La proteina PAI-1 guida la resistenza all'immunoterapia nel cancro al polmone — e può essere bloccata

I inibitori del checkpoint immunitario (ICI) che agiscono sull'asse PD-1/PD-L1 hanno trasformato il trattamento del carcinoma polmonare non a piccole cellule (NSCLC) in stadio avanzato, eppure meno della metà dei pazienti mantiene risposte durature, con la maggior parte che sperimenta una progressione della malattia entro un anno. Una causa importante ma sottovalutata è la sopravvivenza delle cellule tumorali drug-tolerant persister (DTP) — una sottopopolazione che resiste al trattamento attraverso meccanismi reversibili e non genetici, per poi dare origine alla ricrescita tumorale. Comprendere ciò che sostiene queste cellule è fondamentale per ottenere una remissione duratura.

Ricercatori dell'Università di Hiroshima hanno utilizzato due modelli murini di tumore polmonare (adenocarcinoma LLC e carcinoma a cellule squamose KLN205) impiantati per via sottocutanea in topi immunocompetenti. I tumori trattati con anticorpo anti-PD-1 per 7 giorni sono stati prelevati e le cellule tumorali sopravvissute sono state isolate e definite come cellule anti-PD-1 tolerant persister (aPD-1-TPs). Le analisi tramite microarray e qRT-PCR hanno rivelato che le aPD-1-TPs mostravano un'espressione marcatamente elevata di PAI-1 e di geni mesenchimali (N-caderina, fibronectina-1, vimentina, α-SMA, TGF-β), con una riduzione dell'espressione del marcatore epiteliale E-caderina — caratteristica distintiva della transizione epitelio-mesenchimale (EMT). Il sequenziamento dell'RNA a singola cellula e le analisi immunoistochimiche hanno confermato un profondo rimodellamento del microambiente immunitario tumorale nei tumori tolleranti, tra cui un aumento dei macrofagi associati al tumore (CD206+), una maggiore espressione di PD-L1 sulle cellule tumorali, una maggiore angiogenesi (CD31+) e una riduzione dei linfociti CD8+ che infiltrano il tumore.

In modo cruciale, il trattamento combinato con l'inibitore orale di PAI-1 TM5614 e l'anticorpo anti-PD-1 ha invertito queste alterazioni di evasione immunitaria: l'espressione dei geni mesenchimali è diminuita, l'espressione di PD-L1 si è ridotta, l'infiltrazione di macrofagi è stata ridotta, l'angiogenesi è stata soppressa e il numero di linfociti T CD8+ è aumentato nei tumori tolleranti. Questa combinazione ha prolungato in modo significativo l'inibizione della crescita tumorale rispetto a ciascun agente da solo. Anche l'inibitore di PAI-1 SK-216 è stato testato e ha mostrato effetti simili nella direzione attesa, rafforzando le prove meccanicistiche che indicano PAI-1 come il bersaglio operativo. La segnalazione di TGF-β è sembrata mediare l'EMT indotta da PAI-1, poiché un inibitore del recettore di TGF-β (SB-431542) ha bloccato la sovraregolazione dei geni mesenchimali indotta da TGF-β nelle cellule LLC.

Questi risultati estendono il lavoro precedente dello stesso gruppo, che aveva dimostrato il ruolo di PAI-1 nella resistenza alla chemioterapia e nelle cellule persister tolleranti all'osimertinib nell'NSCLC con mutazione di EGFR, dimostrando ora un ruolo più ampio che abbraccia anche i contesti di immunoterapia. La fattibilità clinica di questo approccio è supportata dai dati di fase I/II che mostrano come TM5614 sia biodisponibile per via orale e ben tollerato, e da uno studio di fase II che ha dimostrato l'efficacia e la sicurezza di TM5614 in combinazione con nivolumab in pazienti con melanoma progrediti con nivolumab in monoterapia.

Rimangono importanti avvertenze: tutti gli esperimenti tumorali sono condotti in modelli murini sottocutanei, che potrebbero non replicare pienamente il microambiente del tumore polmonare o le risposte immunitarie umane. Il contributo relativo di PAI-1 intrinseco alle cellule tumorali rispetto a PAI-1 stromale (da macrofagi o fibroblasti) non è stato completamente dissezionato. La validazione nell'NSCLC umano — inclusi studi sui biomarcatori che correlino i livelli tumorali di PAI-1 con gli esiti degli ICI — è necessaria prima della traduzione clinica.