ÖZET

 Kanser kök hücreleri (CSC'ler), bir tümörün kütlesinin küçük bir alt popülasyonunu temsil eder. CSC'ler kendi kendini yenileme, klonal repopülasyon ve geleneksel tedavilere direnç özelliklerine sahiptir ve bu nedenle kanser metastazına ve nüksetmesine katkıda bulunur. Ayrıca, CSC'ler, otofaji, endoplazmik retikulum (ER) -stres aracılı katlanmamış protein tepkisi (UPR) yolları ve mitofaj yoluyla stres altında homeostazı kurar. Son kanıtlar, birçok protein molekülünün yanı sıra, kodlamayan RNA'ların (ncRNA'lar) ayrıca CSC büyümesi ve bakımında ve ayrıca kanser metastazı ve terapötik dirençte önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Bu nedenle, CSC'leri hedeflemek, kanser tedavisi için önemli bir strateji olarak gelişmiştir. Kanser immünoterapisindeki son gelişmeler, CSC'leri hedefleme potansiyelinin mükemmel bir şekilde uygulandığını göstermiştir. Bağışıklık kontrol noktası inhibitörleri, dendritik hücre (DC) bazlı aşılar, evlat edinen T-hücresi tedavisi, onkolitik virüsler ve kombinasyon terapileri gibi çeşitli immünoterapi yaklaşımları şu anda CSC'leri hedeflemek için kullanılmaktadır. Ayrıca, son multi-omik teknolojiler, çeşitli kanserler için CSC'lerin saptanmasında veya terapötiklerinde kullanılabilen özel CSC ile ilişkili hücre yüzeyi işaretleyicilerini ifşa edebilir. Ek olarak, CSC'ye özgü neoantijenlerin tespiti, kanserler için yeni immünoterapötiklerin tasarımına yardımcı olabilir. Mevcut literatür, birçok kanser türünün, CSC'nin hayatta kalmasına ve korunmasına yardımcı olan tümör mikro-ortamı (TME) içinde anatomik olarak farklı nişlerde yer alan CSC'lere sahip olduğunu göstermektedir. Eşsiz hayatta kalma yanlısı ve hayatta kalmaya karşı hücreler arası ve hücre içi çapraz konuşma, CSC'ler, onun nişi ve/veya TME'si arasında da mevcuttur. Benzersiz CSC-niş/TME etkileşim(ler)ini modüle etmek, CSC'lerin bakım potansiyelini azaltabilir ve böylece tümör gelişimini ve ilerlemesini veya kanser metastazını önleyebilir. Birçok önemli hücre sinyal yolu, CSC'lerin bakımı ve düzenlenmesinde önemli bir rol oynar. Kanser metastazı, tedavi direnci veya nüksetmesinin üstesinden gelmek için CSC'leri veya bunların sinyal yollarını spesifik olarak hedefleyebilecek birkaç yeni potansiyel terapötik molekül geliştirilmektedir. Ayrıca, ortaya çıkan klinik çalışmalar, ilaçların monoterapi olarak veya mevcut diğer standart tedavilerle kombinasyon halinde kullanımını güçlü bir şekilde desteklemektedir. Bu bölüm, CSC'lerin içindeki veya çevresindeki çeşitli kritik CSC belirteçlerinin ve yollarının rollerini ve kanseri tedavi etmek için kullanılan veya geliştirilmekte olan çeşitli CSC hedefleme yaklaşımlarını veya tedavilerini vurgulamaktadır.

16.1Giriş

Kanser önemli bir halk sağlığı sorunudur ve son on yılda kanser araştırmalarındaki yoğun çabalara ve tedavi stratejilerinin hızla iyileştirilmesine rağmen, küresel olarak ikinci en yaygın ölüm nedeni olmaya devam etmektedir. Kanser terapötiklerine direnç ve nüksetme, kanser ilacı geliştirmedeki en önemli problemlerdir. Dünya çapında her yıl toplam 9,5 milyon insanın öldüğü tahmin edilmektedir [1] ve yalnızca ABD'de 2019'da tahminen 606.880 kişi kanserden öldü (https://seer.cancer.gov/statfacts/html/all. html). Kompleks tümör mikro ortamı (TME) ile birlikte tümör fenotipik heterojenliği, terapi direncini hedeflemede heyecan verici bir zorluk sunar. Buradaki tümör heterojenliği, birincil bir tümör içinde veya metastaz yaptıktan ve ikincil tümörler oluşturduktan sonra, farklı biyolojik davranışlar barındırabilen farklı genotiplere ve fenotiplere sahip tümör hücrelerinin alt popülasyonlarının varlığını ifade eder; ) [2]. Tümör heterojenliğinin kısmen kanser kök hücreleri (CSC'ler) adı verilen küçük bir hücre popülasyonu tarafından kontrol edildiği kaydedilmiştir. CSC modeli ilk olarak lösemide tanımlandı ve lösemiyi başlatabilen küçük bir hücre popülasyonunun varlığını kanıtladı ve genellikle tümör başlatan hücreler (TIC'ler) olarak da adlandırılır [3].

Genel olarak, insan da dahil olmak üzere memelilerde bulunan üç tip normal kök hücre vardır: embriyonik kök hücreler, yetişkin germinal ve somatik kök hücreler. Bu normal kök hücreler kendilerini yenileyebilir, birden fazla hücre tipine veya soyuna farklılaşabilir ve kendini yenileme ile farklılaşma arasında bir denge sağlayabilir [4]. Normal kök hücreler gibi, CSC'ler de kendi kendini yenileme ve farklı hücre tiplerine farklılaşma kapasitesine sahiptir. Ancak, CSC'ler, tümör oluşumunu indükleme potansiyeline sahip olmaları nedeniyle normal kök hücrelerden farklıdır. Şimdiye kadar, çalışmalar CSC'lerin TME içindeki tümör hücrelerinin bir alt kümesini oluşturduğunu ve nihai olarak tümörün başlaması, ilerlemesi ve nüksünden sorumlu olduğunu öne sürmüştür [5]. Ek olarak, CSC'ler kemo/radyoterapiye, hücresel apoptotik yolaklara ve bağışıklıktan kaçınmaya karşı direnç özellikleri sergiler. CSC'ler ayrıca potansiyel olarak bu özellikleri nişlerinde veya TME'lerinde veya tümörlerinde bulunan hücrelere verebilir. Son yıllarda CSC sinyal yollarından elde edilen bilgiler, CSC biyolojisinin daha iyi anlaşılmasını sağladı ve terapötik ilaç geliştirme stratejilerini geliştirdi. Bu kitabın 2. Bölümünde “Kanser Kök Hücre Tipleri” daha detaylı olarak tartışılmaktadır.

CSC'lerin keşfi, kanserle mücadele için terapötik hedefler arayışında yeni bir bakış açısı getirdi. CSC'ler, kendi kendini yenileme özelliklerine sahip olan ve tümör heterojenitesine ve terapötik dirence katkıda bulunan tümör hücrelerinin nadir bir alt popülasyonudur. Artan deneysel kanıtlar, çeşitli insan kanserlerinde CSC'lerin varlığını öne sürmekte, bu da farklı tümör tipleri arasında bir ortaklık olduğunu ve bu nedenle çeşitli kanser tedavileri için potansiyel bir terapötik hedef olduğunu düşündürmektedir [6, 7]. Artan DNA-hasar yanıtı, ilaç akış taşıyıcılarının birikimi, düzensiz apoptoz, hücresel durgunluk ve kendini yenileme, CSC'lerin benzersiz özellikleridir [8]. Bu nedenle, toplu tümöre saldırmak için mevcut diğer terapötiklerle birlikte CSC'ye özgü hedeflemeyi kullanan hastaya özel bir kombinasyon tedavisi yaklaşımı, kanser hastalarında terapötik sonuçları iyileştirebilir [9].

