Highlights
Se construye un atlas unicelular pan-cáncer de células B infiltrantes de tumores (TIB)
La abundancia y la composición de subtipos de TIB exhiben heterogeneidad en 19 tipos de cáncer
Las células B atípicas asociadas a tumores (TAAB) se asocian con un pronóstico favorable
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Los TAAB se expanden y activan clonalmente y parecen interactuar con las células T CD4
Resumen
Caracterizar las características fenotípicas y de composición de las células B infiltrantes de tumores (TIB) es importante para avanzar en nuestra comprensión de su papel en el desarrollo del cáncer.Yang y colaboradores (CELL. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.06.038), establecieron un recurso integral de células B humanas mediante la integración de datos de secuenciación de RNA unicelular de células B de 649 pacientes en 19 tipos principales de cáncer. Demostraron una heterogeneidad sustancial en su abundancia total y composición de subtipos y observaron la asimetría de inmunoglobulina G (IgG) de los isotipos de células secretoras de anticuerpos. Además, identificaron células B de memoria de respuesta al estrés y células B atípicas asociadas a tumores (TAAB), dos subpoblaciones enriquecidas con tumores con potencial pronóstico, compartidas de manera pan-cáncer. En particular, los TAAB, caracterizados por un alto nivel de expansión clonal y capacidad proliferativa, así como por estrechas interacciones con células T CD4 activadas en tumores, predicen la respuesta a la inmunoterapia. Este recurso integrador representa distintos subconjuntos de TIB clínicamente relevantes, sentando las bases para una mayor exploración de las similitudes funcionales y la diversidad de las células B en el cáncer.
En Detalle
El éxito de la inmunoterapia contra el cáncer ha inspirado la exploración en profundidad del ecosistema tumoral holístico, especialmente el aspecto inmunológico del microambiente tumoral (TME). El cuadro completo de los estados funcionales y la heterogeneidad de las células mieloides y T que se infiltran en tumores ha iluminado múltiples estrategias terapéuticas novedosas. A pesar de esto, sólo algunos pacientes logran una respuesta duradera y la brecha en las tasas de respuesta entre los diferentes tipos de cáncer es sustancial. Se justifica una comprensión completa del TME a nivel pan-cáncer para liberar completamente el potencial de la inmunovigilancia en los cánceres humanos. Las células B, como componente central del sistema inmunológico, ejercen efectos importantes en la inmunidad, pero han recibido una atención desproporcionadamente menor, y la heterogeneidad composicional y funcional de las células B infiltrantes de tumores (TIB) no se examina sistemáticamente.
Los estudios emergentes han comenzado a descifrar las funciones funcionales de las células B en la inmunidad antitumoral. En el carcinoma de ovario (OV) y el carcinoma renal (RC), se ha informado que las células B terminalmente diferenciadas, las células plasmáticas (PC), producen anticuerpos antitumorales, que pueden marcar las células cancerosas para su posterior eliminación. Además, los TIB interactúan estrechamente con otras células inmunes en los tumores. Estas interacciones están respaldadas por observaciones de que las células B agregadas en los tumores suelen marcar el enriquecimiento espacial de varios tipos de células inmunitarias y la formación de estructuras linfoides terciarias (TLS), que funcionan como centros regionales para la maduración de las células B y contribuyen a mejorar la respuesta inmunológica antitumoral. Además, cada vez hay más evidencia que sugiere que las células B son un marcador de pronóstico en varios tipos de cáncer, pero con una notable heterogeneidad de tipos de cáncer.
La importancia clínica de las células B se ha visto aún más subrayada por sus asociaciones con la respuesta a la inmunoterapia. En particular, la presencia de TLS se ha identificado como un biomarcador predictivo sólido de la respuesta a la inmunoterapia contra el cáncer. Aunque estos hallazgos subrayan el importante papel de las células B en la inmunidad antitumoral, sus características compartidas pan-cáncer y específicas del tipo de cáncer Las características, y especialmente los subconjuntos potenciales de células B que subyacen a estos procesos, siguen siendo menos comprendidos.
Los TIB comprenden varios linajes principales que incluyen células B vírgenes(nativas) (Bn), células B de memoria (Bm), células B del centro germinal (Bgc) y células secretoras de anticuerpos (ASC). Las tecnologías de secuenciación de RNA unicelular (scRNA-seq) han permitido la caracterización detallada de los TIB, y el espectro de los TIB está comenzando a emerger. Por ejemplo, se ha identificado que un subconjunto de FCRL4+ Bm está asociado con una mejor supervivencia del paciente en el carcinoma nasofaríngeo (NPC) y se ha relacionado con la respuesta a la inmunoterapia en el cáncer de pulmón de células no pequeñas (NSCLC). Sin embargo, no está claro si estos hallazgos de ciertos tipos de cáncer son generalizables. Además, el número inadecuado de células B secuenciadas por conjunto de datos puede impedir la detección de subconjuntos raros. De manera similar a la construcción de atlas de células mieloides y T pan-cáncer, se espera que la integración a gran escala de conjuntos de datos TIB pan-cáncer ilumine perspectivas para abordar los desafíos antes mencionados.
