Extracto
Antecedentes
El cáncer de pulmón es la neoplasia maligna más común en los seres humanos y su alta letalidad significa que no existe un tratamiento eficaz. Se necesita con urgencia el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para el cáncer de pulmón. La malaria ha sido reportado para estimular respuestas inmunes del huésped, que se cree que es eficaz para la lucha contra algunos tipos de cáncer clínicos. Este estudio tiene el objetivo de proporcionar evidencia de que la infección por parásitos de la malaria es terapéutico para el cáncer de pulmón.
Metodología /Principales conclusiones
Efecto antitumoral de la infección de la malaria fue examinado en tanto por vía subcutánea y murino por vía intravenosa implantado el cáncer de pulmón de Lewis (LLC) modelo. Los resultados mostraron que la infección por malaria inhibe el crecimiento y la metástasis LLC y prolongó la supervivencia de ratones portadores de tumores. El análisis histológico de los tumores de los ratones infectados con malaria reveló que la angiogénesis se inhibió, lo que correlaciona con un aumento de la desoxinucleotidil transferasa terminal mediada (TUNEL) tinción y la disminución de Ki-67 expresión en los tumores. A través de asesinas naturales (NK) la actividad de citotoxicidad celular, ensayos de citoquinas, ensayo de immunospot ligado a enzimas, la proliferación de linfocitos, y citometría de flujo, hemos demostrado que la infección por malaria proporciona efectos anti-tumorales mediante la inducción de tanto una respuesta inmune innata anti-tumor potente, incluyendo el secreción de IFN-γ y TNF-α y la activación de las células NK, así como la inmunidad anti-tumor de adaptación con el aumento de la proliferación de células T específicas de tumor y la actividad citolítica de CD8 + células T
. Notablemente, los ratones portadores de tumores infectados con el parásito desarrollaron de larga duración y una inmunidad eficaz específico de tumor. En consecuencia, se encontró que la infección parásito de la malaria podría mejorar la respuesta inmune de la vacuna de ADN del cáncer de pulmón pcDNA3.1-hMUC1 y la combinación produjo un efecto antitumoral sinérgico.
Conclusiones /Importancia
infección Malaria significativamente suprime el crecimiento LLC través de la inducción de respuestas antitumorales innata y adaptativa en un modelo de ratón. Estos datos sugieren que el parásito de la malaria puede proporcionar una nueva estrategia o vector de vacuna terapéutica para la terapia basada en inmune contra el cáncer de pulmón
Visto:. Chen L, Z Él, Qin L, Li Q, Shi X, Zhao S, et al. (2011) Efecto antitumoral del parásito de la malaria La infección en un modelo de cáncer de pulmón murino de Lewis a través de la inducción de la innata y la inmunidad adaptativa. PLoS ONE 6 (9): e24407. doi: 10.1371 /journal.pone.0024407
Editor: Hong Wei Chu, National Jewish Health, Estados Unidos de América
Recibido: 18 de mayo de 2011; Aceptado: August 8, 2011; Publicado: 9 de septiembre 2011
Derechos de Autor © 2011 Chen et al. . Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación: Conceder una ayuda de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (Nº 81001022 de ZH), una subvención del Laboratorio Estatal de Enfermedades respiratorias de XC, y una subvención del CAS-FS Biotech y el Centro Farmacéutico de XC. Los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:.. Los autores han declarado que no existen intereses en competencia
Introducción
el cáncer de pulmón es la principal causa de muerte por cáncer en todo el mundo [1]. Aunque los métodos de tratamiento de la cirugía, la radiación y la quimioterapia han mejorado, el pronóstico sigue siendo insatisfactoria, y el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas sigue siendo una demanda urgente. La inmunoterapia puede representar una de nuevas estrategias terapéuticas para el cáncer de pulmón se ha desarrollado recientemente [2] - [5]. El objetivo de la inmunoterapia del cáncer de pulmón es para aumentar la respuesta inmune del huésped contra tumores debilitado el uso de estimulantes inmunes específicas y /o no específicos [4] - [6]. agentes inmunoestimulantes no específicos e intervenciones con citoquinas han limitado los beneficios clínicos. La inmunoterapia dirigida diana con antígenos tumorales definidos, tales como el antígeno asociado a melanoma 3 y mucina 1 (MUC1), son agentes adyuvantes son necesarios subóptimas y fuertes [6], [7]. Además, ahora está claro que el cáncer de pulmón a menudo presentan un microambiente tolerogénico que obstaculiza la inmunidad antitumoral eficaz. Por lo tanto, la nueva inmunoterapia potente y eficaz, tanto a aumentar la inmunidad antitumoral y contrarrestar la inmunosupresión mediada por tumores de cáncer de pulmón son necesarios.
