Экспрессия рецепторов цитокинов с общей Ɣ-цепью как маркеров функциональных фенотипов PD-1 и TIM-3-позитивных Т-клеток при множественной миелом

Т-клетки, экспрессирующие чек-поинт рецепторы PD-1, TIM-3 и др., являются потенциальной мишенью для таргетной иммунотерапии при множественной миеломе (ММ), однако включают в себя различные популяции клеток, дисрегуляция которых может приводить к развитию нежелательных реакций.

Целью исследования явилось изучение маркеров активации, рецепторов гомеостатических цитокинов и транскрипционных факторов, экспрессируемых PD-1и TIM-3-позитивными Т-клетками у больных ММ на этапе индукционной терапии.

Материал и методы. Было исследовано относительное содержание циркулирующих PD-1и/или TIM-3-позитивных и негативных Т-клеток, экспрессирующих рецепторы цитокинов с общей γ-цепью CD25, CD122, CD127, фосфорилированный STAT5 и транскрипционный фактор EOMES, ассоциированный с Т-клеточным истощением, методом проточной цитометрии у 17 здоровых доноров, 22 больных ММ в состоянии ремиссии и 7 больных ММ с прогрессирующим течением.

Результаты. Пул T-лимфоцитов, экспрессирующих ингибиторные чек-поинт рецепторы PD-1 и/или TIM-3, у больных ММ включал в себя: CD25+EOMESактивированные клетки, CD4+CD25+CD127-FOXP3+ регуляторные Т-клетки (Трег), CD4+CD25-EOMES+ дисфункциональные клетки. CD25+ Т-клетки здоровых доноров и больных ММ независимо от экспрессии исследованных чек-поинт рецепторов были EOMESнегативными. Не выявлено такой ассоциации для рецепторов цитокинов CD122 и CD127. EOMES в большей степени является маркером Т-клеточного истощения для CD4+ Т-клеток, но не для CD8+ Т-клеток, в которых он более ассоциирован с активацией. Доля CD4+ Трег среди циркулирующих PD-1+ и TIM-3+ Т-клеток была относительно невысока. Более высокое содержание рецепторов цитокинов в популяции TIM-3+ Т-клеток может свидетельствовать о преимущественном вовлечении TIM-3 в контроль гомеостатической пролиферации зрелых Т-клеток в условиях лимфопении, в то время как экспрессия PD-1 может быть более ассоциирована с регуляцией активации через Т-клеточной рецептор. Уровни PD-1+ и/или TIM-3+ активированных, дисфункциональных и регуляторных Т-клеток в перспективе могут быть использованы для прогноза безопасности и эффективности таргетной иммунотерапии.

1. Kazandjian D. Multiple myeloma epidemiology and survival: A unique malignancy. Semin Oncol. 2016; 43(6): 676–81. doi: 10.1053/j.seminoncol.2016.11.004.

2. Cowan A.J., Green D.J., Kwok M., Lee S., Coffey D.G., Holmberg L.A., Tuazon S., Gopal A.K., Libby E.N. Diagnosis and Management of Multiple Myeloma: A Review. JAMA. 2022; 327(5): 464–77. doi: 10.1001/jama.2022.0003.

3. Zelle-Rieser C., Thangavadivel S., Biedermann R., Brunner A., Stoitzner P., Willenbacher E., Greil R., Jöhrer K. T cells in multiple myeloma display features of exhaustion and senescence at the tumor site. J Hematol Oncol. 2016; 9(1): 116. doi: 10.1186/s13045-016-0345-3.

4. Tan J., Chen S., Huang J., Chen Y., Yang L., Wang C., Zhong J., Lu Y., Wang L., Zhu K., Li Y. Increased exhausted CD8+ T cells with programmed death-1, T-cell immunoglobulin and mucin-domain-containing-3 phenotype in patients with multiple myeloma. Asia Pac J Clin Oncol. 2018; 14(5): 266–74. doi: 10.1111/ajco.13033.

5. Görgün G., Samur M.K., Cowens K.B., Paula S., Bianchi G., Anderson J.E., White R.E., Singh A., Ohguchi H., Suzuki R., Kikuchi S., Harada T., Hideshima T., Tai Y.T., Laubach J.P., Raje N., Magrangeas F., Minvielle S., Avet-Loiseau H., Munshi N.C., Dorfman D.M., Richardson P.G., Anderson K.C. Lenalidomide Enhances Immune Checkpoint Blockade-Induced Immune Response in Multiple Myeloma. Clin Cancer Res. 2015; 21(20): 4607–18. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-15-0200.

6. Batorov E.V., Aristova T.A., Sergeevicheva V.V., Sizikova S.A., Ushakova G.Y., Pronkina N.V., Shishkova I.V., Shevela E.Y., Ostanin A.A., Chernykh E.R. Quantitative and functional characteristics of circulating and bone marrow PD-1and TIM-3-positive T cells in treated multiple myeloma patients. Sci Rep. 2020; 10(1). doi:10.1038/s41598-020-77941-y.

