Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorCanpınar, Hande
dc.contributor.authorGülen, Ayşe Ece
dc.date.accessioned2024-07-22T11:18:30Z
dc.date.issued2024-07-09
dc.date.submitted2024-06-13
dc.identifier.citationGulen, A.E. (2024), Immunomodulatory Effects of Novel Immune Costimulator SA-4-1BBL in NNK- Induced Lung Cancer Preclinical Modeltr_TR
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11655/35339
dc.description.abstractImmune checkpoint inhibitors hold promise in treating various malignancies, but their use is limited due to side effects and treatment resistance. Therefore, the immune costimulation pathway is an important target to enhance immune responses and overcome immune suppression in cancer immunotherapy. 4-1BB (CD137) is a potent molecule that initiates a costimulatory signal in the 4-1BB/4-1BBL pathway, making it a promising candidate for new therapeutic approaches that can be developed in the clinic. 4-1BB, also known as TNFR-9, is a costimulatory molecule belonging to the TNFR superfamily. The 4-1BB receptor is not continuously expressed on immune cells; its expression begins with immune activation of the cells. It is expressed in T cells, natural killer cells, and B cells, enhancing their survival and functionality. 4-1BBL is a protein that is functional only in its soluble form. Preclinical studies in mice after cloning the natural ligand for CD137 have shown that 4-1BBL provides therapeutic benefits in various solid and hematological malignancies. Agonistic 4-1BB antibodies have been used in both preclinical and clinical studies, but their application has been hindered due to reported hepatotoxicity. This limitation presents challenges for the broader clinical adoption of approaches involving agonistic 4-1BB monoclonal antibodies. Therefore, in this thesis, an alternative structure of the 4-1BBL protein has been designed. The recombinant form of the 4-1BBL protein was produced by fusing the extracellular segments of mouse 4-1BBL with streptavidin. In this thesis study, during the first 8 weeks, NNK, the most potent carcinogen in tobacco, was administered intraperitoneally to A/J mice weekly to induce lung cancer. To investigate the immunomodulatory effects of SA-4-1BBL, mice were injected subcutaneously with 100 μg SA-4-1BBL in the sixth and eighth weeks. The mice were observed for toxicity and side effects during an 18-week follow-up through their body weights and general examinations. Under the same conditions of NNK and SA-4-1BBL administration, some mice were separated, and in vivo depletion of different immune cell populations was performed. Depletion antibodies with in vivo activity and reactivity for CD4+, CD8+ T lymphocytes, and NK cells were administered intraperitoneally to the depletion group animals in the sixth and eighth weeks of NNK injections. The animals were monitored for clinical status and body weights to investigate possible side effects of in vivo depletion antibodies. In vivo cell depletion was observed to create no differences among experimental groups. The doses of in vivo depletion antibodies used were sufficient to cause depletion of CD4 and CD8 lymphocytes. At the end of the 18th week, the mice were sacrificed, and their lungs were evaluated for macroscopic and microscopic tumor formation. In this evaluation, it was observed that the number of macroscopic and microscopic tumors in the lung tissues of the mice treated with SA-4-1BBL was significantly reduced compared to the control group that did not receive the treatment. In vivo depletion of CD4+, CD8+ T lymphocytes, and NK cells abolished the protective effect of SA-4-1BBL monotherapy. A significant increase in macroscopic and microscopic tumor nodule formation was observed in