La malaria, que es causada por un parásito intracelular de la
Plasmodium
género, es la infección parasitaria más común en los seres humanos. infección del parásito de la malaria humana puede producir fiebre alta periódicas en la fase aguda. La hipertermia se ha utilizado clínicamente para el tratamiento de ciertos tipos de cáncer [8] - [11]. Además, la malaria se ha informado de estimular las respuestas inmunes del huésped, tales como la promoción de la producción de IFN-γ, la activación de las células asesinas naturales (NK), células T delta gamma y células NKT, la inducción de la maduración de las células dendríticas (DC), y la estimulación de las células T la proliferación [12], [13], que se cree que son eficaces para la lucha contra algunos tipos de cáncer clínicos [14] - [16].
En este estudio, se propone que la infección por parásitos de la malaria es terapéutico para el cáncer de pulmón. El efecto antitumoral y los mecanismos inmunológicos de la infección de la malaria se estudió en un modelo murino de cáncer de pulmón. Hemos encontrado que
Plasmodium yoelii
17XNL (
P. Yoelii
17XNL) infección inhibió significativamente el crecimiento y metástasis de cáncer de pulmón de Lewis (LLC). Además, hemos demostrado que la infección por malaria proporcionado efecto antitumoral mediante la inducción de la inmunidad antitumoral potente innata y adaptativa.
Resultados
supresión del crecimiento LLC y el desarrollo de metástasis en ratones por la infección parásito de la malaria
Para determinar el efecto de la infección de la malaria en el crecimiento de células LLC, los infectados ratones portadores de tumores sembraron con una inyección subcutánea (sc) de células LLC con
P. Yoelii
17XNL parasitada eritrocitos (LLC + Py) o con un número equivalente de eritrocitos no infectados (LLC). Durante el período infeccioso de la malaria (Fig. S1), el crecimiento de células tumorales fue claramente suprimida en el grupo de LLC + Py comparación con el grupo LLC (Fig 1A & amp;. B). Los volúmenes de los tumores (
P
= 0,0006, Fig. 1A) y pesos de los tumores (
P
. & Lt; 0,0001, Figura 1B) se redujo significativamente en los ratones del grupo Py LLC + en comparación con los ratones del grupo LLC. a continuación, se determinó el efecto de la infección por parásito de la malaria en la metástasis del cáncer de pulmón mediante el análisis de la aparición de metástasis a distancia en el pulmón y el hígado en el día 35 la inoculación de células post-tumor. Se encontró que mientras que el grupo de control LLC exhibió una alta frecuencia de metástasis (10 de 10 ratones, 100%), metástasis en el grupo Py LLC + se observaron únicamente en 1 de 10 animales (
P Hotel & lt; 0,0001 , Fig. 1C y Fig. S2). Este experimento fue entonces realizó con un modelo metastásico más agresivo producido por la inyección por vía intravenosa (i.v.) de células tumorales en los ratones [17]. Similar a la anterior s.c. modelo de tumor, infección parásito de la malaria redujo significativamente el número de metástasis que se desarrollaron en los pulmones (
P
= 0.0057, Figura 1D & Amp;. E). Además, los ratones portadores de tumores infectados por el parásito de la malaria sobrevivieron mucho más tiempo que sus homólogos no infectadas (
P
= 0,0002, Fig. 1F). Las metástasis a distancia son una de las principales razones para la muerte relacionada con el cáncer en pacientes con tumores sólidos [18]. Por lo tanto, se combinaron el tratamiento de la malaria y la infección quirúrgica para verificar sus actividades antimetastásicas. El tumor primario se eliminó quirúrgicamente después de la formación de tumores. Cinco días más tarde, la mitad de los ratones fueron infectados con
P. Yoelii
y los otros fueron infectados (Fig. 2A). Los resultados mostraron que los ratones portadores de tumores infectados por el parásito sobrevivieron mucho más tiempo que sus homólogos no infectados después de la cirugía (
P
= 0,0246, Fig. 2B). Esta observación sugiere hacia efectos de la infección parásito de la malaria contra finales de los pasos en el proceso metastásico, tras la invasión de los vasos sanguíneos de las células tumorales metastásicas.