CSC'ler, dışsal ve içsel strese yanıt olarak katlanmamış protein yanıtını (UPR) aktive ederek apoptotik direnç elde eder. Birçok kanserde yukarı regüle edilmiş UPR, otofaji ve tümör fenotipi arasında güçlü bir ilişki vardır. Bu nedenle, CSC'leri ve tümör hücrelerine özgü UPR ve otofaji yolaklarını hedeflemek, hücresel apoptozu indüklemeye ve tümör hücrelerini ortadan kaldırmak için bu hücreleri öldürmeye yardımcı olabilir [10]. İmmünoterapiye dayalı tümör hedeflemedeki başarı, kanser tedavisinde yeni umutlar sağlamıştır. CSC'ler kemo/radyoterapiye karşı direnç gösterir. Vücudun bağışıklık sistemini aktive etmeye ve tümör hücrelerinin kazandırdığı bağışıklık (kaçınma) inhibitör etkisini baskılamaya yönelik iki yönlü yaklaşımlarla immünoterapi, tümörlerin dışarı çıkmasına ve tümörlerin başarılı bir şekilde ortadan kaldırılmasına yol açabilir [11]. CSC'leri hedeflemek, özgüllüğü ve normal hücreler üzerindeki potansiyel olarak çok düşük yan etkileri nedeniyle antikanser tedavileri arasında büyük ilgi görmektedir [12, 13]. Dendritik hücre (DC) bazlı aşı, adaptif immünoterapi, onkolitik viroterapi ve kombinasyon kemoterapisi gibi hedef CSC'lere yönelik farklı yaklaşımlar bu bölümde tartışılmaktadır.

CSC'ler normal kök hücre benzeri özelliklere sahiptir ve kök hücre ile ilgili sinyal yollarının aktivasyonuna bağlıdır. Bu bölümde ayrıca Hedgehog (Hh), Notch ve Wnt/β-katenin (Şekil 16.1) ve diğer yollar gibi CSC'nin sinyal yollarını hedeflemek için geliştirilmekte olan en yeni terapötik stratejilere odaklanacağız. Normal kök hücrelerde, bu yollar yüksek düzeyde düzenlenir, ancak CSC'lerde anormal aktivasyon göstererek kontrolsüz proliferasyona, düzensiz apoptoza ve farklılaşmaya neden olur. Evrimsel benzersizlik, altında yatan genetik imzalar ve ilişkili ağlar, CSC'lerin benzersiz fenotipik imzalarını yaratır. Harnessing, genom çapında tarama, proteomik ve akış sitometrisi tekniklerinin güçleri, CSC'leri diğer tümör ve normal hücrelerden ayırt etmek için CSC'ye özgü ve benzersiz hücre yüzeyi işaretleyici profillerinin belirlenmesine yardımcı olabilir [14]. Benzersiz bir hastaya özel kanser veya CSC belirteç imzası, altta yatan düzenleyici mekanizmaların ve daha etkili hedefli tedavilerin daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunacaktır. Son çalışmalar, CSC'ler ve TME arasında hem protümör hem de antitümör sinyal etkileşimlerinin varlığını önermiştir. TME birkaç hücre tipinden oluşur ve karşılıklı etkileşimler için bir yerdir, bu da CSC'lerin bakımı için uygun bir niş sağlar [15]. CSC ile ilişkili nişi ve TME'yi hedeflemek, bu bölümde tartışıldığı gibi tümör proliferasyonunu ve metastazı durdurabilir. Ayrıca, CSC belirteçlerini ve sinyal yolaklarını veya immünoterapilerini hedefleyen tedaviler ve klinik ortamlarda kullanılan veya halen araştırılmakta olan epigenetik değiştiriciler de bu bölümde tartışılmaktadır.

Evreye veya ciddiyete bağlı olarak kanserleri tedavi etmek için birçok seçenek vardır ve cerrahi, kemoterapi, radyasyon tedavisi ve hedefe yönelik tedaviler gibi tek veya kombinasyon tedavilerinin kullanımını içerebilir. Bununla birlikte, şu anda CSC'leri hedef alan mono veya kombinasyon tedavileri, en umut verici kanser tedavisi modu olmaya devam etmektedir. Bu nedenle, bu kitap bölümü kanser tedavisi için CSC hedefleme stratejilerine odaklanmaktadır.

16.2 CSC İlişkili Endoplazmik Retikulum Stresini ve Otofaji Yollarını Hedefleme

Endoplazmik retikulum (ER), zara bağlı bir organeldir ve protein katlanması, proteinlerin translasyon sonrası modifikasyonu, lipid sentezi, glikojen metabolizması ve kalsiyum homeostazı için bir bölgedir. ER homeostazı bazı patolojik durumlarda veya stresli koşullarda bozulabilir, bu da yanlış katlanmış ve/veya katlanmamış proteinlerin bol miktarda birikmesine neden olabilir veya bunun tersi de olabilir. Ardından uyarlanabilir sinyal mekanizmaları, bu strese neden olan koşulları veya olayları algılar ve tespit eder ve ER'nin “katlanmamış protein yanıtı” (UPR) stres yollarını uyandırarak ER homeostazının restorasyonuna yol açar [16]. İnositol gerektiren enzim 1 alfa (IRE1α), protein kinaz RNA (PKR) benzeri ER kinaz (PERK) ve aktive edici transkripsiyon faktörü 6 (ATF6) dahil olmak üzere farklı ER membran sensörleri, algılamada rol oynayan anahtar moleküllerden bazılarıdır. stres ve UPR mekanizmalarını aktive eder ve bunlar ER homeostazını geri kazanmaya ve sürdürmeye yardımcı olur (Şekil 16.1) [17]. ER membranında bulunan IRE1α, PERK ve diğer reseptör tirozin kinazlar, Şekil 16.1'de gösterildiği gibi otofosforilasyon kaskadı ve aşağı akış sinyal yollarını başlatır. Otofaji, evrimsel olarak korunan bir lizozomal bozulma ve kusurlu makromoleküllerin ve zararlı organellerin geri dönüşümü süreci, UPR yolu tarafından sıkı bir şekilde düzenlenir. Otofaji, kargo tanıma, paketleme, vezikül çekirdeklenmesi, sekestrasyon ve otofagozomun tam oluşumu ve son olarak lizozomlarla füzyonu içeren karmaşık, çok aşamalı bir süreçtir [18, 19]. IRE1a, daha sonra c-Jun N-terminal kinaz (JNK) ile etkileşime giren ve aşağı akış efektörlerini ve ardından otofajiyi tetikleyen mitojenle aktive olan protein kinazı 8'i (MAPK8) fosforile eder. ER stres yanıtı sırasında, JNK dolaylı olarak sarmal sarmal miyozin benzeri bir BCL2 etkileşimli protein aracılı otofaji yolu olan Beclin 1'i aktive eder. ER stresi ayrıca ER'den kalsiyum salınımını, ardından kalsiyum/kalmodulin bağımlı protein kinaz kinaz β (CaMKKβ) fosforilasyonunu ve AMP ile aktive olan protein kinazın (AMPK) aktivasyonunu uyarabilir. AMPK, unc-51 benzeri otofaji aktive edici kinaz 1 (ULK1) kompleksinin rapamisin (mTOR) ile indüklenen inaktivasyonunun memeli hedefini ortadan kaldırır ve böylece otofajiyi aktive eder. ER stresiyle ilişkili kalsiyum salınımı, otofaji indüksiyonu için ölümle ilişkili protein kinazı (DAPK)-Beclin 1 yolunu da aktive edebilir. ER stresi ayrıca PERK aracılı otofaji [20] yoluyla UPR yanıtının başka bir kolunu indükler. PERK-ökaryotik başlatma faktörü 2 alfa (eIF2a)-ATF4 yolu, CCAAT/arttırıcı bağlayıcı protein (C/EBP) homolog protein (CHOP) aracılı otofajiyi aktive eder. ER stres sinyaline ve bunun apoptoz ve otofaji ile ilişkisine genel bir bakış Şekil 16.1'de gösterilmektedir.

Tümör hücreleri ve CSC'ler, dışsal ve içsel strese maruz kalır ve bir hayatta kalma stratejisi olarak UPR yolunu aktive ederler. Birkaç tümör tipinde yukarı regüle edilmiş UPR ile kanser ilerlemesi arasında güçlü bir ilişki vardır. CSC'ler, birçok kanser türünde önemli bir pro-tümorijenik avantaj elde etmek için otofajiyi aktive eder. CSC'lerde aktive edilmiş ER stresi ve otofaji, kendi kendini yenileme, hipoksi veya düşük besinler gibi olumsuz çevresel koşullardan kaynaklanan strese direnç, terapi sırasında ilaçlara direnç, antikanser bağışıklığının modülasyonu ve göç ve istila özelliklerinin aktivasyonu dahil olmak üzere çeşitli pro-tümorijenik avantajlar sağlar. (Şek. 16.1). Bu nedenle, CSC'nin UPR ve otofaji yollarını hedeflemek, CSC'leri apoptoza duyarlı hale getirebilir ve böylece kanser tedavisi terapilerinin stratejilendirilmesine yardımcı olabilir [10, 21, 22].