the group with depleted CD4+ T cells. In vivo depletion of CD8+ T lymphocytes and NK cells resulted in a marked increase in microscopic tumor nodule formation, but no significant change was observed in macroscopic tumor nodule formation. These findings suggest that CD4+ T lymphocytes are essential for establishing an antitumor immune response, which aligns with a previous study using SA-4-1BBL. Given the nature of carcinogen-induced cancer models, it is possible to form metastases or tumor foci in different organs. Therefore, the mice were thoroughly evaluated on the termination day, and all organ systems were checked for metastases and tumor formation. Interestingly, one mouse in the in vivo CD4+ T lymphocyte depletion group showed a metastatic mass near the mandible. This lesion was also removed on the termination day and tissue was collected for histopathological analysis. The analyses showed that this lesion was metastatic and had the same histopathological phenotype as the nodules observed in the lungs. In flow cytometry analysis of leukocytes infiltrating the tumor, the mass showed a 14-fold increase in PD1+ CD4+ T lymphocytes and PD1+ CD8+ T lymphocytes (PD-1, programmed cell death protein 1) compared to the lungs with microscopic tumor nodules. Additionally, in vivo depletion of CD8+ T lymphocytes significantly reduced the protective effect of SA-4-1BBL monotherapy. The microscopic tumor nodules in mice treated with SA-4-1BBL but depleted of T lymphocytes or NK cells were significantly larger compared to the NNK control under comparable conditions. These data indicate that the immunotherapeutic efficacy of SA-4-1BBL relies on the presence of T lymphocytes and NK cells. Furthermore, lungs and lung-draining lymph nodes were collected and processed for detailed immunophenotyping to isolate immune cells infiltrating the tissue and compare differences in immune cell populations among different treatment groups. Compared to the control group (NNK + saline), it was shown that SA-4-1BBL significantly increased the absolute number of CD4+ central memory T cells (CD4+CD44highCD62Lhigh) in the lungs and lung-draining lymph nodes (p < 0.05). The number of naive CD4+ T lymphocytes (CD4+CD44lowCD62Lhigh) in the lung-draining lymph nodes of the SA-4-1BBL treatment group was significantly higher compared to the control group. Moreover, in the lung-draining lymph nodes of animals treated with SA-4-1BBL, a significant decrease was observed in the absolute number of PD-1+ CD8+ T lymphocytes due to the immunomodulatory effect of SA-4-1BBL. The programmed cell death protein 1 (PD-1) receptor is a critical immune checkpoint receptor primarily expressed on the cell membranes of activated T cells. PD-1/PD-L1 binding provides inhibitory signals that reduce immune activation. The decrease in PD-1+ CD8+ T lymphocytes in the SA-4-1BBL treatment group may serve as an additional mechanism to support its antitumoral immunomodulatory effect. Our study results observed that SA-4-1BBL treatment suppressed lung cancer development. T lymphocytes and NK (natural killer) cells played a significant role in this suppression. In vivo depletion of these immune cells was shown to be responsible for reducing the antitumoral protective effect of SA-4-1BBL. Our thesis study results suggest that SA-4-1BBL, an immune checkpoint stimulator, is a candidate that can create a protective immune response as a single agent in a chemically induced preclinical lung cancer model.tr_TR
dc.language.isoentr_TR
dc.publisherSağlık Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectNNKtr_TR
dc.subjectImmunomodulationtr_TR
dc.subjectCancer immunotherapytr_TR
dc.subject4-1BBtr_TR
dc.subjectLung cancertr_TR
dc.subject.lcshR/W - Tıptr_TR