A, el crecimiento del tumor se midió con el tiempo (n = 12). El gráfico muestra la media con SD. B, la masa del tumor 17 días después de la inoculación de células tumorales (n = 10). C, el desarrollo de metástasis 35 días después de la inoculación del tumor. El gráfico muestra el número de tumores de pulmón y del hígado en los ratones LLC y LLC + Py (n = 10). D, Número de nódulos tumorales de pulmón en ratones 18 días después de la inoculación del tumor por vía intravenosa (n = 21). E, Ejemplos de nódulos metastásicos en los pulmones de los ratones en D. F, Curva de supervivencia de los ratones del grupo LLC y LLC + Py (n = 11). Todos los experimentos se realizaron tres veces con resultados similares. Las diferencias estadísticas entre los grupos se indican mediante los
P
valores.
A, 5 × 10
se inyectaron por vía subcutánea 5 células LLC en el flanco derecho de ratones C57BL /6. Después de 15 días de crecimiento del tumor, los tumores primarios se retiraron quirúrgicamente. Los ratones fueron seguidos durante un período adicional de 5 días para la recuperación, entonces la mitad de los ratones fueron infectados con
P. Yoelii
17XNL y los demás fueron inyectados con un número equivalente de eritrocitos no infectados. B, Los datos muestran las curvas de supervivencia de los ratones después de la extirpación del tumor primario.
P. Yoelii
17XNL ratones infectados sobrevivieron mucho más tiempo que sus homólogos no infectados (n = 11).
Efecto de la infección parásito de la malaria sobre la proliferación de células tumorales, la apoptosis y la angiogénesis
se muestra en la figura 3, la tinción para el marcador de proliferación Ki67 muestra una supresión significativa de la proliferación en los ratones del grupo Py LLC +, en comparación con los ratones del grupo LLC (
P
= 0,0022, Fig. 3A). Mientras tanto, las células de la apoptosis se incrementaron notablemente dentro de los tumores de los ratones del grupo LLC + Py frente a los ratones del grupo LLC (
P
= 0,0079, Fig. 3B), como se evidencia por la desoxinucleotidil transferasa terminal mediada (TUNEL) tinción de tumores en el día 17. a continuación, se examinaron los vasos sanguíneos del tumor para determinar si la disminución observada en la proliferación y aumento de la apoptosis se vieron afectados por la poda vascular [19]. La tinción de las células endoteliales de los vasos sanguíneos con CD31 mostró extensa vasculatura del tumor entre los nidos tumorales en los ratones del grupo LLC frente marcada supresión angiogénico en los grupos de ratones LLC + Py (
P = 0,0022
, Fig. 3C y Fig. S3 ).
a-C, tinción inmunohistoquímica (izquierda) y cuantificación del ensayo (a la derecha, n = 5-6) para Ki-67 (a), TUNEL (B) y CD31 (C) análisis de la muestras de tumores en la Fig. 1B. Cada símbolo corresponde a un animal individual. La línea representa el valor medio. Bares: 25 micras de A, 50 micras en B y C.
La inducción de citoquinas de tipo Th1 y el aumento de la actividad de la citotoxicidad de las células NK y la infiltración
El potente anti-tumoral la actividad de la infección de la malaria nos animó mucho para explorar aún más su profunda mecanismo. El sistema inmune innato, que se cree para producir citocinas de protección y activar los linfocitos innatas proporciona la manera de resistir rápidamente tumor [20]. Se encontró que la infección parásito de la malaria condujo a aumentos rápidos de IFN-γ y los niveles de TNF-α, alcanzando un máximo de 3 días después de la infección (Fig 4A & amp;. B), y la actividad lítica de células NK fue significativamente mayor durante las primeras etapas de la infección ( Fig. 4C). Aunque el porcentaje de células NK en los ganglios linfáticos de drenaje tumorales (TdLNs) no fue significativamente diferente entre los grupos (Fig. 4D), infección parasitaria aumentó el número de células NK granzima B secretoras-en TdLNs (Fig. 4E). Se observó un aumento tanto en el número de células NK y células NK granzima secretoras B-en el tejido tumoral en el grupo de Py LLC + (Fig 4F & amp;. G), lo que sugiere que después de la infección parasitaria, las células NK infiltrantes de tumores exhiben mayor
In situ
actividad citotóxica. Estos resultados confirmaron que la infección por malaria tenía una función en la activación de la respuesta inmune innata que actúa para controlar el crecimiento de células LLC inoculados.
