Dinámica de las subpoblaciones de los linfocitos T de sangre periférica en pacientes con cáncer de pulmón no microcítico y su relación con las características del tumor y la respuesta RECIST en el tratamiento con anticuerpos anti-PD1/PDL1

Abstract

El sistema immunitari té un paper fonamental en la detecció i eliminació de cèl·lules anòmales, com aquelles amb alteracions potencialment tumorogèniques. Per dur a terme una resposta immunitària efectiva contra les cèl·lules tumorals, és crucial la interacció estreta entre els components del sistema immunitari innat, representat per les cèl·lules NK capaces d'un reconeixement sense presentació antigènica prèvia, i del sistema immunitari adaptatiu, mediat per limfòcits T, que eliminen la cèl·lula tumoral mitjançant el reconeixement d'antígens tumorals específics.No obstant això, les cèl·lules tumorals han desenvolupat múltiples mecanismes per evadir la vigilància immunitària, procés conegut com a resistència immune adaptativa. Entre aquestes estratègies d'evasió destaquen canvis fenotípics que confereixen resistència enfront de respostes citotòxiques o proinflamatòries. Un exemple rellevant és l'expressió de molècules inhibidores en la membrana cel·lular de les cèl·lules tumorals, que bloquegen l'activació dels limfòcits T efectors. A més, les cèl·lules canceroses modifiquen el microambient tumoral mitjançant la secreció de molècules i l'alteració de components cel·lulars, generant un entorn immunosupressor que afavoreix la seva supervivència. En les últimes dècades, els avenços en el coneixement de la interacció entre el sistema immunitari i el càncer han permès el desenvolupament de teràpies dirigides a activar i potenciar les respostes immunitàries. Aquestes estratègies, anomenades immunoteràpies, busquen reactivar la capacitat del sistema immunitari per reconèixer i destruir eficaçment les cèl·lules cancerígenes. Entre les principals immunoteràpies destaquen els anticossos (Acs) monoclonals inhibidors de punts de control immunològics (ICIs), vacunes terapèutiques contra el càncer, limfòcits infiltrants de tumor i les teràpies basades en cèl·lules CAR-T. Aquestes opcions poden emprar-se com a monoteràpies o en combinació amb altres tractaments antitumorals. En el context del càncer de pulmó, els ICIs representen un avenç significatiu especialment per al càncer de pulmó no microcític. No obstant això, no tots els pacients responen de manera uniforme a aquests tractaments, cosa que subratlla la importància d'identificar biomarcadors predictius que permetin seleccionar els pacients més adequats per a aquestes teràpies.La present tesi doctoral se centra en l'estudi de les subpoblacions de limfòcits T en sang perifèrica dels pacients amb càncer de pulmó candidats a tractament amb agents bloquejants de la via PD1/PDL1 en relació amb: el tipus d'ICI, característiques del tumor, resposta a la teràpia i al moment de la progressió tumoral.Els resultats principals han estat els següents: 1. S'han evidenciat alteracions significatives associades amb l'estadi tumoral en les subpoblacions de limfòcits T de sang perifèrica. Els pacients amb càncer amb estadi IV mostren una major proporció de cèl·lules amb fenotip naive-like en comparació amb aquells amb estadi III, establint una relació directa entre estadis avançats del tumor i canvis immunològics perifèrics. 2. S'han identificat diferències en la població de limfòcits T de memòria efectors (EM) amb fenotip mixt Th1/17, caracteritzades per una reducció significativa en pacients que no responen al tractament i en el moment del diagnòstic de la progressió tumoral. 3. L'expressió dels marcadors CD27 i CD28 en la població T EM mostra relació amb la resposta al tractament amb ICIs. Específicament, la presència de cèl·lules T EM doble positives (CD27+CD28+), indicatives d'activació recent, s'associa positivament amb una millor resposta al tractament. 4. Els patrons immunològics identificats proporcionen biomarcadors potencials per a: a. Millor caracterització dels estadis avançats del tumor b. Monitorització de la resposta terapèutica c. Seguiment de la progressió tumoral Aquesta informació permetria una avaluació més precisa de l'estat immunitari del pacient i l'efectivitat del tractament amb ICIs.

