Антигены опухолевых клеток. Определение антигенов опухолевых клеток.

Главным вопросом в иммунологии опухолей является вопрос об антигенах опухолевых клеток. Несмотря на довольно длительную предысторию, их молекулярное клонирование и идентификация находятся лишь в начале пути. Причина этого заключается в том, что лишь немногим более 10 лет назад были разработаны методы, позволяющие выделить из молекул МНС антигенные пептиды, определить их первичную структуру и МНС-связываюшие мотивы, необходимые для связывания с различными аллельными формами молекул МНС. Комплекс этих методов включает в себя разрушение клеток мягкими неионными детергентами, иммуноаффинную хроматографию на колонках с иммобилизованными моноклональными антителами к индивидуальным молекулам МНС, кислотную элюцию пептидов из них разделение пептидов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии и определение первичной структуры деградацией по Эдману либо массспектрометрией.

Работы по идентификации МНС-связывающих мотивов для различных аллельных форм молекул МНС продолжаются, и можно надеяться, что вскоре они будут раскрыты для большинства аллельных форм мыши и человека. В опухолевых клетках обнаруживается ряд антигенов, которые могут иметь клиническое значение в разработке методов иммунотерапии рака. Для идентификации этих антигенов в последние годы используют различные подходы. Один их них стал возможным после того, как Т-лимфоциты. инфильтрирующие опухоль, научились длительно культивировать в культуре in vitro, с сохранением их специфичности и цитолитических свойств. Метод основан на получении экспрессирующих библиотек к ДНК опухолевых клеток в клеточных линиях, экспрессирующих молекулы МНС человека, что позволяет проводить их скрининг по способности вызывать цито-токсическую реакцию при добавлении CTL, выделенных из опухолей пациентов и поддерживаемых в культуре in vitro.

Следующее за этим определение первичной структуры кодируемого продукта позволяет предсказать наиболее вероятные последовательности распознаваемых пептидов опухолевого антигена, используя алгоритм, основанный на знании позиций якорных аминокислотных остатков, обусловливающих связывание пептидов с конкретными аллельными формами молекул МНС. Одним из наиболее успешных приложений этого метода является цикл работ Терри Буна с соавт., позволивший идентифицировать несколько групп сперматогональных анигенов. Уникальные антигены опухолей, распознаваемые сингенными или аутологичными Т-клетками Трансформация и прогрессия опухоли могут сопровождаться экспрессией новых антигенов, становящихся мишенями иммунной атаки организма с появлением в крови антител к ним. Метод, называемый SEREX (Serological identification of antigens by recombinant expression cloning), основан на молекулярном клонировании антигенов из экспрессирующих библиотек к ДНК опухолевых клеток с использованием антител, присутствующих в сыворотках раковых больных.

Применение данного метода позволяет найти антигены опухолевых клеток, к которым иммунная система не обладает толерантностью и способна ответить. Эти серологически определяемые антигены также могут быть мишенью для CTL. В сответствии с тем, как опухолевые антигены распределены на клетках опухоли и нормальных клетках организма, они могут быть разделены на опухольспецифические и опухолеассоциированные. Первая группа представлена уникальными антигенами опухолевых клеток, возникшими в результате мутаций. Большинство химических или физических канцерогенов являются мутагенами. Начиная с 1995 г. идентифицированы несколько генетических источников уникальных антигенов мышиных и человеческих опухолей. В каждом случае антиген появлялся в результате соматической мутации — т. е. генетического изменения, отсутствующего в аутологичной ДНК нормальных клеток.

В таблице представлено описание свойств нескольких уникальных антигенов опухолевых клеток. Как видно из таблицы, эти антигены не принадлежат к какому-либо отдельному семейству. Все эти антигены в той или иной мере вовлечены в процессы канцерогенеза, и мутации определяются в функциональных участках этих белков. Потенциальной мишенью Т-клеток могут также быть продукты мутантного протоонкогена RAS, туморогенный потенциал которого проявляется в результате активирующих мутаций. В силу того, что RAS локализован внутри клетки, продукция антител к его мутантным продуктам не может привести к отторжению, но мутантные пептиды могут презентироваться молекулами МНС классов I и II и распознаваться Т-клетками. Мишенью противоопухолевого ответа также может быть белок, кодируемый супрессорным геном р53, мутантные продукты которого накапливаются в клетках из-за нарушения процессов его деградации. Опухолеспецифические антигены также могут образовываться в результате внутренних делеций или хромосомных транслокаций, в некоторых случаях приводящих к экспрессии химерных белков и появлению новых аминокислотных замен в точках слияния.

Широко известным примером является экспрессия химерного белка BCR/ABL при некоторых лейкемиях По всей видимости, к группе опухолеспецифических антигенов можно отнести антигены опухолей, кодируемые генами онкогенных вирусов. Вирус SV-40, вирусы полиомы и папилломы человека способны к случайной интеграции в геном клетки, которую они трансформируют. Экспрессия вирусных белков этих ДНК-содержащих вирусов, необходимых для поддержания трансформированного фенотипа опухолевой клетки, обусловливает существование опухолеспецифических антигенов, которые могут быть мишенями для распознавания цитотоксическими Т-лимфоцитами. В отличие от трансформирующих продуктов ДНК-содержащих онковирусов, продукты генов РНК-содержащих ретровирусов очень сходны с эндогенными клеточными онкогенами, и поэтому могут вызывать, в лучшем случае, слабый иммунный ответ. Несмотря на то, что опухолеспецифические антигены являются истинными антигенами, эффективность иммунного ответа на которые подтверждается широким рядом экспериментальных работ, реальное их применение в иммунотерапии опухолей в клинике является вопросом будущего из-за трудности идентификации таких антигенов у индивидуальных пациентов.

Вторая большая группа олухольассоциированных антигенов представлена продуктами нормальных немутантных генов опухолевой клетки, экспрессия которых наблюдается «не в то время и не в том месте». Эти антигены слабо экспрессированы в нормальных тканях, но аберрантно экспрессированы на трансформированных клетках. К этим антигенам относят в себя онкосперматогональные антигены (NY-ESO-1, антигены семенников (из семейств MAGE, GAGE, BAGE), в норме экспрессированные в тканях иммунологически привилегированных зон семенников или плаценты, толерантность к которым является неполной и может быть легко сорвана. В эту группу также можно включить дифференцировочные антигены, специфичные для различных гистогенетических типов или стадий дифференцировки клеток (му-циноподобные антигены, тирозиназа, gp100, Melan A/MART-1, ганглиозиды GD2 и GD3), онкофетальные антигены (СЕА, а-фетопротеин).