A y B, los niveles de IFN-γ (A) y TNF-α (B) en sobrenadantes de cultivos de esplenocitos como se mide por ELISA (n = 4). C, La citotoxicidad de las células NK enriquecidas a partir de esplenocitos en diversos puntos temporales se evaluó frente a células YAC-1 en las relaciones indicadas efector a diana (E:T) (n = 4). D y E, Cinco días después de la inoculación del tumor, el porcentaje (D) y la granzima B-secreción (E) de las células NK se determinaron en TdLN y TNLN de ratones por citometría de flujo (n = 6). F y G, los números absolutos de células infiltrantes de tumor NK (F) y las células NK producir B-granzima espontánea (G) se cuantificaron por citometría de flujo y se normalizaron con el peso de biopsia (n = 6) 17 días después de la inoculación del tumor. Estos experimentos se realizaron de forma independiente tres veces con idénticos resultados, y se muestran los gráficos de dispersión representativos. Todos los gráficos muestran la media con SD. *,
P Hotel & lt; 0,05
La inducción de respuestas inmunitarias antitumorales específicos
Debido a la débil inmunogenicidad de las células LLC, estudiando el antígeno (. ag) específicos de la respuesta inmune a las células LLC es un desafío [21]. Por lo tanto, hemos generado una línea celular recombinante LLC (LLC-MUC1) que expresa MUC1 (Fig. S4) para examinar el tumor respuestas inmunes específicas de Ag-inducida por la infección parásito de la malaria. Para confirmar aún más la respuesta inmune a ser tumor Ag-específica, no ratón-auto Ag específico, se utilizó un MUC1 exógeno (MUC1 humana) para generar la línea celular LLC-MUC1. MUC1 humana es altamente inmunogénica en ratones y su epítopo es muy clara por lo que es conveniente para nosotros para examinar el tumor respuestas inmunológicas Ag-específicas. células LLC-MUC1 y las células LLC parentales no mostraron ninguna diferencia significativa en el crecimiento y las características morfológicas in vitro, y también muestran una tasa de crecimiento similar in vivo (datos no mostrados).
Dado el papel central de las DC en la iniciación y el mantenimiento de la respuesta inmune Ag-específicas [20], [22] - [24], se analizó el porcentaje y la maduración de CD11c
+ DC del ganglio linfático (LN) en ratones portadores de tumores infectados con
P. Yoelii
17XNL parasitada eritrocitos (LLC + Py) o eritrocitos no infectados (LLC). Se encontró que la infección por malaria en una etapa temprana aumentó el porcentaje de CD11c
+ DC (Fig. 5A y la Fig. S5) y hasta regulado CD80 y CD86 expresión mediante CD11C
+ DC del tumor de drenaje de los ganglios linfáticos (TdLN ), en comparación con los ratones del grupo LLC (figura 5B & amp;. C). Este incremento en el porcentaje y la maduración de las DC no se observó en no tumoral de drenaje de ganglios linfáticos (TNLN) de ambos grupos de ratones (Fig. 5 y Fig. S5).
