sugerem uma relação ortogonal entre a expressão tumoral NOS2/COX2, o que poderia promover microambientes tumorais distintos que contribuem para resultados clínicos ruins [13].

Para explorar essas possibilidades, mostramos aqui que as citocinas Th1 estimulam efetivamente a expressão de NOS2 e COX2 em células tumorais in vitro. A análise de RNAseq de célula única (scRNAseq) revelou que IFNγ combinado com interleucina 1β (IL1β) ou fator de necrose tumoral alfa (TNFα) induziu maior expressão de NOS2/COX2 do que as citocinas como agentes únicos. Além disso, as citocinas que foram reguladas positivamente em tumores de mama ER com alta expressão de NOS2 [7, 10], incluindo IL6 e IL8, foram induzidas por esses tratamentos e correlacionadas com a expressão de NOS2/COX2. Além disso, este estudo revela uma sinergia única entre IL1α/β que aumenta a expressão de NOS2 e COX2. A imagem espacial multiplex revelou aglomerados de células que expressam NOS2 alto próximo a áreas de células T CD8+ restritas ao estroma que são conhecidas por produzir IFNγ e sugerem um pequeno nicho inflamatório na interface tumor/estroma nesses tumores. Embora a COX2 estivesse presente nessas regiões, ela era mais altamente expressa no tumor, em áreas desérticas imunológicas com baixa penetração de células T CD8+. A comparação de sítios distintos dentro de um mesmo tumor, ou regiões geográficas entre tumores, sugere uma progressão espacial e temporal de sítios inflamatórios em áreas de células linfóides restritas, que progride para um deserto imunológico em áreas de alta expressão de COX2. Essas novas observações fornecem impressões digitais espaciais distintas de fenótipos tumorais agressivos que se correlacionam com a diminuição da sobrevida do câncer de mama específico da doença [7, 10].