Meme duktal karsinomlarından elde edilen ALDH+ CSC'ler, hayatta kalma ve tümörijenez için Beclin 1 otofajik akışına bağlıdır [23, 24]. Otofajik akı, CD44 + CD24 meme CSC'lerinde hayatta kalma avantajı, plastisite ve gövde sağlar [25]. shRNA taramaları ayrıca meme CSC'lerinin korunmasında otofajinin rolünün doğrulanmasına yardımcı oldu ve otofaji ile ilişkili protein 4 homolog A'yı (ATG4A), bir sistein peptidazı ve Janus kinaz (JAK)/sinyal dönüştürücü ve transkripsiyon aktivatörü (STAT) sinyalleşmesini ortaya çıkardı. yollar önemli aracılar olarak [26–28]. MMTV-PyMT ve MMTV-Wnt1 transgenik farelerde CD29hiCD61+ fare meme CSC'lerinin FIP200 bileşeninin hedeflenen silinmesi yoluyla otofaji inhibisyonu, güçlü otofajik bağımlılık gösterdi [29, 30]. ER stresi ve diğer stresler [hipoksi ve dönüştürücü büyüme faktörü-beta (TGF-β)] TME'de yaygındır ve CSC'lerde hem EMT hem de otofaji gen ekspresyonunu indükler. EMT indüksiyonu ayrıca meme kanserinde bir CSC fenotipini destekler [31-33]. İnsan hepatoselüler karsinomu [34, 35], pankreas kanseri [36, 37], mesane kanseri [38], kolorektal kanser [36, 39], kronik miyeloid lösemi [40] ve glioblastoma dahil olmak üzere diğer CSC'ler de otofajik bağımlılık sergiler. [41]. Hipoksi ile indüklenen otofaji, T hücre sitotoksisitesinden bağışıklık direncini aktive eder [42]. Böylece, UPR ve otofaji yolları, CSC'leri ortadan kaldırmak için terapötik keşif için heyecan verici bir hedef haline geldi.

Klorokin (CQ) ve hidroksiklorokin (HCQ), klinikte denenmiş ve test edilmiş ana otofaji inhibitörleridir [10, 43, 44]. Otofagozom biyogenez yolunun (ULK1, VPS34 ve ATG4B), Fosfoinositid 3-kinaz (PI3K)/AKT/ mTOR ve mitofaji yolunun katalitik bileşenlerini hedefleyen küçük molekül inhibitörleri de antitümör özellikleri açısından değerlendirilmektedir. İlaç alınabilir önemli hedefler arasında mTOR, ULK1, VPS34, Beclin 1, ATG7 ve ATG4 bulunur. Lys05, HCQ'dan önemli ölçüde daha güçlü olduğu bildirilen ve klinik öncesi denemeler altında olan bir dimerik klorokindir [45, 46]. Bir kinakrin türevi (DQ661), çeşitli kanser türlerinde güçlü bir antikanser etkisi göstermiştir [47]. Farklı kanser türleri üzerinde otofaji inhibitörü CQ ve HCQ ile antikanser ilaçlarının sinerjistik sitotoksisitesini araştıran birkaç klinik çalışma devam etmektedir [10, 43]. CSC'leri hedeflemek için daha iyi farmakolojik modülatörlerin tasarımını kolaylaştırmak için UPR, otofaji akışı ve apoptozun doku ve kansere özgü rolünü daha iyi anlamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.

16.3 Kanser Kök Hücresi (CSC)-Spesifik İmmünoterapi

Bağışıklık sistemi kanserin başlaması ve ilerlemesi ile savaşır ve başarısızlığı tümörün ilerlemesine yol açar. CSC'ler, küçük molekül inhibitörlerine karşı direnç gösterir ve böylece terapötik yanıtı sınırlar. İmmün onkolojideki son gelişmeler, immünoterapi temelli yaklaşımlar kullanarak CSC'leri hedef alma umutlarını artırdı. Şu anda, immünoterapi, yalnızca bağışıklık sisteminin gücünü güçlendirmeyi ve bunlardan yararlanmayı değil, aynı zamanda tümör hücreleri tarafından verilen bağışıklık engelleyici etkiyi bastırmayı da amaçlamaktadır. Son kanıtlar, tümör hücrelerinin immünosupresif etkisinin inhibe edilmesinin tümörün başarılı bir şekilde ortadan kaldırılmasına yol açabileceğini açıkça göstermiştir. CSC'ler, kendi kendini yenileme, düşük bolluk ve kemo ve radyoterapi direnci gibi doğal özellikleri sayesinde önemli bir terapötik zorluk sunar. CSC'leri başarılı bir şekilde ortadan kaldırmak ve tümör regresyonunu indüklemek için immünoterapiye dayalı stratejilerden yararlanmak için klinik öncesi ve klinik çabalar devam etmektedir [11]. Hedef CSC'lere yönelik farklı immünoterapi yaklaşımları, belirli alt başlıklar altında detaylandırılmıştır.

16.3.1 CSC'ler için Dendritik Hücre (DC) Tabanlı Aşılar

Genomik DNA'daki değişiklikler veya mutasyonlar, protein dizisinde ve tümör oluşumuna katkıda bulunan işlevde değişikliklere neden olabilir. Hastanın insan lökosit antijeni (HLA) molekülleri, yeni tümöre özgü peptitleri veya neoantijenleri bağışıklık hücrelerine sunabilir ve böylece bir bağışıklık tepkisi ortaya çıkarabilir. Tüm genom veya ekzom dizileme teknolojileri, HLA haplotipleme, HLA bağlama hesaplama tahminleri, T-hücresi reseptörü (TCR) dizileme ve immünofenotipleme dahil olmak üzere yenilikçi immünogenomik teknikler, toplu olarak tümöre özgü mutant antijenleri veya neoantijenleri aydınlatmanın yolunu açmıştır. Neoantijenlerin repertuarının tam olarak anlaşılması, spesifik tümör tipleri için kanser immünoterapilerinin tasarlanmasına yardımcı olabilir [48, 49]. Dendritik hücreler (DC'ler) en etkili antijen sunan hücrelerdir (APC'ler). DC'ler geleneksel olarak mevcut olabilir (MHC II ile ilişkili peptitler olarak CD4+ T hücrelerine; endojen antijenler, CD8+ T hücrelerine MHC I ile ilişkili peptit olarak) ve ayrıca çapraz mevcut olabilir (MHC I ile ilişkili peptitler olarak eksojen antijenler) ve böylece başarılı olabilir daha verimli T hücre aktivasyonu. T hücresi aktivasyonu sadece aynı kökenli bir antijene (sinyal 1) değil, aynı zamanda APC hücre yüzeyinde (sinyal 2; örneğin, CD86, CD40, CD80) ve sitokin sinyalleşmesine (sinyal 3) sahip olan ortak uyarıcı sinyallere de bağlıdır, Şek. 16.2. Bağışıklık etkinliğini sınırlamak için çoğu tümör hücresi tarafından bir bağışıklık bastırıcı mikro-ortam teşvik edilir. DC'ler, güçlü bir antitümöral bağışıklık tepkisine yol açan uygun kanser antijenleri ile T hücresi hazırlama için gerekli tüm ilgili sinyalleri entegre etmek için sağlam bir platform sağlar [50, 51]. Yerinde T hücresi aracılı antitümör tepkisini aktive etmek için otolog DC bazlı aşılar ve immün baskılanmanın eş zamanlı olarak tersine çevrilmesi, gelecekte başarılı kombinatoryal immünoterapilere yol açabilir.