Dos días después de la inoculación del tumor, DC el perfil de maduración y los números se determinaron en células de nódulos linfáticos. A. Cuantificación del porcentaje de DC en los ganglios linfáticos por citometría de flujo. DC porcentual en TdLNs y TNLN de ratones portadores de tumores se muestran. La línea en el gráfico indica el valor medio. B y C, la intensidad de fluorescencia media geométrica de CD80 (B) y CD86 (C) en países en desarrollo, los datos se agrupan a partir de tres experimentos independientes. El gráfico muestra la media con SD. *
P Hotel & lt; 0,05; **
P Hotel & lt; 0,01; ***
P
. & Lt; 0,001
A continuación, evaluó si la malaria mejora DC asociada con infección por traduce en la mejora de la cruz-cebado e intra-tumoral reclutamiento de células T específicas o no [25], [26]. Usando nuestro modelo de ratón con tumor de células LLC-MUC1, se evaluó el tumor-específica (MUC1 irrelevante frente OVA) la producción de IFN-γ y granzima B en células TdLN por immunospot ensayo ligado a enzimas (ELISPOT). Se observó un aumento significativo en el número de células efectoras que secretan B-/granzima IFN-gamma en respuesta a MUC1 (Ag-específica), pero no a la OVA, en el grupo Py LLC + (Fig 6A & amp;. B). Esto sugiere que los ratones del grupo TdLN DC in LLC + Py son competentes para las células T específicas de tumor periférico cruz de alto riesgo, la obtención de respuestas inmunes-MUC1 específico con mayor potencia. Para verificar que el DC activado células TdLN realmente migrado en el tejido tumoral, se examinó la densidad de los leucocitos infiltrantes de tumor. Se encontró que en ratones LLC + Py, había un aumento dramático en la densidad del tumor infiltrante CD45
+ células, y cuando se examinaron los subgrupos de linfocitos infiltrantes de tumores, tanto CD4
+ y CD8
+ poblaciones de células T CD8 se incrementaron con células
+ T representan el tipo celular predominante (Fig. 6C). Entre las células CD8
+ T, la densidad de las células que expresan granzima B-también fue significativamente mayor en los tumores del grupo Py (Fig. 6C) + LLC. Estos datos sugieren que la infección por malaria promovió la acumulación de ambos
células T CD4 + y CD8
+ T y las células CD8
+ células T habían aumentado la función efectora dentro del tumor.
A y B, IFN-γ- (A) y B- granzima (B) la producción de células derivadas de TdLNs 17 días después de la inoculación del tumor se evaluaron mediante el ensayo ELISPOT (n = 6). C, el número absoluto de tumores infiltrantes CD45
+ células, células CD4
+ y CD8
+ T, y granzima espontánea B productoras de CD8
+ células T se cuantificaron por citometría de flujo y se normalizó para tomar una biopsia de peso (n = 6) 17 días después de la inoculación del tumor. D a F, se recogieron los esplenocitos 30 días después de la inoculación del tumor. D, la producción de IFN-γ se midió usando un ensayo ELISPOT (n = 6). E, CD8
+ células T fueron enriquecidas a partir de esplenocitos y se sometieron a ensayo de ELISPOT para medir la producción de granzima B (n = 6). F, la proliferación de esplenocitos se midió por la incorporación de BrdU (n = 6). Los datos se presentan como el índice de estimulación (SI), que se calculó por determinación de la relación de los péptidos MUC1 específicas para péptidos OVA no específicos. Todos los gráficos muestran la media con SD. Estos experimentos se realizaron de forma independiente tres veces con idénticos resultados, y se muestran los gráficos de dispersión representativos. *,
P Hotel & lt; 0,05; **,
P Hotel & lt; 0,01; ***,
P
. & Lt; 0,001
A continuación examinó la respuesta inmune antitumoral sistémica y observamos que el número de células IFN-gamma-producir-MUC1 específico en el bazo fue mucho mayor en los ratones Py LLC + en comparación con los ratones LLC (Fig. 6D). Entre las células granzima B productores-en el bazo, el número de-MUC1 específica CD8
+ células T fue significativamente mayor en el grupo LLC + Py relación con el grupo LLC (Fig. 6E). Nos la proliferación de células T específicas de tumor más midió y se encontró que la capacidad proliferativa Ag-específica de esplenocitos de la LLC + ratones grupo Py fue significativamente mayor que la de los ratones del grupo LLC (Fig. 6F). Estos datos sugirieron que la infección por malaria inducida la respuesta inmune anti-tumor sistémica.
Estimulación de eficaz, de larga duración anti-tumor inmunidad
infección parásito de la malaria resultó en supervivencia prolongada y la regresión completa del tumor en 5-10% (1-2 por 20 ratones) de los ratones portadores de tumores infectados. Los animales supervivientes rechazaron inyecciones subcutáneas posteriores de las células tumorales de los padres en día 50 después de la inoculación inicial del tumor, lo que sugiere que habían adquirido la inmunidad sistémica contra células LLC. Para evaluar si la infección parásito de la malaria condujo a la generación de inmunidad a largo plazo, 50 días después de la inoculación del tumor, se analizaron los esplenocitos de los ratones que presentan la regresión del tumor para la secreción de la proliferación de Ag-específica y IFN-γ. Los esplenocitos de los ratones que presentan la regresión del tumor proliferaron considerablemente en respuesta a los péptidos de MUC1 (Fig. 7A) y produjeron altos niveles de Ag-específico IFN-γ (Fig. 7B), lo que indica que la infección por parásito de la malaria aumentada no sólo
in situ
inmunidad, pero también de larga duración, la inmunidad específica de tumor sistémica, lo que contribuye a la inhibición de la tumorigénesis y el rechazo de la infiltración de tumor en sitios distantes.
