Polymorfonucleaire myeloïde suppressorcel

Schematisch diagram van de ontwikkeling, rekrutering en differentiatie van MDSC's. In het beenmerg (BM) leiden van hematopoëtische stamcellen (HSC's) afkomstige gemeenschappelijke myeloïde voorlopercellen (CMP's) tot expansie van granulocyt-macrofaag voorlopercellen (GMP's). GMP's differentiëren verder tot macrofaag/dendritische celvoorlopercellen (MDP's) en myeloblasten (MB's). Dit myelopoëseproces wordt aangestuurd door groeifactoren zoals GM-CSF, G-CSF, M-CSF en SCF, enz. Onder normale fysiologische omstandigheden, zoals geïllustreerd met de stippellijn, nemen MDP's verder toe en worden ze omgezet in macrofagen en dendritische cellen (DC's). MB's worden vervolgens omgezet in granulocyten, waaronder basofiele granulocyten, eosinofiele granulocyten en neutrofiele granulocyten. Onder kankeromstandigheden wordt een grotere populatie onrijpe myeloïde cellen (IMC's) pathologisch geactiveerd en differentieert vervolgens tot mononucleaire myeloïde suppressorcellen (M-MDSC's) en polymorfonucleaire myeloïde suppressorcellen (PMN-MDSC's) in aanwezigheid van tumorafgeleide factoren zoals VEGF, IL-6 en IL-1β, enz. In vroege tumorstadia hebben cellen met vergelijkbare biochemische kenmerken als MDSC's geen onderdrukkende activiteit en worden ze MDSC-achtige cellen genoemd. MDSC's kunnen ook gedeeltelijk ontstaan door herprogrammering van de bestaande gedifferentieerde monocyten en polymorfonucleaire cellen. M-MDSC's kunnen differentiëren tot PMN-MDSC's door transcriptionele inactivatie van het retinoblastoomgen (Rb1). MDSC's worden gerekruteerd in perifere weefsels en de tumormicro-omgeving (TME) onder chemotaxis van verschillende factoren, zoals CCL2, CXCL's en S100A8/A9, enz. In de TME kunnen M-MDSC's verder differentiëren tot tumorgeassocieerde macrofagen (TAM's), en TAM's kunnen M1- of M2-fenotypen verwerven. Tumorgeassocieerde neutrofiele granulocyten (TAN's) kunnen worden geclassificeerd als tumorremmende N1- en tumorbevorderende N2-subtypen. M1, type 1 TAM; M2, type 2 TAM; N1, type 1 TAN; N2, type 2 TAN.

Polymorfonucleaire myeloïde suppressorcellen (Engels:Polymorphonuclear or granulocytic Myeloid-Derived Suppressor Cell (PMN-MDSC)) zijn een subpopulatie van myeloïde suppressorcellen (MDSC's). Ze lijken op neutrofiele granulocyten en hebben een celkern met meerdere lobben dit in tegenstelling tot mononucleaire myeloïde suppressorcellen (M-MDSC), die op monocyten lijken. In 2008 werd het bestaan van deze twee typen gepubliceerd.[1] Ze komen samen met neutrofiele granulocyten voor.

PMN-MDSC communiceren actief met kankercellen via ontstekingsmediatoren en groeifactoren zoals IL-8, IL-17a, CCL2, TNFα, Bv8, VEGFα en TGF-β spelen een belangrijke rol in verschillende aspecten van de verspreiding, invasie en angiogenese van tumorcellen. Na aankomst in de tumormicro-omgeving versterken PMN-MDSC hun pro-tumorigene immunosuppressieve capaciteiten en resistentie tegen apoptose als gevolg van een fenotypische omschakeling gemedieerd door de tumormicro-omgeving. Ze veroorzaken resistentie tegen kankertherapieën, terwijl ze de ziekteprogressie en metastatische verspreiding versnellen.[2]

Bij muizen brengen MDSC's de celoppervlakeiwitten Gr1 en CD11b tot expressie. Gr1 bestaat uit de Ly6C- en Ly6G-markers. Muis PMN-MDSC zijn CD11b+Ly6G+. Menselijke PMN-MDSC zijn CD33dimCD11b+CD15+CD14-HLA-DR−/laag.[3][4] Ook het vetzuurtransporteiwit 2 (FATP2) is een specifieke PMN-MDSC-marker.[2]

De PMN-MDSC in de tumormicro-omgeving heeft een overexpressie van een verscheidenheid aan pro-tumorigene cytokinen, chemokinen en adhesiemoleculen en naast ROS bevatten de cytoplasmatische granula diverse enzymen (myeloperoxidase, elastase en MMP, zoals collagenase (MMP-8) en gelatinase B (MMP-9)). MMP hermodelleert de extracellulaire matrix om de migratie van tumorcellen te bevorderen (door afbraak en herschikking van collageenfibrillen) en versnelt de angiogenese, waardoor de effecten van anti-angiogene moleculen worden tegengegaan. Proteasen, elastase en MMP afkomstig van PMN-MDSC in neutrofiele granulocyt extracellulaire vallen induceren celmotiliteit en proliferatie van slapende tumorcellen door de activering van integrine α3β1-signaalroutes. Samen met in het weefsel aanwezige stromacellen ondersteunt PMN-MDSC ook de vorming van pre-metastatische niches en de kolonisatie en uitgroei van verspreide tumorcellen.[2]

PMN-MDSC kunnen cysteïne, L-arginine en L-tryptofaan metaboliseren, die essentieel zijn voor de werking van T-cellen. Het ontbreken van deze verbindingen stimuleert de differentiatie van T-helpercellen tot regulerende T-cellen en remt de proliferatie van T-cellen en de assemblage van T-celreceptoren, waardoor T-cellen anergetisch worden en niet meer reageren op antigeenspecifieke stimulatie. Bovendien voorkomt nitrering van CCL2 door van MDSC afkomstig stikstofmonoxide de infiltratie van T-cellen in de centrale tumor, waardoor ze beperkt blijven tot het perifere stroma.[2]

PMN-MDSC stimuleren de proliferatie en overleving van cytotoxische T-cellen door hen te voorzien van energierijke lipidevesikels. De nabijheid van PMN-MDSC ten opzichte van cytotoxische T-cellen bevordert de plasticiteit van cytotoxische T-cellen en verhoogt hun metastatische potentieel. In de tumormicro-omgeving versnellen PMN-MDSC's hun eigen lipidetransport, -opname en -opslag door verhoogde expressie van FATP2-, HILDPA- en LOX1-eiwitten.[2]

In de tumormicro-omgeving kunnen cytokinen en chemokinen uit de tumorcellen de normale myelopoëse beïnvloeden en de differentiatie van M-MDSC's tot PMN-MDSC's vergroten.[5]

M-MDSC's kunnen differentiëren tot PMN-MDSC's door transcriptionele inactivatie van het retinoblastoomgen (Rb1).

Zie de categorie Polymorphonuclear myeloid-derived suppressor cells van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.