7. Wherry E.J., Kurachi M. Molecular and cellular insights into T cell exhaustion. Nat Rev Immunol. 2015; 15(8): 486–99. doi: 10.1038/nri3862.

8. Robert C. A decade of immune-checkpoint inhibitors in cancer therapy. Nat Commun. 2020; 11(1): 3801. doi: 10.1038/s41467-02017670-y.

9. Usmani S.Z., Schjesvold F., Oriol A., Karlin L., Cavo M., Rifkin R.M., Yimer H.A., LeBlanc R., Takezako N., McCroskey R.D., Lim A.B.M., Suzuki K., Kosugi H., Grigoriadis G., Avivi I., Facon T., Jagannath S., Lonial S., Ghori R.U., Farooqui M.Z.H., Marinello P., SanMiguel J.; KEYNOTE-185 Investigators. Pembrolizumab plus lenalidomide and dexamethasone for patients with treatment-naive multiple myeloma (KEYNOTE-185): a randomised, open-label, phase 3 trial. Lancet Haematol. 2019; 6(9): 448–58. doi: 10.1016/S2352-3026(19)30109-7.

10. Mateos M.V., Blacklock H., Schjesvold F., Oriol A., Simpson D., George A., Goldschmidt H., Larocca A., Chanan-Khan A., Sherbenou D., Avivi I., Benyamini N., Iida S., Matsumoto M., Suzuki K., Ribrag V., Usmani S.Z., Jagannath S., Ocio E.M., Rodriguez-Otero P., San Miguel J., Kher U., Farooqui M., Liao J., Marinello P., Lonial S.; KEYNOTE-183 Investigators. Pembrolizumab plus pomalidomide and dexamethasone for patients with relapsed or refractory multiple myeloma (KEYNOTE-183): a randomised, open-label, phase 3 trial. Lancet Haematol. 2019; 6(9): 459–69. doi: 10.1016/S2352-3026(19)30110-3.

11. Kinter A.L., Godbout E.J., McNally J.P., Sereti I., Roby G.A., O'Shea M.A., Fauci A.S. The common gamma-chain cytokines IL-2, IL-7, IL-15, and IL-21 induce the expression of programmed death-1 and its ligands. J Immunol. 2008; 181(10): 6738–46. doi: 10.4049/jimmunol.181.10.6738.

12. Mujib S., Jones R.B., Lo C., Aidarus N., Clayton K., Sakhdari A., Benko E., Kovacs C., Ostrowski M.A. Antigen-independent induction of Tim-3 expression on human T cells by the common γ-chain cytokines IL-2, IL-7, IL-15, and IL-21 is associated with proliferation and is dependent on the phosphoinositide 3-kinase pathway. J Immunol. 2012; 188(8): 3745–56. doi: 10.4049/jimmunol.1102609.

13. Marshall N., Hutchinson K., Marron T.U., Aleynick M., Hammerich L., Upadhyay R., Svensson-Arvelund J., Brown B.D., Merad M., Brody J.D. Antitumor T-cell Homeostatic Activation Is Uncoupled from Homeostatic Inhibition by Checkpoint Blockade. Cancer Discov. 2019; 9(11): 1520–37. doi: 10.1158/2159-8290.CD-19-0391.

14. Waickman A.T., Park J.Y., Park J.H. The common γ-chain cytokine receptor: tricks-and-treats for T cells. Cell Mol Life Sci. 2016; 73(2): 253–69. doi: 10.1007/s00018-015-2062-4.

15. Crawford A., Angelosanto J.M., Kao C., Doering T.A., Odorizzi P.M., Barnett B.E., Wherry E.J. Molecular and transcriptional basis of CD4⁺ T cell dysfunction during chronic infection. Immunity. 2014; 40(2): 289–302. doi: 10.1016/j.immuni.2014.01.005.

16. Li J., He Y., Hao J., Ni L., Dong C. High Levels of Eomes Promote Exhaustion of Anti-tumor CD8+ T Cells. Front Immunol. 2018; 9: 2981. doi: 10.3389/fimmu.2018.02981.

17. Llaó-Cid L., Roessner P.M., Chapaprieta V., Öztürk S., Roider T., Bordas M., Izcue A., Colomer D., Dietrich S., Stilgenbauer S., Hanna B., Martín-Subero J.I., Seiffert M. EOMES is essential for antitumor activity of CD8+ T cells in chronic lymphocytic leukemia. Leukemia. 2021; 35(11): 3152–62. doi: 10.1038/s41375-021-01198-1.

18. Ramos-Casals M., Brahmer J.R., Callahan M.K., Flores-Chávez A., Keegan N., Khamashta M.A., Lambotte O., Mariette X., Prat A., SuárezAlmazor M.E. Immune-related adverse events of checkpoint inhibitors. Nat Rev Dis Primers. 2020; 6(1): 38. doi: 10.1038/s41572-020-0160-6.

19. Anthony S., Schluns K.S. Emerging roles for IL-15 in the activation and function of T-cells during immune stimulation. Research and Reports in Biology. 2015; 6: 25–37. doi: 10.2147/RRB.S57685.