a y B,
P. yoelii
infección 17XNL dio lugar a la regresión completa del tumor en 5 a 10% (1-2 por 20 ratones) de los ratones portadores de tumores infectados. Cincuenta días después de la infección, se analizaron los esplenocitos de los ratones que presentan la regresión del tumor para la proliferación-MUC1 específica (A) y la secreción de IFN-γ (B) (n = 4). La línea en A indica el valor medio. Bares en B representan SD. ***
P
. & Lt; 0,001
Efecto antitumoral de la combinación de infección del parásito de la malaria y el tratamiento vacuna de ADN
adyuvantes exitosos ayudan a antígenos protectores para estimular potente y la respuesta inmune de larga duración. En el caso de la malaria, hay varias moléculas candidatas en parásitos de la malaria que podrían actuar como componentes del adyuvante [27], [28]. Para evaluar si la infección del parásito podría mejorar la respuesta inmune de pcDNA3.1-hMUC1 vacuna de ADN cáncer de pulmón [29], los ratones portadores de tumor se inmunizaron con monoterapia (LLC + ADN) o la terapia de combinación (LLC + + ADN Py), y los animales infectados con eritrocitos parasitados (LLC + Py) o eritrocitos no infectados (LLC) sirvieron como grupo de control. Los resultados demostraron que la combinación de la infección por parásito de la malaria y el tratamiento vacuna de ADN ejerce efectos sinérgicos en la inhibición del crecimiento tumoral (Fig. 8A) y la prolongación de la supervivencia del ratón (Fig. 8B). Estos datos sugieren que parásito de la malaria es un nuevo adyuvante que puede facilitar la inmunidad antitumoral específica.
A y B, 5 × 10
se inyectaron 5 células LLC-MUC1 s.c. en la región de flanco de los ratones. Cuatro grupos (LLC, + ADN LLC, LLC + Py, y LLC + ADN Py +) de ratones fueron inmunizados con vacuna de ADN o infectados con parásitos, como se describe en Materiales y Métodos y posteriormente supervisado para el desarrollo del tumor durante 40 días (A) y determinado el punto final de supervivencia durante 80 días (B). La gráfica de (A) muestra la media con SD. Las diferencias estadísticas entre los grupos se indican mediante los
valores de P
.
Discusión
Los tumores con frecuencia interfieren con el desarrollo y la función de la respuesta inmune [30]. La capacidad de diversas infecciones de suprimir el crecimiento del cáncer ha sido bien documentado [31] - [34]. En el presente estudio, se examinaron las actividades antitumorales y antimetastáticas de la infección por malaria en tanto por vía subcutánea e intravenosa implantado modelo murino LLC. infección parásito de la malaria inhibe el crecimiento y la metástasis LLC y prolongó la supervivencia de ratones portadores de tumores. Además el análisis histológico de los tumores de los ratones infectados con malaria reveló que la angiogénesis fue inhibida y se redujo la proporción de células proliferativas, mientras que se aumentaron las células apoptóticas. La infección por malaria en ratones LLC-llevan también aumentó significativamente la secreción de IFN-γ y TNF-α, la activación de las células NK, la proliferación de células T específicas de tumor, y la actividad citolítica de CD8 + células T
. Estos resultados indican que la infección por parásito de la malaria induce respuestas antitumorales innata y adaptativa en ratones que portan LLC, que conduce a la inducción de la actividad antitumoral y antimetastásicas.