El sistema inmunitario desempeña un papel fundamental en la detección y eliminación de células anómalas, como aquellas con alteraciones potencialmente tumorogénicas. Para llevar a cabo una respuesta inmunitaria efectiva contra las células tumorales, es crucial la interacción estrecha entre los componentes del sistema inmunitario innato, representado por las células NK capaces de un reconocimiento sin presentación antigénica previa, y del sistema inmunitario adaptativo, mediado por linfocitos T, que eliminan la célula tumoral mediante el reconocimiento de antígenos tumorales específicos. Sin embargo, las células tumorales han desarrollado múltiples mecanismos para evadir la vigilancia inmunitaria, proceso conocido como resistencia inmune adaptativa. Entre estas estrategias de evasión destacan cambios fenotípicos que confieren resistencia frente a respuestas citotóxicas o proinflamatorias. Un ejemplo relevante es la expresión de moléculas inhibidoras en la membrana celular de las células tumorales, que bloquean la activación de los linfocitos T efectores. Además, las células cancerosas modifican el microambiente tumoral mediante la secreción de moléculas y la alteración de componentes celulares, generando un entorno inmunosupresor que favorece su supervivencia. En las últimas décadas, los avances en el conocimiento de la interacción entre el sistema inmunitario y el cáncer han permitido el desarrollo de terapias dirigidas a activar y potenciar las respuestas inmunitarias. Estas estrategias, denominadas inmunoterapias, buscan reactivar la capacidad del sistema inmunitario para reconocer y destruir eficazmente las células cancerígenas. Entre las principales inmunoterapias destacan los anticuerpos (Acs) monoclonales inhibidores de puntos de control inmunológicos (ICIs), vacunas terapéuticas contra el cáncer, linfocitos infiltrantes de tumor y las terapias basadas en células CAR-T. Estas opciones pueden emplearse como monoterapias o en combinación con otros tratamientos antitumorales. En el contexto del cáncer de pulmón, los ICIs representan un avance significativo especialmente para el cáncer de pulmón no microcítico. Sin embargo, no todos los pacientes responden de manera uniforme a estos tratamientos, lo que subraya la importancia de identificar biomarcadores predictivos que permitan seleccionar a los pacientes más adecuados para estas terapias. La presente tesis doctoral se centra en el estudio de las subpoblaciones de linfocitos T en sangre periférica de los pacientes con cáncer de pulmón candidatos a tratamiento con agentes bloqueantes de la vía PD1/PDL1 en relación con: el tipo de ICI, características del tumor, respuesta a la terapia y al momento de la progresión tumoral. Los resultados principales han sido los siguientes: 1. Se han evidenciado alteraciones significativas asociadas con el estadio tumoral en las subpoblaciones de linfocitos T de sangre periférica. Los pacientes con cáncer con estadio IV muestran una mayor proporción de células con fenotipo naive-like en comparación con aquellos con estadio III, estableciendo una relación directa entre estadios avanzados del tumor y cambios inmunológicos periféricos. 2. Se han identificado diferencias en la población de linfocitos T de memoria efectores (EM) con fenotipo mixto Th1/17, caracterizadas por una reducción significativa en pacientes que no responden al tratamiento y en el momento del diagnóstico de la progresión tumoral. 3. La expresión de los marcadores CD27 y CD28 en la población T EM muestra relación con la respuesta al tratamiento con ICIs. Específicamente, la presencia de células T EM doble positivas (CD27+CD28+), indicativas de activación reciente, se asocia positivamente con una mejor respuesta al tratamiento. 4. Los patrones inmunológicos identificados proporcionan biomarcadores potenciales para: a. Mejor caracterización de los estadios avanzados del tumor. b. Monitorización de la respuesta terapéutica. c. Seguimiento de la progresión tumoral Esta información permitiría una evaluación más precisa del estado inmunitario del paciente y la efectividad del tratamiento con ICIs.

The immune system plays a fundamental role in detecting and eliminating abnormal cells, such as those with potentially tumorigenic alterations. To carry out an effective immune response against tumor cells, close interaction between innate immune system components, represented by NK cells capable of recognition without prior antigen presentation, and the adaptive immune system, mediated by T lymphocytes that eliminate tumor cells through recognition of specific tumor antigens, is crucial. However, tumor cells have developed multiple mechanisms to evade immune surveillance, a process known as adaptive immune resistance. Among these evasion strategies, phenotypic changes that confer resistance against cytotoxic or pro-inflammatory responses stand out. A relevant example is the expression of inhibitory molecules on tumor cell membranes that block the activation of effector T lymphocytes. Additionally, cancer cells modify the tumor microenvironment through molecule secretion and cellular component alteration, generating an immunosuppressive environment that favors their survival. In recent decades, advances in understanding the interaction between the immune system and cancer have enabled the development of therapies aimed at activating and enhancing immune responses. These strategies, called immunotherapies, seek to reactivate the immune system's ability to effectively recognize and destroy cancer cells. Major immunotherapies include monoclonal antibodies (mAbs) that inhibit immune checkpoints (ICIs), therapeutic cancer vaccines, tumor-infiltrating lymphocytes, and CAR-T cell therapies. These options can be used as monotherapies or in combination with other antitumor treatments. In the context of lung cancer, ICIs represent a significant advance, especially for non-small cell lung cancer. However, not all patients respond uniformly to these treatments, highlighting the importance of identifying predictive biomarkers to select the most suitable patients for these therapies. This doctoral thesis focuses on studying peripheral blood T lymphocyte subpopulations in lung cancer patients who are candidates for treatment with PD1/PDL1 pathway blocking agents in relation to: ICI type, tumor characteristics, therapy response, and tumor progression timing. The main results have been: 1. Significant alterations associated with tumor stage have been evidenced in peripheral blood T lymphocyte subpopulations. Stage IV cancer patients show a higher proportion of naive-like phenotype cells compared to stage III patients, establishing a direct relationship between advanced tumor stages and peripheral immunological changes. 2. Differences have been identified in the effector memory T lymphocyte (EM) population with mixed Th1/17 phenotype, characterized by a significant reduction in non-responding patients and at the time of tumor progression diagnosis. 3. The expression of CD27 and CD28 markers in the EM T population shows a relationship with ICI treatment response. Specifically, the presence of double-positive EM T cells (CD27+CD28+), indicative of recent activation, is positively associated with better treatment response. 4. The identified immunological patterns provide potential biomarkers for: a. Better characterization of advanced tumor stages b. Therapeutic response monitoring c. Tumor progression tracking This information would allow a more precise evaluation of the patient's immune status and ICI treatment effectiveness.