En este estudio, Yang y colaboradores recopilaron una amplia gama de conjuntos de datos de scRNA-seq publicados del TME y los integramos con nuestros datos de scRNA-seq recientemente generados para construir un atlas completo de células B humanas. Además, reconstruyeron el repertorio del receptor de células B (BCR) in silico y realizaron tinción de inmunohistoquímica (IHC) para ilustrar los patrones de distribución espacial de los TIB. Dicho recurso permitió la inspección sistemática de la heterogeneidad transcripcional, clonotípica y espacial de los TIB en todos los tipos de cáncer. También descubrieron subconjuntos de TIB asociados al pronóstico y, específicamente, definieron células TIB que pueden comunicarse estrechamente con otros componentes inmunitarios para participar en respuestas inmunitarias asociadas a tumores.
El atlas integral unicelular de células B humanas que construyeron Yang y colegas permitió una delimitación sistemática del panorama poblacional de TIB a nivel pan-cáncer, así como sus patrones de distribución espacial, estados clonales y dinámica de desarrollo. Los TIB mostraron una clara preferencia por ciertos tipos de cáncer, y su abundancia se vio afectada tanto por la contextura del órgano como por factores asociados a la TME. Su atlas también permitió la identificación de subconjuntos de transición críticos en medio de las etapas de diferenciación de las células B, como las células B pre-GC y los plasmablastos, dentro de los tumores. En particular, demostraron la aparición de reacciones del centro germinal dentro de tumores similares a los SLO, con el proceso de evolución iterativa de la secuencia BCR y la génesis de las células Bm y las ASC recapituladas. Estas observaciones subrayan el TME como un ecosistema dinámico que permite la activación y diferenciación de las células B in situ. En su análisis de BCR, el intercambio de BCR entre dos individuos fue apenas detectable. Las firmas de células Bgc similares a LZ/DZ no mostraron asociaciones distintas con un pronóstico favorable a nivel pancanceroso. Teniendo en cuenta que las células Bgc son raras y generalmente están presentes solo en una parte de los tumores con TLS maduro, lo que contribuye marginalmente a la expresión a nivel masivo, todavía es un desafío cuantificar su apariencia sutil a través de estrategias computacionales en datos masivos de TCGA.
Los TIB funcionan principalmente como células presentadoras de antígenos y productoras de anticuerpos asociadas a tumores, y sirven como vínculo entre los mecanismos innatos y adaptativos de la respuesta inmune impulsada por antígenos afines. Sin embargo, se ha prestado atención limitada a la investigación de subconjuntos específicos de células B responsables de llevar a cabo estas actividades. Su atlas de transcriptoma de grano fino de TIB permitió la representación a nivel de subconjunto de los fenotipos de TIB. En particular, identificaron un subconjunto de FCRL4+ Bm enriquecido en tumores como un posible contribuyente a la presentación del antígeno comprometido con TIB durante la respuesta inmune asociada al tumor. Además, se demostró una asimetría hacia IgG, especialmente IgG1, en los isotipos de PC intratumorales, lo que indica que la estimulación específica de TME o la presión de selección podrían influir en el repertorio de anticuerpos. Estudios anteriores han demostrado el papel antitumoral y protumoral de las PC en diferentes contextos. Observaron un amplio espectro de subconjuntos de macrófagos que expresaban receptores de IgG y, excepto por su papel en guiar la citotoxicidad mediada por células dependiente de anticuerpos antitumorales (ADCC) y la fagocitosis celular dependiente de anticuerpos (ADCP), la activación de macrófagos mediada por IgG también puede estar implicado en la angiogénesis y la inmunosupresión, u otra actividad protumoral. Mientras tanto, los anticuerpos IgA también pueden participar en la eliminación del cáncer mediada por células T para desempeñar funciones antitumorales. Dado que se ha informado que las PC IgG e IgA se comunican con otros componentes inmunes para coordinar actividades antitumorales o protumorales en diferentes tipos de cáncer, la investigación sobre su asociación pronóstica debería considerar más a fondo el contexto de los módulos multicelulares en los tumores. Es de destacar que, aunque identificaron evidencia de respuestas inmunes de células B asociadas a tumores en tumores, sus datos no pueden distinguir respuestas inmunes específicas a antígenos específicos de tumores.
Dos subconjuntos de Bm, c08_ABC_FCRL4 y c09_ABC_FGR, mostraron una firma genética compartida con los ABC informados anteriormente, así como con aquellos denominados de forma variable, células B doblemente negativas, agotadas, de memoria similar a un tejido y asociadas a la edad en diferentes contextos inmunológicos, incluidas infecciones y enfermedades autoinmunes, vacunación y envejecimiento. A diferencia de las células c09 enriquecidas en sangre, las células FCRL4+ Bm enriquecidas en tumores (c08) presentaban altos niveles de expansión clonal y capacidad proliferativa, así como un estado transcripcional altamente activado dentro de los tumores y por ello fueron denominados TAAB. El patrón de expresión de CR2 y CD86 en TAAB recordaba a las células B CD21lowCD86+ reportadas previamente en CRC, que pueden presentar antígenos para mejorar la secreción de IFN-γ de células T CD3+ autólogas. Además, junto con la expresión de CXCR5 similar a otros subconjuntos de células B CD20+, los TAAB también poseían una expresión notablemente alta de CXCR3, lo que sugiere comportamientos quimiotácticos distintivos. Dada la amplia expresión de CXCR3 en las células T CD4, Yang y colegas postulan que los TAAB y las células T CD4 podrían compartir patrones de migración comunes.