DC'leri son derece uzmanlaşmış APC'ler, DC aracılı T hücresi hazırlama ve kanser antijeninin kanser immünoterapisindeki rolü olarak gösteren birkaç öncü keşif, DC aşısı konseptine yol açtı. Birinci nesil DC aşıları, çoğunlukla hasta tarafından izole edilmiş DC'lere veya ex vivo farklılaştırılmış monosit türevli olgunlaşmamış veya yarı olgunlaşmamış DC'lere (mo-DC'ler) dayanıyordu. Bu DC'ler daha sonra tümör hücre lizatı ve sentetik antijenik peptitler ile hazırlandı ve belirli tümör tiplerine (melanom, Hodgkin olmayan lenfoma) karşı sınırlı başarı elde etti. İkinci nesil DC aşıları, rekombinant antijenik peptitler ve ışınlanmış tümör hücresi lizatları ile hazırlanmış tamamen olgun mo-DC'lere dayanıyordu. Birkaç klinik denemeden elde edilen sonuçlar, daha fazla klinik etkinlik önermektedir. Yeni nesil DC aşıları, verimli bellek T hücresi üretimi ve bağışıklık tepkisi için hastadan türetilen DC'lerin (örn., BDCA1/CD1c+ miyeloid DC'ler ve BDCA3/CD141+ miyeloid DC'ler) belirli bir alt kümesine odaklanır. Tablo 16.1, klinik denemelerin bir parçası olan immünoterapi rejimleri ile CSC'lerin hedeflenmesindeki son gelişmeleri göstermektedir. Hastaların periferik kan mononükleer hücreleri (PBMC'ler) DC'lere farklılaştırılabilir ve kanser hücre dizileri veya CSC lizatı veya hasta tümör lizatı ile duyarlı hale getirilebilir ve antitümöral bağışıklık tepkisini güçlendirmek için aşılar olarak kullanılabilir (Şekil 16.3) [49]. DC bazlı aşıların etkinliği, çoklu kanserlerde belirgindir. Ning et al. [52], D5 melanomu ve SCC7 skuamöz hücreli kanseri [52] kullanarak immünokompetan bir murin modelinde ALDHhi CSC darbeli DC'lerin hücre öldürme etkinliğini gösterdi. Pankreatik CSC lizatı ile yüklenmiş DC'ler (Panc-1 küresi kültürlenmiş hücrelerden zenginleştirilmiştir), gelişmiş bağışıklık öldürme ve güçlü antitümör sitokin üretimine neden olmuştur [53]. ALDHhi CSC darbeli DC'ler, primer tümör melanomunun ve skuamöz hücreli karsinomun pulmoner metastazını inhibe etti ve B hücresinin CSC'lere doğru hazırlanmasını indükledi [54]. Fare malign melanomunda (B16F10 lizatı) CSC'lere karşı DC bazlı bir aşı, fare modelinde metastatik tümör yükünde bir azalma gösterdi [55]. CSC lizatı ile hazırlanan DC'nin tümör yükü üzerindeki etkinliği, diğer çalışmalarda da belirgindir [56, 57]. DC'lerle pulslanan pankreas ve akciğer kanseri hücre dizilerinden alınan CSC'ler, başarılı T hücre stimülasyonuna yol açabilir [58]. Diğer bir yaklaşım, DC/hepatoselüler karsinom kök hücre aşısına yol açan DC'lerin tümör hücreleriyle füzyonunu içerir ve bu, poliklonal immün yanıtlar oluşturma potansiyeli sağlar ve CSC'leri hedeflemek için benzersiz bir yöntem sağlayabilir [59]. DC bazlı aşılara ve CSC'leri hedeflemeyi amaçlayan kanser immünoterapilerine dayalı klinik deney örnekleri Tablo 16.1'de gösterilmektedir.

CSC'lerin düşük MHC I moleküllerini ve diğer doğuştan gelen bağışıklık reseptörlerini ifade etmesi ve bağışıklık efektör hücrelerine dirençli olması nedeniyle, DC immünoterapi ile CSC'leri hedeflemek zor olabilir. Pluripotens belirteçlerinin eşzamanlı aşırı ekspresyonu, CSC'leri immün dirençli hale getirir. Ayrıca, stromal hücre popülasyonu ve bazı bağışıklık hücreleri tarafından salınan sitokinler ve kemokinler, antitümör bağışıklığını baskılar.

16.3.2 CSC'ler için Adoptif İmmünoterapi

Pasif bağışıklama veya yaygın olarak kabul edici T hücre tedavisi (ACT) olarak anılan, tümör infiltre edici lenfositlerden (TIL'ler) veya antijene özgü T hücrelerinden T hücrelerinin ekstraksiyonu, ardından ex vivo genetik modifikasyon ve kültür ve müteakip otolog transferini temsil eder. Kanser hastasına T hücreleri. ACT, iki stratejiye dayalı olarak elde edilir. Bir yaklaşım, viral transdüksiyon yoluyla tümörle ilişkili antijenleri (TAA) tanımlayabilen T hücre reseptörlerini (TCR'ler) aşırı eksprese etmek için otolog T hücrelerinin genetik mühendisliğidir. Kimerik antijen reseptörlerini (CAR'lar) ifade etmek için otolog T hücrelerinin genetik mühendisliği diğer yaklaşımdır. CAR'lar, tek zincirli değişken parçalar (scFv), hücre içi bir T hücresi sinyal alanına antijen bağlama alanı ve bir veya iki ortak uyarıcı alan (örn. ). CAR T hücre tedavisi, T hücre aktivasyonuna yol açtığı ve MHC kısıtlaması olmadığı için yenilikçi ve umut verici bir immünoterapi yaklaşımıdır.

CSC'ler, tümörijenezde ve sonraki metastazda hayati bir rol oynar; bu nedenle, CAR T hücrelerinin adaptif transferi, CSC'lerin ortadan kaldırılmasına yol açabilir ve uzun süreli hastalıksız sağkalım veya tedavi sağlayabilir. CSC'leri hedefleyen ACT'nin kullanımı sınırlıdır, ancak bilim adamları bu olasılığı araştırmaktadır. Tettamanti ve ark. [60], IL3RA veya CD123'ü hedefleyerek lösemi progenitörlerini ve lösemi kök hücrelerini hedeflemek için sitokin kaynaklı öldürücü hücrelerin adaptif transferini dönüştürdü. CD123+ hücre hatlarına ve AML blast hücrelerine karşı güçlü bir yanıt ve buna eşlik eden normal monosit ve CD123-düşük eksprese eden hücrelerin minimal ölümü gözlendi [60]. Deng ve ark. [61], CSC'ye özgü işaretleyici EpCAM'ye özgü CAR T hücrelerini kullandı ve hem in vitro hem de in vivo olarak PC3M tümör hücreleri üzerinde önemli yanıt gösterdi [61]. CAR'ı bir zara bağlı kimerik interlökin (IL)15 (mbIL15) ile birlikte eksprese etmek üzere tasarlanmış CAR T hücreleri, CD19+ lösemide bir kök hücre hafızası T hücre alt kümesini destekledi [62]. Kolorektal kanser düşük bir CSC numarası sergilemesine rağmen, Miyamoto ve ark. [63] bir HLA ligandome analizini kullanarak ASB4'ü kolorektal CSC'ye özgü bir işaretleyici olarak tanımladı. Bir epitop olarak ASB4 peptidi, güçlü bir CD8+ sitotoksik T hücresi (CTL) tepkisini hazırladı ve CSC'lerin önemli ölçüde ortadan kaldırıldığını gösterdi [63].

Doğal öldürücü (NK) hücrelerin evlat edinilmiş transferi de önemli bir başarı göstermiştir ve güçlü bir alternatif evlat edinen transfer stratejisidir. İlginç bir şekilde, NK hücreleri, CSC fenotipinin tercihli bir hedeflenmesini gösterir ve böylece NK bazlı immünoterapinin kullanım olasılığını vurgular [64]. Çok sayıda heyecan verici çalışma, meme kanserinde CD54/ICAM-1'de NK hücre bazlı evlat edinme tedavisinin [65] ve kemoreztant mesane kanseri kök benzeri hücrelerin NK hedeflemesinin IL-2 ve IL-15 aracılı aktivasyonunun gücünü göstermiştir [ 66]. Dünya çapında birçok laboratuvar, evlat edinen immünoterapinin faydalarını araştırıyor olsa da, çok az sayıda çalışma klinik deneme düzeyine ulaşmıştır ve bu da araştırılmaya değer keşfedilmemiş bir alan olduğunu düşündürmektedir (Tablo 16.1).

