Гликированный CD43 защищает раковые клетки от иммунного ответа
Макрофаги в микроокружении опухоли оказывают противоопухолевое действие за счет фагоцитоза и/или прямой противоопухолевой активности. Фагоцитоз опухолевых клеток происходит как за счет антителозависимого и независимого клеточного фагоцитоза. Несмотря на убедительные доказательства того, что макрофаги могут сдерживать рост опухоли при остром миелоидном лейкозе (ОМЛ) и других заболеваниях, терапевтические средства, усиливающие фагоцитоз макрофагов, в том числе нейтрализующие антитела к CD47, не привели к улучшению клинических показателей.
Авторы исследования провели полногеномный скрининг с использованием технологии CRISPR (метод целенаправленного выключения (нокаута) генов) для выявления основных путей, регулирующих противоопухолевую активность макрофагов человека. Неожиданно они обнаружили, что классический сигнал «не ешь меня» - CD47 - оказывает минимальное влияние на фагоцитоз в макрофагах человека. В то же время CD47 сильно подавляет фагоцитоз в макрофагах мыши
В модели совместного культивирования культур клеток ОМЛ (MV411, MOLM13) с макрофагами (18-24 ч) базовый уровень фагоцитоза был низким, но усиливался в 4-6 раз под действием IFNγ. CRISPR-скрининг с последующим анализом гидРНК позволил идентифицировать регуляторы фагоцитоза. Также были выявлены гены, связанные с O-гликозилированием (SPN, C1GALT1, C1GALT1C1), TNFα-сигналингом (PPP6C) и эндосомальным транспортом (VPS25), а также клеточно-специфичные регуляторы.
Делеция CD47 не усиливала фагоцитоз в данной модели. Аналогично, нокаут QPCTL (фермента, необходимого для оптимального связывания CD47 с SIRPα) не приводил к усилению фагоцитоза, в отличие от наблюдений в мышиных моделях.
В ходе исследования были выявлены ключевые отрицательные регуляторы антителонезависимого фагоцитоза: PPP6C, SPN, APMAP, VPS29 и NHLRC2; антителозависимого - NLRC5, TAPBP, TAP2, PPP6C и PTPN6. Общими ингибиторами обоих путей выступали APMAP, TMEM30A и гены O-гликозилирования.
O-связанное гликозилирование - посттрансляционная модификация белков, при которой к остаткам серина/треонина присоединяются гликаны, часто терминально сиалированные. C1GALT1 кодирует Т-синтазу (ключевой фермент раннего этапа), C1GALT1C1 - её шаперон; SLC39A9 регулирует экспрессию C1GALT1, а SLC35A2 обеспечивает транспорт УДФ-галактозы.
Нокаут C1GALT1 или C1GALT1C1 не влиял на пролиферацию опухолевых клеток, но повышал их чувствительность к антителозависимому и независимому фагоцитозу; аналогичный эффект наблюдался при делеции SLC39A9 и SLC35A2. Обработка сиалидазой (Vibrio cholerae) также усиливала фагоцитоз, что указывает на ключевую роль терминальной сиализации.
Анализ поверхностных белков показал, что CD43 (SPN), богатый остатками серина и треонина (>30% внеклеточного домена), является ключевой мишенью O-гликозилирования. Экспрессия CD43 подавляла фагоцитоз in vitro и in vivo за счёт сиалированных гликанов. CD43 гиперэкспрессирован в клетках лейкемии и практически отсутствует на нормальных гемопоэтических клетках. Антитела к CD43 усиливали фагоцитоз и снижали устойчивость опухолевых клеток не только к макрофагам, но и к T- и NK-клеткам.
Таким образом, CD43 выступает мощным ингибитором врождённого и адаптивного противоопухолевого иммунитета. Его функция определяется посттрансляционными модификациями - O-гликозилированием и сиалированием. Сиалированный CD43 рассматривается как перспективная терапевтическая мишень при ОМЛ.