La firma TAAB exhibió la asociación más fuerte con un pronóstico favorable entre todos los subconjuntos de células B a nivel pan-cáncer, sin embargo, la naturaleza dependiente del contexto de su importancia pronóstica está presente. Los resultados se alinearon con informes anteriores de que las células B FCRL4+ o ABC se han relacionado con una supervivencia favorable en el NSCLC y el CHC, pero con peores resultados en el CCR. Curiosamente, en el cáncer renal, donde las células B se han asociado con un pronóstico desfavorable, la firma TAAB predijo mejores resultados para los pacientes. En particular, la presencia limitada de TAAB en la mayoría de los pacientes con cáncer renal , en comparación con otros tipos de cáncer, podría limitar su impacto beneficioso. Por el contrario, en NPC, que albergaba abundancias relativamente altas de TAAB en todos los tipos de cáncer, se ha informado que las células B FCRL4+ confieren valores de pronóstico positivos. Además, los TAAB podrían servir como un predictor de respuesta a múltiples estrategias de inmunoterapia. Las células T CXCL13+ CD4+, conocidas por promover una inmunidad adaptativa eficaz y servir como biomarcador de la respuesta a la inmunoterapia en cánceres humanos, parecen comunicarse con los TAAB. Se necesitan más investigaciones para explorar cómo se puede aprovechar el potencial antitumoral de los TAAB para las prácticas clínicas.
En su intento de identificar subconjuntos de TIB asociados con resultados desfavorables para los pacientes, Yang y colegas encontraron que las Bregs, o al menos las células B IL10+, permanecieron esquivas en el análisis de agrupamiento unicelular y potencialmente surgieron de varias etapas de diferenciación de las células B. Tales observaciones se alinearon con observaciones previas de que las células Breg se encuentran entre poblaciones de células B de diferentes etapas de maduración y diferenciación, incluidas las células B de transición temprana, así como las células Bm y los plasmablastos. Sin embargo, las funciones de las Bregs deben explorarse más a fondo más allá del análisis basados entranscriptoma. Aparte de Bregs, un subconjunto de células B enriquecido en tumores con un fenotipo de estrés parecía estar asociado con un pronóstico desfavorable. Anteriormente, Los autores y otros descubrieron que dentro de los compartimentos de células T y células NK que se infiltran en el tumor, el enriquecimiento de las células con una firma de respuesta al estrés también estaba relacionado con la resistencia a la inmunoterapia o la mala supervivencia. La hipótesis es que este estado de estrés observado en varios sistemas inmunológicos los tipos de células podrían ser inducidos por señales compartidas dentro del TME. Aunque las células c06_Bm_stress-response no exhibieron una expresión elevada de moléculas inmunosupresoras ni una expresión reducida de marcadores de activación y genes asociados a la presentación de antígenos, se encontró que regulaban negativamente los genes relacionados con la señalización BCR y exhibían un bajo potencial de interacción con células CD4+ T .
Durante las etapas finales de este proceso de revisión de este artículo , un estudio recientemente publicado también destacó el papel del ABC en los cánceres humanos. A diferencia de tratar estas células como una población homogénea, sus análisis las separaron en dos subgrupos, c08_ABC_FCRL4 y c09_ABC_FGR. Es importante destacar que sólo c08 estaba enriquecido en los tumores, mientras que las células c09 estaban presentes principalmente en la sangre. Un nuevo análisis de su población ABC definida (B09.DUSP4+ AtM) confirmó una división similar en estos dos subconjuntos . Esta diferencia en el nivel de granularidad podría explicar las discrepancias observadas entre estos dos estudios. Si bien su estudio afirmó que los ABC en los tumores se derivaban de respuestas extrafoliculares, sus datos sugirieron que no se deben descartar los posibles orígenes del centro germinal. Las tasas de SHM de las células c08 fueron más altas que las de las células Bgc, mientras que las células c09 albergaban SHM por debajo del nivel de Bgc . Además, las tasas de CSR de las células c08 fueron notablemente más altas que las de las células c09. Dado el papel de los centros germinales como sitio principal para SHM y CSR, estas diferencias indicaron niveles variables de dependencia de GC durante el desarrollo de estos dos subconjuntos ABC. Si los ABC tienen orígenes en el centro germinal o se derivan de la respuesta extrafolicular, sigue sin resolverse y requiere más investigación.
En resumen, este estudio mejora la comprensión actual de las células B desde una perspectiva pan-cáncer, arrojando luz sobre la heterogeneidad de las células B y su respuesta inmune antitumoral.Se espera que los datos a gran escala puedan permitir aún más el desarrollo de la inmunoterapia asociada a células B.