同种异体造血干细胞移植治疗恶性血液病的疗效有限,因为很难在不影响移植物抗肿瘤(GVT)效应的情况下抑制移植物抗宿主病(GVHD)。我们之前发现RAS/MEK/ERK信号依赖于人类T细胞的记忆分化,这使得选择性抑制原始T细胞变得易感性。事实上,抗肿瘤MEK抑制剂选择性地抑制异体反应T细胞,在体外保留病毒特异性T细胞。在这里,我们证明了曲美替尼(trametinib),一种临床批准用于黑色素瘤的MEK抑制剂,在体内安全地抑制GVHD而不影响GVT效应。曲美替尼延长了GVHD小鼠的生存期,减轻了肠道和皮肤中的GVHD症状和病理。它抑制ERK1/2的磷酸化和供体T细胞的扩张,保留treg和B细胞。尽管大剂量曲美替尼抑制骨髓细胞移植,但低剂量曲美替尼抑制GVHD,且无严重不良事件发生。值得注意的是,曲美替尼促进了移植异体T细胞和P815肿瘤细胞的小鼠存活,肝脏和脾脏中未观察到P815残留细胞,而他克莫司则导致P815扩增。这些结果证实,曲美替尼选择性地抑制GVHD诱导的T细胞,同时在体内保留抗肿瘤T细胞,这使得它成为预防或治疗GVHD的转译研究的一个有希望的候选。
造血干细胞移植后免疫抑制是安全实现供体细胞移植的关键;然而,GVHD和GVT的分离是困难的。基于我们之前对U0126和selumetinib的作用(主要是在人细胞上)的研究结果,我们研究MEK抑制剂曲美替尼(trametinib)在小鼠BMT模型中是否选择性地抑制GVHD而保留GVT作用。曲美替尼通过raf依赖的MEK1/2激活选择性地抑制ERK1/2磷酸化。之所以选择它,是因为它的IC50较低,而且一旦每天给药,就能在体内充分抑制ERK1/2磷酸化。
我们之前的工作并没有研究长期给药MEK的可行性,以及这种剂量是否能显著抑制(而不是延迟)GVHD的表现。在本研究中,我们最终证明,在多种小鼠BMT模型中,低剂量曲美替尼(trametinib)治疗30天显著抑制GVHD。曲美替尼抑制了T细胞的分化和CD8+ T细胞的扩增,同时保留了B细胞的移植和Tregs的重建。大剂量曲美替尼(trametinib)破坏了骨髓细胞的移植,尽管在低剂量给药时没有观察到这种情况,但仍抑制了GVHD。最后,曲美替尼治疗使GVT效应得以保留。而他克莫司取消了GVT效应。由于曲美替尼的抑制效应仅针对MEK1/2,这些效应不太可能来自其他脱靶相互作用。我们的报告为有选择地抑制GVHD而在药理学上保留GVT的作用铺平了道路。
在GVHD小鼠模型中,RAS/MEK/ERK通路在T细胞中被激活,我们证实了这一点。我们的结果表明,MEK的药理抑制抑制了主要和次要抗原不匹配的小鼠GVHD。有趣的是,曲美替尼(trametinib)减少早期死亡BMT后第十天,虽然临床GVHD分数仍然是最小的(图1中,A和C)。有可能是MEK抑制抑制cytokine-releasing综合症BMT后,这是符合我们之前的结果和在诊所都是有益的。
在造血干细胞移植中,非特异性T细胞消耗增加了感染率和潜在的恶性血液病复发的风险。因此,有选择地从移植物中耗尽CD45RA+原始T细胞以减少急性和慢性移植物抗宿主病(GVHD)的方法正在开发。然而,体外选择性消耗的成本很高,而且目前还不清楚这种方法是否能减少慢性移植物抗宿主病,因为慢性移植物抗宿主病被认为起源于从移植物来源的造血干细胞分化出来的T细胞。我们使用曲美替尼的策略是独特的,因为移植物抗宿主病可以选择性的药理抑制。
除了T细胞活化,炎症因子和体液免疫也参与GVHD。MAPK通路在几种炎性细胞因子的产生中发挥重要作用,如TNF-α、IL-1β和IL-6,而MEK抑制会下调这些细胞因子。此外,MEK抑制也参与了B细胞的激活。因此,我们有理由假设MEK抑制抑制了慢性移植物抗宿主病特异性的病理过程,如纤维化和硬化。
Geest等人利用微阵列技术分析了CD34+中性粒细胞祖细胞的遗传特征,发现MEK/ERK通路的激活对它们的扩展和生存至关重要。Sui和同事也报道了MEK抑制抑制红细胞生成。这些发现引起了人们对MEK抑制可能干扰BMT后干细胞移植和造血的关注。在我们的模型中,高剂量曲美替尼干扰骨髓移植并暂时减少粒细胞MDSCs的数量,而低剂量曲美替尼没有这种作用。这表明,在低剂量下,MEK抑制剂并不影响移植后的骨髓移植和造血。然而,在设计MEK抑制剂的临床试验时,应密切注意给药方案和血清浓度,以避免不良事件。
总之,我们的结果表明,MEK抑制与曲美替尼(trametinib)是一个有吸引力的治疗选择,以预防或减少GVHD,但仍然抑制潜在的血液恶性肿瘤的复发。虽然尚不清楚小鼠BMT模型的体内结果能否直接转化为人造血干细胞移植,但我们的结果与人淋巴细胞的体外结果是一致的。由于曲美替尼已经被批准用于临床治疗耐药黑色素瘤,而且曲美替尼的安全性也得到了证实,我们相信我们的发现证明了在临床试验中使用曲美替尼(trametinib)来预防和治疗GVHD是合理的。微信扫描下方二维码了解更多:
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