dc.titleImmunomodulatory Effects of Novel Immune Costımulator Sa-4-1bbl In Nnk-Induced Lung Cancer Preclınıcal Modeltr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesistr_TR
dc.description.ozetİmmün kontrol noktası inhibitörleri, farklı malignitelerin tedavisinde umut vericidir ancak kullanımları, yan etkileri ve tedavi direnci nedeniyle kısıtlıdır. Bu nedenle immün kostimülasyon yolağı immün yanıtları arttırmak ve kanser immünoterapisindeki immün baskılamanın üstesinden gelinmesi açısından önemli bir hedef olarak bulunmaktadır. 4-1BB (CD137), 4-1BB/ 4-1BBL yolağında kostimülatör sinyali başlatan etkili bir moleküldür. Bu nedenle klinikte geliştirilebilecek yeni tedavi yaklaşımları için de iyi bir adaydır. 4-1BB, TNFR super ailesine ait bir kostimülatör moleküldür ve TNFR-9 olarak da adlanırılmaktadır. 4-1BB reseptörü, immün hücrelerde devamlı ifade edilmez, ifadesi hücrelerin immün aktivasyonuyla başlar. T hücreler, doğal öldürücü hücreler ve B hücrelerde ifade edilerek sağkalımlarını ve işlevselliklerini arttırıcı etkide bulunur. 4-1BBL, yalnızca çözünür formunda işlevsel olan bir proteindir. CD137 için doğal ligandın klonlanması sonrası farelerde yapılan ön klinik çalışmalar, 4-1BBL'nin çeşitli solid ve hematolojik malignitelerde terapötik faydalar sağladığını gösterilmiştir. Agonistik 4-1BB antikorları hem ön klinik çalışmalarda hem de klinik çalışmalarda kullanılmıştır, ancak uygulamaları bildirilen hepatotoksisite nedeniyle engellenmiştir. Bu kısıtlama, agonistik 4-1BB monoklonal antikorları içeren yaklaşımların klinik olarak daha geniş çapta benimsenmesi için zorluklar oluşturur. Bu nedenle, bu tez çalışmasında alternatif bir yapıda olan 4-1BBL proteini tasarlanmıştır. 4-1BBL proteininin rekombinant formu fare 4-1BBL’nin hücre dışı bölümlerinin streptavidinle birleştirilmesiyle üretilmiştir. Bu tez çalışmasında, ilk 8 hafta boyunca tütünün en potent karsinojeni olan NNK, akciğer kanserini A/J farelerde oluşturmak için haftalık olarak intraperitoneal yolla farelere verilmiştir. SA-4-1BBL’nin immünmodülatör etkilerini incelemek için de fareler, altıncı ve sekizinci haftalarda 100 μg subkutan SA-4-1BBL ile enjekte edilmiştir. Fareler, 18 haftalık takipleri süresince vücut ağırlıkları ve genel muayeneleriyle toksisite ve yan etki oluşumu açısından gözlenmiştir. NNK ve SA-4-1BBL uygulamasının aynı koşulları altında, bazı fareler ayrıldı ve farklı immün hücre popülasyonlarının in vivo baskılanması gerçekleştirildi. CD4+, CD8+ T lenfositler ve NK hücre popülasyonları için in vivo aktivite ve reaktiviteye sahip deplesyon antikorları, NNK enjeksiyonlarının altıncı ve sekizinci haftalarında intraperitoneal enjeksiyon yoluyla baskılanma grubu hayvanlarına aynı anda uygulandı. Olası in vivo baskılayıcı antikor yan etkilerini araştırmak için hayvanlar klinik durumları ve vücut ağırlıkları kullanılarak izlendi. In vivo hücre baskılanması, deneysel gruplar arasında herhangi bir farklılık oluşturmadığı gözlendi. Kullanılan in vivo baskılayıcı antikor dozlarının, CD4 ve CD8 lenfosit baskılanmasına neden olacak kadar yeterli olduğu görüldü. 18. haftanın sonunda, fareler sakrifiye edildi ve akciğerleri makroskopik ve mikroskopik tümör oluşumu açısından değerlendirildi. Bu değerlendirmede, SA-4-1BBL tedavisi alan farelerin akciğer dokularında, tedavi almayan control grubuna göre anlamlı derecede makroskopik ve mikroskopik tümör sayılarının azalmış olduğu görülmüştür. CD4+, CD8+ T lenfositler ve NK hücrelerinin in vivo baskılanması, SA-4-1BBL monoterapisinin koruyucu etkisini ortadan kaldırmıştır. CD4+ T hücreleri baskılanmış grupta, makroskopik ve mikroskopik tümör nodül oluşumunda anlamlı bir artış görüldü. CD8+ T lenfositlerinin ve NK hücrelerinin in vivo baskılanımı, mikroskopik tümör nodül oluşumunda belirgin