16.3.3 CSC'ler için Onkolitik Viroterapi (OVT)

Virüsler sağlıklı hücrelere bulaşabilir ve hastalıklara neden olabilir. Bazı virüslerin spesifik olarak kanser hücrelerini hedef aldığı bilinmektedir ve bunlara onkolitik virüsler denir. Onkolitik virüsler, kanser hücrelerini önce enfekte ederek, ardından hücre içi replikasyonla ve son olarak kanser hücrelerinin parçalanmasını indükleyerek yok ederek birçok yaklaşımla öldürebilir [67]. İkinci yöntem, kanser hücreleri öldüğünde kanser antijenlerinin üretilmesini, ardından kanser antijenlerinin bağışıklık hücreleri tarafından alınmasını ve tümör hücresinin öldürülmesine yol açan T-hücresi aktivasyonunu içerir [68]. Virüsler ayrıca kanser hücresinin apoptotik mekanizmasını ele geçirebilir ve hücre ölümüne neden olabilir. Çeşitli gruplar, OVT'nin çoklu kanserler ve CSC'ler üzerindeki terapötik etkinliğini göstermiştir [12]. Kanser hücreleri, kusurlu interferon yolakları (örneğin, miksoma virüsü, rakun çiçeği virüsü, veziküler stomatit virüsü) nedeniyle spesifik viral enfeksiyonlara karşı duyarlılık gösterir [69]. Kanser hücreleri ayrıca belirli virüslerin (örneğin, adenovirüs, çocuk felci virüsü, kızamık virüsü, vb.) hücre içi alımının artmasına yol açan spesifik viral reseptörlerin ekspresyonunu da sergiler [70]. Virüslerin genetik mühendisliğindeki ilerlemeler, onkolitik virüslerin klinik deneylerindeki başarı ve immünoterapinin daha iyi anlaşılması, viroterapinin laboratuvardan kliniğe ilerlemesine yol açtı. Apoptozu indükleyen gen tümörü nekroz faktörü (TNF) ile ilişkili apoptozu indükleyen ligand (TRAIL) ile donanmış ve viral E1A genini sürmek için insan telomeraz ters transkriptaz (hTERT) promotörü kullanan genetiği değiştirilmiş onkolitik adenovirüs, radyo-dirençli özofagus kanseri sapının önemli sitotoksisitesine yol açar benzeri hücreler [71]. Cheema ve ark. [72] onkolitik herpes simpleks virüsünü immünomodülatör sitokin interlökin 12 (G47-mIL12) ile tasarladı ve silahlandırdı. G47-mIL12, bir CSC glioblastoma modelinde önemli terapötik faydalar göstermiştir [72]. Mide kanseri kök hücre dizileri (MKN45 ve MKN7) üzerinde genetiği değiştirilmiş onkolitik adenovirüs (viral gen E1A'yı sürmek için hTERT promotörü kullanılarak) gastrik CSC'lere karşı artan sitotoksisite gösterdi

[73]. CD133'ü hedefleyen onkolitik adenovirüs, kolorektal kanser ve karşılık gelen CSC'ler üzerinde bir antitümör etkisi sergiledi. Onkolitik virüslerin uygulanması ayrıca meme kanseri [75, 76], yumurtalık kanseri [77] ve kolon CSC'lerinde [78] kullanılmıştır. Birçok farklı onkolitik virüs klinik deneylerde denenmekte ve test edilmektedir. T-Vec, metastatik melanom tedavisi için ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) onayını alan ilk kişidir ve OVT alanında daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğunu düşündürmektedir.

16.4 Kombine Kemoterapi ile CSC'leri Hedefleme

Bağışıklık kontrol noktası inhibitörleri ve monoklonal antikorların klinik deneylerde etkili olduğu kanıtlanmıştır, ancak hastaların yalnızca küçük bir kısmı bunlardan yarar sağlar. Zhang et al. [79], CSC-DC aşısının ve programlanmış ölüm ligandı 1 (PDL1) ve sitotoksik T-lenfosit ilişkili proteinin (CTLA-4) ikili blokajı ile B16-F10 murin melanom tümör modelini kullanarak CSC hedeflemesi üzerindeki kombinatoryal etkisini araştırdı. Kombinasyon tedavisinin daha az immünojenik tümörlerdeki etkisi umudu artırmaktadır. Saha et al. [80], immün kontrol noktası blokajı (CTLA-4, PD-1, PD-L1) ile kombinasyon halinde bir immünoviroterapi (G47Δ-mIL12) kullandı ve glioblastomayı yok etmek için sinerjik bir terapötik yanıt elde etti. Kombine kemoterapi yaklaşımları, CSC'lerin çoklu bağışıklık kaçış mekanizmalarıyla mücadelede daha etkili olabilir.

16.5 CSC ile İlişkili Hücre Yüzey İşaretleyicilerini Hedefleme

 Rudolf Virchow ve Julius Cohnheim, 150 yıldan uzun bir süre önce fetal dokular ve kanserler arasında benzerlikler olduğunu öne sürmüşlerdir [13]. John E. Dick'in laboratuvarı tarafından akut miyelojenöz lösemi üzerine yapılan deneyler, ilk olarak farelerde nadir görülen bir lösemi başlatan hücre gösterdi [81]. Bu öncü bulgudan bu yana, diğer birçok laboratuvar CSC'leri diğer kanser türlerinde de tanımlamıştır [13]. İlginç bir çalışmada Gerlinger ve ark. [82] aynı hastadan alınan üç metastatik tümör dahil olmak üzere böbrek tümörünün dokuz farklı alanını analiz etti. Bu çalışmadan elde edilen veriler, dallı normal kök hücre soy spesifikasyonuna benzeyen, tümör içi heterojenliği ve kanserin doğrusal olmayan evrimini ortaya çıkardı. Bu çalışma sadece heterojenliği vurgulamakla kalmadı, aynı zamanda küçük bir hücre popülasyonunun birincil evrimsel kök hücre benzeri özelliklere sahip olduğunu öne sürdü [82]. CSC'ler, kemoterapi ve radyasyon tedavisi kullanılarak hedeflenmesi zor olan kanser hücrelerinin bir alt popülasyonunu oluşturur. Artan kanıtlar, CSC'lerin kanser tedavisinden sonra tümör nüksü ve metastaza yol açtığını göstermektedir [6]. CSC'lerin kökenini, kaynağını, düzenleyici mekanizmalarını ve malign ilerleme sürecini anlamak bilim adamlarından önemli ölçüde ilgi görmüştür [12]. CSC'leri diğer tümör hücrelerinden ayırt etmek, bazen CSC'lerde münhasır olmayan bir şekilde eksprese edilen hücre yüzeyi markörlerini tespit eden antikorların kullanımına bağlıdır. CSC'ye özgü fenotipleme kimliğini oluşturan transkripsiyon faktörlerinin altında yatan ağlar, CSC'leri hedeflemeyle ilgili benzersiz bir hücre yüzeyi işaretleyici modeline yol açabilir. Genom çapında tarama, proteomik ve hücre sınıflandırma tekniklerinin hızlı uygulanması, farklı organlardan tümörlerde CSC'ye özgü hücre yüzeyi belirteçlerinin aydınlatılmasına yardımcı olmuştur. CSC'lerin temel gelişimi ve sık kullanılan CSC belirteçlerinin bir listesi Şekil 16.4'te sunulmuştur [8, 9, 83-86]. Genel olarak, CSC yüzey belirteçleri, insan embriyonik kök hücrelerinde (hESC'ler) ifade edilenlerle benzerlik gösterir, ancak nadiren normal dokuda ifade edilir. İnsan Protein Atlası (http://www.proteinatlas.org), farklı hücre yüzeyi belirteçleri için mükemmel bir histolojik veri kaynağıdır. CSC'ye özgü hücre yüzeyi belirteçlerinin keşfi, yalnızca kanser hücresi kökünü yöneten temel mekanizmaları incelemenin yolunu açmakla kalmadı, aynı zamanda bu dirençli popülasyonları spesifik olarak hedeflemenin yolunu açtı. Hücre yüzeyi belirteçleri tarafından sağlanan özgüllüğün gücünden yararlanarak, antikor bazlı hedefleme, hedefe yönelik kemoterapi, hedefe yönelik radyasyon tedavisi ve immünoterapi dahil olmak üzere çeşitli hedefleme yaklaşımları araştırılmıştır.

CSC yüzey molekülü bazlı hedeflemenin ilginç bir örneği, membrana bağlı bir glikoprotein ve en sık araştırılan CSC markörlerinden biri olan CD133'tür (Şekil 16.4) [87]. CD133, birçok tümörde CSC'leri hedeflemek için seçimdir. Sitoletal genişleyen toksin (Cdt)AC149A, C178ABC-CD133 MAb, Cdt toksini ile konjuge edilmiş daha spesifik bir anti-CD133 antikoru, oral kanser hücresi proliferasyonunun spesifik inhibisyonunu göstermiştir [88]. dCD133KDEL, in vivo yumurtalık kanseri modelinde [89], melanom hücrelerinde [90] ve meme kanseri hücrelerinde [91] umut verici sonuçlar gösteren anti-CD133 scFv fragmanına kaynaşmış bağışıklığı giderilmiş bir psödomonas eksotoksindir. Bispesifik hümanize EpCAM/CD133'ü hedeflemenin özgüllüğünü artırmak için, hedeflenen toksin (dEpCAMCD133KDEL), DNA karıştırma ve ligasyon tekniği kullanılarak sentezlendi. dEpCAMCD133KDEL, baş ve boyun skuamöz hücreli karsinomunun bir in vivo modelinde (UMSCC-11B hücreleri kullanılarak) yüksek seçicilik ve tümör gerilemesi gösterdi [92]. Bispesifik bir antikorla başka bir yaklaşım, çıplak farelerde CD133+ pankreas (SW1990) ve hepatik (Hep3B) tümör hücresi büyümesinin azalmasına yol açan antiCD3/anti-CD133'ün kullanılmasıdır [93]. CD133 hedefli nanopartiküller veya CD133NP'ler [paklitaksel yüklü poli(D,L laktid-ko-glikolid) polimeri] MDA-MB-231 ksenograft büyümesini ve CD133+ popülasyonunun azalmasını azalttı [94]. NK hücrelerini ve CD133 pozitif CSC'leri (BiKE'ler) bağlamak için bispesifik bir anti-CD16/anti-CD133 antikoru geliştirilmiştir. BiKE'ler, CD133+ kolorektal kanser hücrelerine karşı gelişmiş NK hücre etkileşimi ve aktivitesine yol açar [95]. CSC hedeflemesini iyileştirmek için bir toksin (TriKE) ile etiketlenmiş trispesifik CD133EpCAMCD16 antikoru, üç ligand-spesifik bağlanma ve kolorektal kanser hücre hattının (Caco-2) hücre öldürülmesinde artış gösterir [96]. CD133+ glioblastoma hücrelerini hedeflemek için immünoterapi temelli yaklaşımlar (ICT-121 DC aşısı) kullanılır. ICT-121 DC aşısı, bir faz 1 denemesinde başarıyla test edildi ve sonuçlar, ICT-121'in hem güvenli hem de iyi tolere edildiğini ve bir hasta alt grubunda gözlemlenen spesifik immün yanıtla iyi tolere edildiğini gösteriyor (https://clinicaltrials.gov/ct2/show/ NCT02049489). Birkaç ön sonuç, kanser terapötiklerinde, yeni araştırmalarda ve sıkı doğrulamada CD133+ hedefli yaklaşımın kullanılması olasılığının, gelecekte CSC'leri daha iyi hedefleme potansiyeline yardımcı olacağını göstermektedir.

Bir başka heyecan verici örnek, birçok izoforma sahip bir hyaluronik asit reseptörü olarak işlev gören ve birçok CSC'de öne çıkan bir transmembran glikoproteini olan CD44'tür (Şekil 16.4). CD44, birçok sağlıklı hücrede her yerde eksprese edilir, ancak alternatif ekleme ile oluşturulan farklı ekleme varyantları (CD44v), farklı tümörlerde benzersiz olabilir ve CSC'lerin hedeflenmesine yardımcı olabilir [97]. CD44 varyantı CD44v6, küçük hücreli olmayan akciğer kanseri, pankreas kanseri ve mide karsinomunda [98-100] eksprese edilirken, CD44v9 mide kanserinde [101] ve kolorektal kanserde [102] eksprese edilir ve CD44v8-10 midede eksprese edilir. CSC'ler [103]. CD44'ün CSC'ler üzerindeki ekspresyon modeli ve kanser hücresi proliferasyonunu, metabolik kaymayı ve istilayı düzenlemedeki işlevi göz önüne alındığında, anti-CD44 monoklonal antikor yaklaşımı dahil olmak üzere birçok hedefleme yaklaşımı formüle edilmiştir. SCID farelerinde [104] akut miyeloid löseminin (AML) etkin bir şekilde yok edildiğini gösteren CD44 molekülüne özgü monoklonal antikorun in vivo uygulaması, CD44+ tümör hücrelerini hedeflemek için bir yaklaşımdır. BCR-ABL eksprese eden lösemi için de benzer raporlar yayınlanmıştır [105]. Verel et al. [106] kimerik antikorlar tasarladı (BIWA-1, BIWA-2, BIWA-4 ve BIWA-8) ve renyum 186 (186Re) izotopu ile etiketlenerek daha yüksek derecede spesifikasyon ve etkinlik sağladı. İzotop Tc-99 ve sitotoksik ilaç mertansin ile konjuge BIWA Abs ile yapılan diğer deneyler, faz 1 klinik deneylerinde baş ve boyun skuamöz hücreli karsinom ile umut verici sonuçlar gösterdi [107, 108].

Kanser tedavisi için CD44 hedeflemesine ulaşmak için birkaç nanoteknoloji tabanlı platform da araştırılmıştır. Polilaktik asit ile kaplanmış kitosan nanoparçacıkları ile yüklü bir anti-CD44 monoklonal antikoru, in vivo olarak insan yumurtalık kanseri hücrelerine karşı etkiliydi [109]. Modifiye süperparamanyetik demir oksit nanopartiküller (SPIONP'ler) ile anti-CD44 antikorunu etiketlemek ve alternatif manyetik alan tedavisi kullanmak için yeni bir yaklaşım, çıplak farelerde insan oral skuamöz hücreli karsinom ksenogreft modelinde manyetik hipertermiye ve önemli tümör azalmasına yol açtı [110]. Chen et al. [111] gastrik CSC'leri hedeflemek için anti-CD44 ve anti-CD133 antikor konjuge all-trans retinoik asit yüklü poli-lesitin-PEG nanoparçacıkları (CD44/CD133–ATRA-PLPN) geliştirdi ve cesaret verici sonuçlar gösterdi. Bu nanopartiküller, çoklu CSC popülasyonlarını hedeflemek için bir platform sağlar [111]. Tek duvarlı CNT'ler (SWCNT) ve çok duvarlı CNT'ler (MWCNT) dahil uygun şekilde işlevselleştirilmiş karbon nanotüpler (CNT'ler), antikanser ilaçları ve invaziv olmayan görüntüleme için nano taşıyıcılar olarak kullanılmaktadır [112]. Hyaluronik asit (CD44 reseptörleri için bir ligand) ve a-tokoferol süksinat ile işlevselleştirilmiş ve antikanser ilacı doksorubisin (a-TOS-HA-MWCNT-DOX konjugatı) ile yüklenmiş MWCNT'ler, MDA-MB-231 üçlü negatif meme kanseri hücrelerinde aşırı eksprese edilen CD44 reseptörlerini hedeflemek için kullanıldı [113]. Yakın tarihli bir başka çalışmada, Gautam ve ark. [114] benzer bir CD44 reseptörü hedefleme yaklaşımı kullanmış ve MDA-MB-231 ksenograft tümör modelinde artan bir antitümör etkisi gösteren hyaluronik asit ile modifiye edilmiş PEGillenmiş DOX-STS yüklü fito-lipozom kullanmıştır.

İlginç bir şekilde, nanoparçacık sistemleri ayrıca CD44 reseptörü aşırı eksprese edilen hücrelerde antijen kaynaklı bir bağışıklık tepkisini teşvik etmek için tasarlanmıştır. Hyaluronik asit, bağışıklık hücresi alımını iyileştirmek için 3s-PLGA-PEG nanoparçacıklarının dış kabuğuna da modifiye edildi. 3s-PLGA-PO-PEG/HA nanoparçacıkları (PHO NP'ler) CD44+ hücrelerini hedef aldı ve in vivo deneyler, bellek T hücrelerinin orta düzeyde uyarılmasının eşlik ettiği avid T hücre yanıtıyla sonuçlandı [115]. Diğer birkaç çalışma, nötralize edici antikorlar, peptit mimetikler, aptamerler, HA-yönelimli nanopartiküller ve CD44+ kanser hücrelerinin CAR T hücre bazlı hedeflenmesi dahil olmak üzere farklı terapötik stratejiler geliştirmiştir ve çeşitli geliştirme aşamalarındadır.

CSC hedeflemesi için diğer CSC'ye özgü hücre yüzeyi işaretleri de kullanılmıştır. Bu nedenle, CSC yüzey belirteçlerinin toplam profili, CSC'leri normal doku kök hücrelerinden ayırt etmeye yardımcı olabilir ve tümör ilerlemesi açısından fizyolojik ve fonksiyonel özelliklerini daha iyi anlayabilir ve hastaya terapötik fayda sağlayabilir.

16.6 CSC ile İlişkili Tümör Mikro-ortamını ve Metastazı Hedefleme

Tümör mikro ortamı (TME), çeşitli hücre tiplerinin yanı sıra bunların türetilmiş çözünür faktörlerini (örneğin sitokinler ve kemokinler) içerir. TME, karşılıklı etkileşimleri kullanan ve CSC özelliklerini etkileyen mezenkimal kök hücreler (MSC'ler), kanserle ilişkili fibroblastlar (CAF'ler), endotelyal hücreler, bağışıklık hücreleri, fibroblastlar, tümör hücreleri, adipositler vb. dahil olmak üzere çeşitli hücre türlerinden oluşur ve fonksiyonlar (Şekil 16.5). Tümör hücreleri ve CSC'ler, hücre-hücre teması ve salgılanan faktörler [örn. (bFGF)], stromal hücrelerin özelliklerini CSC'lerin bakımı için uygun bir destek sistemine dönüştürmek için. Normal kök hücreler gibi, CSC'ler de belirli nişlerde bulunur. CSC nişi, CSC'lerin kendini yenileme, klonal bir tümör oluşturma yeteneği, uzun vadeli yeniden popülasyon potansiyeli, plastisite ve hücre ölümü ve metastazdan kaçınma potansiyeli gibi temel özelliklerini koruyabildiği belirli bir mikro-ortamdır [116]. CSC nişi, TME'nin ayrılmaz bir bileşenidir ve toplu olarak tümör hücreleriyle birlikte bitişik stroma olarak kabul edilir [117]. TME modeli oluşumunun uzay-zamansal dinamiklerini anlamak, CSC fonksiyonel heterojenitesinin korunması, karşılıklı çapraz konuşma ve bileşen hücreler tarafından immün baskılama, TME ve CSC nişini hedeflemeye yardımcı olabilir.

Katı tümörler, Şekil 16.5'te gösterildiği gibi karmaşık dokulardır. Primer tümör büyüdükçe, tümör içindeki yetersiz vaskülarizasyon, artan hipoksiye ve ROS oluşumuna yol açar, bu da CSC'nin stres sinyal yollarını aktive eder. CSC'ler, anjiyogenezi uyarmak için anjiyojenik faktörlerin üretimini aktive eder [116]. Tümör hücreleri ve CSC'ler ayrıca MSC'leri, miyeloid türevli baskılayıcı hücreleri (MDSC'ler), tümörle ilişkili makrofajları (TAM), tümörle ilişkili nötrofilleri (TAN) ve düzenleyici T hücrelerini çekmek için sitokinler, kemokinler ve diğer çözünür faktörleri salgılarlar. (Treg), yani pro-tümörijenik bileşenler CSC'ler, MSC'ler ile karşılıklı etkileşim kurar.CSC'ler, MSC'leri uyarmak için IL-6 salgılarken, MSC'ler, C-X-C motif kemokin ligandı 12 (CXCL12), IL-6 ve IL- salgılar. 8. Tümör hücreleri ve CSC'ler ayrıca makrofaj koloni uyarıcı faktör (M-CSF), granülosit-makrofaj koloni uyarıcı faktör (GM-CSF) ve granülosit koloni uyarıcı faktör (G-CSF) salgılar. ve pro-tümörijenik hücre popülasyonlarının genişlemesini uyarır.Bu pro-tümörijenik hücreler, pro-tümörijenik ve pro-metastatik etkiye katkıda bulunur ve böylece tümör büyümesini destekler.Tersine sitotoksik T hücreleri, yardımcı T hücreleri, doğal öldürücü gibi bağışıklık bileşenleri hücre (NK) ve dendritik hücreler (DC) bir antitümör etkisine yol açar [118]. Pro-tümörojenik hücreler, antitümör adaptif ve doğuştan gelen bağışıklık tepkilerinin bağışıklık gözetimini bloke eder.

 Kanser metastazı, epitelyalden mezenkimal geçişe (EMT), neoanjiyogenez, metastatik niş oluşturma, esas olarak kan damarı yoluyla hücre göçü ve ikincil tümörlerin oluşumunu içeren çok aşamalı bir süreçtir. Kanser metastazı hakkında ayrıntılı bilgi için lütfen bu kitaptaki “Bölüm 8: CSC'ler ve Tümör Saldırganlığı”na bakın. TME'de, CAF'ler ve TAM'ler, anjiyogenezi ve istilacılığı etkinleştirmek için pro-anjiyojenik anahtarı koordine eder ve etkinleştirir. Tümör stroması tarafından salgılanan sitokinlerin mevcudiyetinde TME, spesifik bir CSC popülasyonunu EMT'ye maruz bırakmak için indükler ve böylece onları invaziv hale getirir. CSC'ler ve tümör hücreleri ayrıca normal MSC nişlerini ele geçirebilir ve gelecekteki kolonizasyon için uzak doku nişlerini kolonize edebilir, değiştirebilir ve manipüle edebilir ve perivasküler metastatik nişler yaratabilir [119]. Mutasyon analizi, CSC'lerin Notch, Wnt/β-katenin, Hedgehog ve Hippo yolları dahil olmak üzere hücre döngüsü ve farklılaşmasının temel düzenleyicileri olan kritik gelişim yollarında değişiklikleri barındırdığını göstermektedir [118]. TME, bu gelişim yolları arasındaki karşılıklı etkileşimler ve ayrıca nükleer faktör-B (NF-B), MAPK, PI3K/AKT/mTOR ve tümör ilerlemesine ve metastaza yol açan EGFR basamakları dahil olmak üzere diğer tümörijenik sinyal yolları ile karakterize edilir. NOTCH mutasyonlarının sadece tümörijenez ile ilişkili olmadığı, aynı zamanda EMT indüksiyonunda, neoanjiyogenezde, anoikis direncinde, habis hücre genişlemesinde ve metastatik hücre hedeflenmesine yardımcı olmada önemli bir rol oynadığı bildirilmiştir [120-122]. Wnt/β-katenin yolunun aktivasyonu ayrıca klinik olarak tümörijenez, göç ve istila ile ilişkilidir [123, 124]. Hedgehog ve Hippo yollarının benzer şekilde etkilenmesi de metastazla ilişkilendirilir [125-129]. Bu nedenle, birkaç çalışma, Anti-CSC tedavisi için birincil hedefler olarak Notch, Wnt/β-katenin, Hh ve Hippo sinyal yollarını hedeflemiştir ve ilgili, hedeflenen sinyalleşme bileşenleri Şekil 16.6'da gösterilmiştir [7]. Birçok Notch yolu inhibitörü şu anda klinik deneylerde test edilmektedir. y-sekretaz inhibitörleri (RO4929097 ve BMS-906024) farklı klinik deneme aşamalarındadır. Çentik karşıtı yol antikorları da denemelerin çeşitli aşamalarındadır. Bunlar arasında anti-NOTCH1 antikorları (brontiktuzumab), anti-NOTCH2/3 antikorları (tarextumab), anti-DLL4 antikorları (demcizumab, enoticumab, MEDI0639) ve anti-DLL3 antikor-ilaç konjugatları (rovalpituzumab tesirsiz) bulunur. Kanonik ve kanonik olmayan Wnt sinyal yolunu hedefleyen ve klinik deneylerde araştırılmakta olan birkaç farmakolojik inhibitör vardır. Wnt yolu inhibitörleri arasında PRI-724 (β-katenin-CBP kompleksi antagonisti), DKN-01 (anti-DKK1 antikoru), ipafricept (anti-FZD8 antikoru), vantictumab (anti-FZD1/2/5/7/8 antikoru) bulunur. , cirmtuzumab (anti-ROR1 antikoru) ve CWP232291 (CWP291 olarak da anılır; peptidomimetik küçük moleküllü β-katenin antagonisti). Hedgehog sinyal yolu, embriyonik gelişimde hayati bir rol oynar, ancak Hedgehog yolundaki mutasyonlar ve düzensizlikler de birçok tümör tipiyle ilişkilidir. Çoklu Kirpi yoluna özgü araştırma ajanları şu anda klinik deneylerden geçmektedir. Araştırılan başlıca ajanlar glasdegib (bir Sonic HH'nin küçük moleküllü inhibitörü), sonidegib (yumuşatılmış antagonist), vismodegib (yumuşatılmış inhibitör), taladegib (yumuşatılmış antagonist) ve saridegib (yumuşatılmış antagonist). Pevonedistat (NEDD8 inhibitörü), Hippo sinyal yolunu hedefleyen araştırma amaçlı bir ajandır [118]. AML hastalarının tedavisi için Hedgehog yolu inhibitörü glasdegib de dahil olmak üzere CSC sinyal yollarını hedefleyen spesifik ajanlar FDA onayı aldı ve etkili kanser tedavisi için umutları artırdı.