20. Zhao Y., Cai C., Samir J., Palgen J.L., Keoshkerian E., Li H., Bull R.A., Luciani F., An H., Lloyd A.R. Human CD8 T-stem cell memory subsets phenotypic and functional characterization are defined by expression of CD122 or CXCR3. Eur J Immunol. 2021; 51(7): 1732–47. doi: 10.1002/eji.202049057.

21. Li S., Xie Q., Zeng Y., Zou C., Liu X., Wu S., Deng H., Xu Y., Li X.C., Dai Z. A naturally occurring CD8(+)CD122(+) T-cell subset as a memory-like Treg family. Cell Mol Immunol. 2014; 11(4): 326–31. doi: 10.1038/cmi.2014.25.

22. Villarreal D.O., Allegrezza M.J., Smith M.A., Chin D., Luistro L.L., Snyder L.A. Targeting of CD122 enhances antitumor immunity by altering the tumor immune environment. Oncotarget. 2017; 8(65): 109151–60. doi: 10.18632/oncotarget.22642.

23. Elizondo D.M., Andargie T.E., Haddock N.L., da Silva R.L.L., de Moura T.R., Lipscomb M.W. IL-10 producing CD8+ CD122+ PD-1+ regulatory T cells are expanded by dendritic cells silenced for Allograft Inflammatory Factor-1. J Leukoc Biol. 2019; 105(1): 123–30. doi: 10.1002/JLB.1A0118-010RR.

24. Liu H., Qiu F., Wang Y., Zeng Q., Liu C., Chen Y., Liang C.L., Zhang Q., Han L., Dai Z. CD8+CD122+PD-1+ Tregs Synergize With Costimulatory Blockade of CD40/CD154, but Not B7/CD28, to Prolong Murine Allograft Survival. Front Immunol. 2019; 10: 306. doi: 10.3389/fimmu.2019.00306.

25. Sakuishi K., Ngiow S.F., Sullivan J.M., Teng M.W., Kuchroo V.K., Smyth M.J., Anderson A.C. TIM3+FOXP3+ regulatory T cells are tissuespecific promoters of T-cell dysfunction in cancer. Oncoimmunology. 2013; 2(4). doi: 10.4161/onci.23849.

26. Banerjee H., Nieves-Rosado H., Kulkarni A., Murter B., McGrath K.V., Chandran U.R., Chang A., Szymczak-Workman A.L., Vujanovic L., Delgoffe G.M., Ferris R.L., Kane L.P. Expression of Tim-3 drives phenotypic and functional changes in Treg cells in secondary lymphoid organs and the tumor microenvironment. Cell Rep. 2021; 36(11). doi: 10.1016/j.celrep.2021.109699.

27. Dahlhoff J., Manz H., Steinfatt T., Delgado-Tascon J., Seebacher E., Schneider T., Wilnit A., Mokhtari Z., Tabares P., Böckle D., Rasche L., Martin Kortüm K., Lutz M.B., Einsele H., Brandl A., Beilhack A. Transient regulatory T-cell targeting triggers immune control of multiple myeloma and prevents disease progression. Leukemia. 2022; 36(3): 790–800. doi: 10.1038/s41375-021-01422-y.

28. Kim M.J., Ha S.J. Differential Role of PD-1 Expressed by Various Immune and Tumor Cells in the Tumor Immune Microenvironment: Expression, Function, Therapeutic Efficacy, and Resistance to Cancer Immunotherapy. Front Cell Dev Biol. 2021; 9. doi: 10.3389/fcell.2021.767466.

29. Pearce E.L., MullenA.C., Martins G.A., Krawczyk C.M., HutchinsA.S., Zediak V.P., Banica M., DiCioccio C.B., Gross D.A., Mao C.A., Shen H., Cereb N., Yang S.Y., Lindsten T., Rossant J., Hunter C.A., Reiner S.L. Control of effector CD8+ T cell function by the transcription factor Eomesodermin. Science. 2003; 302(5647): 1041–3. doi: 10.1126/science.1090148.

30. Intlekofer A.M., Takemoto N., Wherry E.J., Longworth S.A., Northrup J.T., Palanivel V.R., Mullen A.C., Gasink C.R., Kaech S.M., Miller J.D., Gapin L., Ryan K., Russ A.P., Lindsten T., Orange J.S., Goldrath A.W., Ahmed R., Reiner S.L. Effector and memory CD8+ T cell fate coupled by T-bet and eomesodermin. Nat Immunol. 2005; 6(12): 1236–44. doi: 10.1038/ni1268. Erratum in: Nat Immunol. 2006; 7(1): 113.

31. Paley M.A., Kroy D.C., Odorizzi P.M., Johnnidis J.B., Dolfi D.V., Barnett B.E., Bikoff E.K., Robertson E.J., Lauer G.M., Reiner S.L., Wherry E.J. Progenitor and terminal subsets of CD8+ T cells cooperate to contain chronic viral infection. Science. 2012; 338(6111): 1220–5. doi: 10.1126/science.1229620.