El cáncer de pulmón es la principal causa de muertes asociadas al cáncer. Su alta letalidad significa que no existe un tratamiento eficaz [1]. La inmunoterapia puede representar una de nuevas estrategias terapéuticas para el cáncer de pulmón se ha desarrollado recientemente. El objetivo de la inmunoterapia del cáncer de pulmón es para aumentar la respuesta inmune del huésped contra tumores debilitado el uso de estimulantes inmunes específicas y /o inespecíficos. inmunoadyuvantes biológicos tradicionales, tales como Bacillus Calmette-Guérin (BCG) y toxina de la difteria, y las intervenciones inmunoestimulantes no específicos con citoquinas, tales como IL-2, IFN-α, y TNF-α, inducen una afluencia masiva de células inflamatorias y la producción de un perfil de citoquinas Th1 que conduce a la eficacia afirmativa en el tratamiento de algunos tipos de cáncer [5]. Sin embargo, la inducción de las respuestas inmunes deseadas es débil, las respuestas son de corta duración, y la formación de la memoria es defectuoso. Por lo tanto, la simulación inmune no específico no ha demostrado un claro beneficio para el cáncer de pulmón, ya sea en los esfuerzos preclínicos o clínicos. Como la mayoría de patógenos [31] - [34], parásito de la malaria induce una afluencia masiva de células inflamatorias y la producción de un perfil de citoquinas Th1 que conduce a una respuesta inmune contra las células tumorales. En particular, la infección parásito de la malaria induce no sólo la inmunidad antitumoral no específica, sino también la inmunidad específica de tumor. Además, la infección de la malaria genera eficaz y de larga duración la inmunidad antitumoral local y sistémica.
antitumoral actual inmunoterapia específica tales como vacunas terapéuticas todavía es subóptima. El componente inmunoadyuvante es necesario para crear un ambiente proinflamatorio, mejorando así la coestimulación de linfocitos T y la activación [35]. Además, el microambiente tumoral es potentemente inmunosupresor como resultado de la inactivación funcional rápido de linfocitos efectores de inmunoterapia inducida específicos que logran el hogar de la microambiente tumoral [6]. Sin embargo, la infección parásito de la malaria aumenta el porcentaje de DCs, hasta regula CD80 y CD86 expresión de DCs en TdLN, promueve la maduración de las DC, y entrega señales de coestimulación que resultan en la generación de células T con un fenotipo activado. Células CD4
+ células T producen una gran variedad de citoquinas que conducen a la generación y expansión de clonal específico de tumor CD8
+ células T con actividad citolítica, que reconocen y destruyen células tumorales [20]. Además, la infección por parásito de la malaria aumenta CD8
+ T-mediada por células inmunidad antitumoral mediante una mayor función efectora y número, tanto en los TdLNs así como en el propio tumor. infección parásito de la malaria también promueve las células NK infiltrantes de tumores que exhiben alta actividad citotóxica en el microambiente tumoral.
infecciones parásito de la malaria profundamente provocan el sistema inmune del huésped, la inducción de la activación policlonal, la proliferación masiva y la diferenciación de los linfocitos con parásitos no relacionado especificidades, así como las respuestas inmunes a los antígenos del huésped liberados durante la infección del parásito de la malaria [36] - [41], que pueden servir como mecanismos de vigilancia inmune potenciada contra el cáncer de pulmón. Posiblemente, los anticuerpos pre-existentes y las respuestas pre-activadas no tumorales específicos junto con las respuestas humorales y celulares del tumor-Ag-específicas iniciadas después de la infección por parásitos podrían inhibir la tumorigénesis etapa temprana. Entonces, cuando la infección se adquiere parásito de la malaria durante el crecimiento y el desarrollo del cáncer de pulmón, las respuestas inmunes innata y adaptativa pueden ser inducidas más allá y /o mejorados y suprimen fuertemente el crecimiento tumoral y la metástasis. Además, hay varias moléculas candidatas en parásitos de la malaria que podrían actuar como componentes del adyuvante [27], [28]. El glicosilfosfatidilinositol (GPI) de
P. falciparum
se cree que es un factor importante en la inducción de respuestas proinflamatorias principalmente a través de receptores de tipo Toll (TLR) 2 /mediada MyD88 de señalización [42]. Hemozoína, una sustancia bio-cristalino, es una desintoxicación hemina subproducto de parásitos de la malaria, se ha demostrado que mediar la activación del sistema inmune innato a través de TLR9 [27], [28]. Hemozoína también muestra un efecto adyuvante potente con varios antígenos modelo. El adyuvante "incorporado" puede facilitar el efecto antitumoral en concreto de nuestro estudio. En conjunto, el parásito de la malaria puede ser un vehículo de vacuna ideal no sólo para la presentación de antígenos de cáncer de pulmón (por ejemplo, MUC1) a las células T específicas de tumor, sino también actuar como un adyuvante para proporcionar el medio apropiado para mejorar la eficacia de estos células efectoras [43] - [45]
Sin embargo, nuestros estudios tienen dos limitaciones claras.. En primer lugar, no hay fiebre en roedores malaria [46], [47], que también se observó en nuestro estudio (datos no mostrados). Por lo tanto, no debería haber ningún efecto hipertermia en nuestros modelos de la malaria el cáncer de roedores. En segundo lugar, los efectos contra el cáncer han sido confirmados a ser mucho más fuerte en los ratones con el curso de la enfermedad relativamente más largo naturales (aproximadamente cuatro semanas) de
P. Yoelii
infección en comparación con los que tienen una enfermedad de curso más corto (aproximadamente dos semanas) de
P.