bir artışa neden oldu, ancak makroskopik tümör nodül oluşumunda anlamlı bir değişiklik gözlenmedi. Bu bulgular, CD4+ T lenfositlerin antitümöral bağışıklık yanıtını oluşturmak için esas olduğunu ve bu bulgunun SA-4-1BBL kullanılarak yapılan geçmiş bir çalışmayla paralel olduğunu öne sürmektedir. Kanserojenle indüklenen kanser modellerinin doğası gereği, farklı organlarda metastaz veya tümör odağı oluşumu mümkündür. Bu nedenle, sonlandırma gününde fareler detaylı bir şekilde değerlendirildi ve tüm organ sistemleri metastaz ve tümör oluşumu açısından kontrol edildi. İlginç bir bulgu olarak, in vivo CD4+ T lenfositler baskılanan gruptaki bir fare, mandibula yakınında metastatik bir kitle odağı gösterdi. Sonlandırma gününde bu lezyon da çıkarıldı ve histopatolojik analizler için doku toplandı. Analizler, bu lezyonun metastatik olduğunu ve akciğerlerde gözlemlenen nodüllerle aynı histopatolojik fenotipe sahip olduğunu gösterdi. Tümörü infiltre eden lökositlerin akım sitometrisi analizinde, kitle, mikroskopik tümör nodülleri olan akciğerlere göre PD1+ CD4+ T lenfositleri ve PD1+ CD8+ T lenfositlerinde (PD-1, programlanmış hücre ölüm protein 1) 14 kat artış gösterdi. Ayrıca, in vivo CD8+ T lenfosit baskılanımı, SA-4-1BBL monoterapisinin koruyucu etkisinde belirgin bir azalmaya neden oldu. SA-4-1BBL tedavisi alan farelerle karşılaştırıldığında, SA-4-1BBL uygulanmış ancak T lenfositleri veya NK hücreleri baskılanmış olan farelerdeki mikroskopik tümör nodülleri, NNK kontrolü ile karşılaştırılabilir şekilde anlamlı derecede daha büyük boyutlara sahipti. Bu veriler, SA-4-1BBL'nin immünoterapötik etkinliğinin T lenfositler ve NK hücrelerinin varlığına dayandığını işaret etmektedir. Ayrıca, akciğerler ve akciğeri drene eden lenf nodları toplandı ve işlenerek dokuyu infiltre eden bağışıklık hücrelerini izole etmek için ayrıntılı immünfenotipleme gerçekleştirildi ve farklı tedavi grupları arasında immün hücre popülasyonlarındaki farklar karşılaştırıldı. Kontrol grubu (NNK + salin) ile karşılaştırıldığında, SA-4-1BBL'nin akciğerlerde ve akciğeri drene eden lenf nodlarında CD4+ merkezi bellek T hücrelerinin (CD4+CD44yüksekCD62Lyüksek) mutlak hücre sayısını önemli ölçüde artırdığı gösterildi (p < 0.05). SA-4-1BBL tedavi grubunun akciğeri drene eden lenf nodlarında, naif CD4+ T lenfositlerinin (CD4+CD44düşükCD62Lyüksek) sayısı kontrol grubuna göre önemli ölçüde daha yüksekti. Dahası, SA-4-1BBL tedavisi alan hayvanların akciğeri drene eden lenf nodlarında, SA-4-1BBL'nin immünomodülatör etkisi ile, PD-1+ CD8+ T lenfositlerinin mutlak hücre sayısında önemli bir azalma gözlendi. Programlanmış hücre ölüm protein 1 (PD-1) reseptörü, öncelikle aktive T hücrelerinin hücre membranlarında ifade edilen kritik bir immün kontrol noktası reseptörüdür. PD-1/PD-L1 bağlanması, immün aktivasyonu azaltan inhibe edici sinyaller sağlar. SA-4-1BBL tedavisi alan grupta PD-1+ CD8+ T lenfositlerindeki azalma, antitümöral immün modülatör etkisini desteklemek için ek bir mekanizma olarak hizmet edebilir. Çalışma sonuçlarımızda, SA-4-1BBL tedavisiyle akciğer kanseri gelişiminin baskılanmış olduğu gözlendi. Bu baskılanmada, T lenfositler ve NK (doğal öldürücü) hücrelerin önemli rol oynadığı bulundu. Bu immün hücrelerin in vivo baskılanmasının da SA-4-1BBL'nin antitümoral koruyucu etkisinin azalmasında sorumlu olduğu gösterildi. Tez çalışması sonuçlarımız, immün kontrol noktası uyarıcısı olan SA-4-1BBL’nin kimyasal olarak oluşturulmuş preklinik akciğer kanseri modelinde tek ajan olarak koruyucu immün yanıt oluşturacak bir aday olduğunu göstermektedir.tr_TR
dc.contributor.departmentTemel Onkolojitr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift2024-07-22T11:18:30Z
dc.fundingDiğertr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster