Sensory nerve ablation regulates immune cells that contribute to melanoma progression

Vol 1, 2020 - 131271
DR - Doctoral Student
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Abstract

INTRODUCTION AND OBJECTIVES: Melanoma is a very common and aggressive malignancy that arises within the skin and affects millions of people in the world. The skin microenvironment is complex and highly regulated by immune cells and their crosstalk with different nerve types. Sensory nerves are present in the skin, where they control immune cells during different processes in the skin (i.e. infection and growth disorders). Moreover, we have identified, in mouse models, that these nerves are able to infiltrate the melanoma microenvironment and their ablation by genetic and pharmacological approaches favors tumor growth. These findings suggest that sensory nerves interact with components of the melanoma microenvironment, controlling its growth. Since regulatory T cells (Tregs) and Myeloid Derived Suppressor Cells (MDSC) are present within the tumor microenvironment and regulate antitumor response, we sought to evaluate these cells in the melanoma microenvironment of sensory nerve-ablated mice. MATERIAL AND METHODS: To perform sensory nerve ablation, 4-week-old FoxP3-GFP mice were injected subcutaneously on consecutive days with increasing doses of RTX (30, 70 and 100 μg/kg), control mice received vehicle alone. After a resting period of 20 days, mice were subcutaneously injected with 1x105 B16F10 cells, followed up for 20 days and euthanized. Tumors were dissected, weighted and processed for flow cytometry. After labeling the cell suspension with antibodies against surface markers of lymphoid cells and MDSCs, cells were analyzed on a FACS CantoII. RESULTS AND CONCLUSION: RTX-treated mice developed larger tumors, as determined by tumor weight and tumor weight/body weight. Flow cytometry analyses showed, in RTX-treated mice, a decreased frequency of CD4+ and Treg cells (not significant), accompanied by an increased frequency of CD4- cells. No significance was observed in the frequencies of MDSCs, macrophages, monocytes and neutrophils. Interestingly, when we analyzed the expression of the exhaustion marker PD1 in different lymphocyte (CD3+) populations we observed an increase in TregPD1+ cells and a decrease in CD4-PD1+ cells. In summary our results suggest that the ablation of sensory nerves lead to a regulatory profile of immune cells, which supports tumor growth. Nevertheless, further studies should be carried out to better understand the characteristics of these cells in the melanoma microenvironment.

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Pedro Henrique Prazeres

Boa tarde Maria Gabriela! Muito obrigado pelas perguntas, vou tentar responder da melhor forma possível por aqui.

  • Sobre macrófagos: Sim, pretendemos avaliar diferentes populações de macrófagos no microambiente do melanoma, porém em outro contexto. Parte do nosso grupo estuda como macrofagos polarizados in vitro afetam o desenvolvimento tumoral, principalmente como alternativa para terapia celular. Então nossa avaliação sobre essa célula vai ser mais focada em uma abordagem terapêutica do que mecanística no microambiente do melanoma.
  • Sobre avaliação de CD8 em conjundo com PD-1: Sim, estamos fazendo esses experimentos na medida do possível. Esperamos que essas células estejam presentes no microambiente, mas vamos também avaliar como está a atividade dessas células com ensaios de anergia (por exemplo) depois de sortearmos essas células por FACS.
  • Sobre avaliar as células por IHQ: Já nos deparamos com alguns problemas comuns para identificar essas células por IHQ e estamos tentando também com IF. Nosso foco é caracterizar essas células com relação a sua localização em relação a vasos sanguíneos e nervos. Isso partindo de trabalhos que demonstram que células dos nichos perivascular e perineural são também capazes de modular a resposta imune em diferentes contextos.
  • Nossos próximos experimentos visam identificar melhor as populações de células imunes do microambiente tumoral, bem como a expressão de marcadores de exaustão. No presente trabalho tivemos algumas limitações no painel relacionadas ao citometro utilizado (precisaríamos de mais canais para fazer uma análise mais completa). Pelo que vemos também de dados do nosso grupo outras células (não imunes) podem atuar como reguladoras da resposta imune, então nosso grupo vem avaliando como células tronco mesenquimais/estromais e células tronco tumorais "conversam" com os linfócitos intratumorais. Vários desdobramentos podem vir desses experimentos, então estamos nos preparando para os dados que possam vir.

Obrigado pelo seu interesse no trabalho. Espero ter respondido suas perguntas e estou à disposição para mais perguntas/sugestões

Maria Gabriela Vera Lozada

que ano do doutorado está cursando?

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Pedro Henrique Prazeres

Eu comecei em Maio desse ano

Author

Pedro Henrique Prazeres

Boa tarde, Leandro! 

Temos algumas propostas no nosso grupo, uma vez que esses dados ainda são preliminares. (1) Outros marcadores devem ser utilizados para formar um painel mais completo e caracterizar melhor as células que estão em exaustão. (2) As células podem apresentar um perfil de marcadores que indica sua exaustão, mas devemos fazer experimentos funcionais para validar esses perfis. (3) Várias outras células do microambiente do melanoma podem participar da modulação da resposta imune tumoral, então devemos avaliar outras células dentro desse contexto para compreender melhor o processo.

Como propostas de experimentos: (1) Isolar por FACS diferentes populações de linfócitos CD8+ e CD4+ com base (principalmente) na expressão de PD-1, CTLA4 e CD25 e avaliar sua funcionalidade em cultura. (2) Avaliar populações de células tronco mesenquimais/estromais e células tronco tumorais no melanoma e correlacionar a expressão de marcadores dessas células com sua "conversa" com células imunes. (3) Avaliar como (e se) a ablação de nervos sensoriais ou sua modulação pontual pode melhorar a resposta a imunoterapias.

Essas são algumas propostas do grupo, mas estamos cada dia buscando novidades para melhorar nosso trabalho. Espero ter respondido suas dúvidas e continuo à disposição. Obrigado pelo seu interesse

Leandro Miranda Alves

Obrigado

Author

Pedro Henrique Prazeres

Disponha!

Institutions
  • 1 Patologia / Instituto de Ciências BIológicas / Universidade Federal de Minas Gerais
  • 2 Patologia / Instituto de Ciências Biológicas / Universidade Federal de Minas Gerais
  • 3 Departamento de Bioquímica e Imunologia / Instituto de Ciências Biológicas / Universidade Federal de Minas Gerais
  • 4 Departamento de Bioquímica e Imunologia / Instituto de Ciências BIológicas / Universidade Federal de Minas Gerais
Track
  • Cellular Biology
Keywords
Melanoma
Sensory nerves
Immune response
Regulatory cells