infección chabaudi o aquellos con cursos cortos interrumpidas de
P. Yoelii
infección (dos semanas, después del tratamiento con los medicamentos antipalúdicos, los datos no presentados). Eso significa que el período más largo infecciosa es, el efecto más fuerte sobre la inhibición del crecimiento del cáncer de pulmón será. Por desgracia, el período más largo de la infección de la malaria de roedores sólo se mantiene cuatro semanas (
P. Yoelii
). Así que no pudimos observar el efecto de la infección por malaria a largo plazo sobre el crecimiento del cáncer. Sin embargo, una de las formas benignas de parásito de la malaria humana
P. vivax
produce fiebres altas periódicas en la fase aguda, y este parásito sobrevive posteriormente por años durante la fase crónica de la infección si el paciente renuncien al tratamiento [48], [49]. Por lo tanto, la hipótesis de que un largo curso de la malaria terapéutica para el cáncer de pulmón humano debe ser eficaz.
A pesar de Greentree propuso la hipótesis basada en la activación de los macrófagos de la malaria terapéutica (malarioterapia o malariatherapy) para el cáncer en 1981 [50], la relación positiva entre la malaria y algunos cánceres asociados a virus (como el linfoma y el cáncer de cuello uterino de Burkitt) ha sido bien documentado [51], [52]. Sin embargo, aquí nos informe de que la infección por malaria suprime significativamente el crecimiento LLC través de la inducción de respuestas antitumorales innata y adaptativa, que proporciona una nueva comprensión de la relación entre la malaria y el cáncer de pulmón. Sugerimos que la urgencia es explorar la viabilidad de utilizar un atenuado Plasmodium gen modificado como un vector de vacuna contra el cáncer de pulmón y para identificar los componentes celulares activos del parásito de la malaria para la inmunoterapia para el cáncer de pulmón.
Materiales y Métodos
Ética Declaración
el animal instalaciones experimentales fueron aprobados por el Departamento Provincial de Guangdong de Ciencia y Tecnología, el ID de autorización es SYXK (Guangdong) 2005-0063, y conforme a las directrices del animal Comité de Atención, Instituto de Guangzhou de la Biomedicina y Salud, la Academia china de Ciencias (Animal Welfare Aseguramiento#A5748-01). Toda la cirugía se realizó bajo anestesia, y se hicieron todos los esfuerzos para minimizar el sufrimiento de los animales.
Ratones, células y parásitos
Mujer de 8 a 10 semanas de edad C57BL /6 ratones fueron adquiridos del río Vital Experimento Animal Company Limited (Beijing, china) y criado en el Centro de Animales de los Institutos de Guangzhou de la Biomedicina y Salud, de acuerdo con la Guía para el Cuidado y uso de Animales de laboratorio establecidos por este instituto. Se obtuvieron las células de la línea celular LLC y YAC-1 de linfoma murino de la Academia de Ciencias de China Banco de Células (Shanghai, China). El plásmido pcDNA3.1 que expresa mucina humana 1 (MUC1) [29], obtenida del Dr. Junio-Key Chung (Seúl Colegio Universitario Nacional de Medicina, Seúl, Corea), se transfectó de forma estable en células LLC con Lipofectamine (Invitrogen, Carlsbad, CA) [53] y seleccionados con neomicina (G418; Sigma, Saint Louis, MO, EE.UU.) para generar una línea de células LLC-MUC1. los niveles de expresión de MUC1 fueron confirmados por Western Blot [53], [54]. El
P no letal. Yoelii
cepa 17XNL se obtuvo del Centro de Recursos Reactivo de Investigación y Referencia Malaria (MR4).
crecimiento tumoral y metástasis Ensayo de inhibición
Para establecer tumores, ratones C57BL /6 fueron por vía subcutánea inyectados con 5 x 10
5 células LLC murinos. ***
P
<0.001.
doi:10.1371/journal.pone.0024407.s005
(TIF)
Acknowledgments
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