16.7 CSC Sinyal Yollarını Hedefleme

16.7.1 CSC'lerde Hedgehog Sinyal Yolu

Hedgehog (HH) yolu aktivasyonu bir düzineden fazla kanser türüyle bağlantılıdır [130]. Hedgehog sinyalinin ana bölümleri, üç salgılanmış ligand [Sonic (S) HH, Indian (I) HH ve Desert (D) HH], bir negatif düzenleyici reseptör [yamalı (PTCH)], bir pozitif düzenleyici reseptör [Düzeltilmiş ( SMO)] ve glioma ile ilişkili onkogen 1, 2 ve 3 (GLI1, GLI2 ve GLI3). Hedgehog yolunun ilk adımı, Hh ligandının PTCH'ye bağlanmasını içerir ve bu da SMO'nun kaldırılmasına ve hedef genleri düzenlemek için GLI transkripsiyon faktörlerinin çekirdeğe translokasyonuna yol açar. Artan kanıtlar, CSC'lerde Hedgehog sinyal yolunu hedeflemenin, tümör büyümesini kısıtlamak, kanser direncinin üstesinden gelmek ve kanserin tekrarını önlemek için mantıklı ve etkili bir klinik seçim sunabileceğini düşündürmektedir. Şimdiye kadar, Hedgehog sinyal yolunun inhibitörleri olarak tanımlanan (Şekil 16.7) [131] ve klinik ortamlarda araştırılan (Tablo 16.2) vismodegib ve sonidegib olmak üzere ağızdan temin edilebilen iki ilaç vardır. Bu iki ilaç, metastatik bazal hücreli karsinomda (mBCC) olağanüstü aktivite gösterdi ve FDA tarafından onaylandı [132].

 Bir faz 2 çalışması (ERIVANCE çalışması), ikinci basamak tedavi olarak mBCC'li 104 hastada vismodegib'in klinik etkinliğini değerlendirdi [133]. Bu çalışmadan, lokal olarak ilerlemiş hastalığı olan hastaların %43'ü, tümörlerde önemli bir küçülme veya iyileşmiş görünür lezyonlar yaşarken, %30'unda mBCC tümör küçülmesi görülmüştür. Lokal ileri ve metastatik BCC için objektif yanıt oranları (ORR) sırasıyla %60 ve %46 idi. ERIVANCE çalışmasının ardından, başka bir açık etiketli faz 2 çalışması (EAS), BCC hastalarında vismodegib'in etkisini araştırdı [134]. EAS çalışmasının sonuçları, ERIVANCE çalışmasının sonuçlarına benzerdi. Ayrıca, sıralı faz 2 çalışmaları (PBTC-025B ve PBTC032), pediatrik ve erişkin medulloblastomda (MB) vismodegib'in klinik yararını analiz etmiştir [135]. Bu çalışmalardan elde edilen sonuçlar, aktif Hh sinyaline sahip sonik Kirpi (SHH)-MB grubundaki hastaların, SHH-MB olmayan gruptaki hastalara göre önemli ölçüde daha uzun progresyonsuz sağkalıma (PFS) sahip olduğunu göstermiştir. Vismodegib'in MB'de mükemmel antitümör aktivitesine sahip olmasına rağmen, metastatik kolorektal [136], küçük hücreli akciğer [137] ve pankreas [138] kanserleriyle ilgili diğer çalışmalarda klinik etkinlik sonlanım noktaları açısından kayda değer bir gelişme olmamıştır.

Diğer veriler, kanser hücrelerinin Hh inhibitörlerine karşı direnç geliştirebileceğini gösterdi. Örneğin, MB ve ayrıca BCC'de, diğer klinik çalışmalarda daha iyi sonuç gösteren iki ilaç olan vismodegib (GDC-0449) ve sonidegib (LDE-225) ile tedavi, bu kanserlerin yerleşik hücrelerinde ilaç direncini tetikledi [139] . Bu nedenle, kanserlerde Hh inhibitörlerinin etkinliği hala belirsizdir ve şimdiye kadar, aktif Hh sinyaline sahip tümörlerin sadece bir alt kümesinde aktivite göstermişlerdir. Hh yolu düzenlemesinin kapsamlı bir şekilde anlaşılması, daha iyi sonuçlarla Hh yolu ile aktive olan kanserlerle başa çıkmak için yeni terapötiklerin geliştirilmesini kolaylaştırabilir

 16.7.2 CSC'lerde Çentik Sinyal Yolu

Çentik sinyali, embriyonik gelişim sırasında kök hücrelerin proliferasyon, apoptoz ve kader kararlarının düzenlenmesi için gerekli olan bir tür doğrudan hücre-hücre iletişimini temsil eder [140]. Birkaç çalışma, Notch sinyalinin hücre proliferasyonu, hayatta kalma, kendini yenileme, farklılaşma, anjiyogenez ve CSC'lerin göçünde önemli roller oynadığını göstermektedir [76]. Çentik sinyali, bir zara bağlı Çentik ligandı, Delta benzeri (DLL) veya Çentikli (JAG) yan yana yerleştirilmiş bir hücre üzerinde bir transmembran Çentik reseptörü ile bağlandığı bir hücre-hücre iletişimi yoluyla çalışır. Bu etkileşim, A Disintegrin And Metalloproteinase (ADAM) ve y-sekretaz enzimleri tarafından gerçekleştirilen iki proteolitik olayı başlatır ve NOTCH hücre içi alanının (NICD) serbest bırakılmasıyla sonuçlanır. Daha sonra, bölünen hücre içi alan, diğer DNA bağlayıcı proteinlerle bağlantı kurmak ve gen ekspresyonunu düzenlemek için çekirdeğe girer [76]. Şimdiye kadar, Notch yolunu hedef alan klinik çalışmalarda iki yaklaşım izlenmiştir; biri y-sekretaz inhibitörünün (GSI) kullanımı, diğeri ise antikorların kullanımı yoluyla Notch reseptörünü veya ligandını hedef alıyor (Tablo 16.2).

 γ-sekretaz inhibitörleri tarafından yol inhibisyonunun, kanserin preklinik modellerinde etkili olduğu gösterilmiştir ve faz 1 klinik çalışmalara dayalı olarak güvenli bir profile sahip olduğu görülmektedir [141, 142]. GSI inhibitörleri (MK-0752, LY900009 ve RO4929097) (Şekil 16.7) klinik deneylerde araştırılmıştır. Bir çalışmada, ilerlemiş katı tümörleri olan hastalar MK-0752 ile tedavi edildi ve klinik faydalar değerlendirildi [142]. Bu çalışmanın sonuçları, MK-0752'nin ekstrakraniyal tümörlerde etkili olmadığını gösterdi; bununla birlikte, anaplastik astrositomlu bir hasta tam remisyona (CR) ulaştı ve yüksek dereceli gliomalı on hastada 4 aydan fazla stabil hastalık vardı. Bununla birlikte, MK-0752'nin minimal klinik fayda gösterdiği veya hiç göstermediği iki çalışma vardı [141, 143]. Başka bir çalışmada, meme kanserli hastalar kombinasyon tedavisi olarak MK-0752 artı dosetaksel ile tedavi edildi. Bu çalışmada, 30 hasta kaydedildi ve docetaxel ile birlikte MK-0752 aldı. 30 katılımcıdan 26'sı RECIST kriterlerine göre ölçülebilir hastalıkla çalışmaya girdi ve bunlardan 2'si başka nedenlerle değerlendirilemedi. 24 katılımcıdan 11'inde kısmi yanıt, 9'unda stabil hastalık ve 4'ünde ilerleyici hastalık vardı [144]. Ancak bu çalışmadan elde edilen sonuçların, tüm katılımcıların standart bakım tedavisi ile birlikte kombinasyon tedavisi aldığı ve denemenin de tek kollu tedavi ile tasarlandığı göz önüne alındığında dikkatli bir şekilde tercüme edilmesi gerekir. Başka bir ilaç, LY900009, faz 1 denemesinde incelendi ve maksimum tolere edilen doz, toksisite, farmakokinetik (PK), farmakodinamik (PD) ve antitümör aktivitesi için değerlendirildi [145]. Bu çalışma, ilerlemiş kanserli hastalarda LY900009'un sınırlı antitümör etkileri ile yönetilebilir bir güvenlik profili ve kabul edilebilir PK ve PD göstermiştir. GSI'yi de inhibe eden RO4929097 ilacı, 35'ten fazla faz 1 ve 2 klinik çalışmada çalışılmış, ancak şu ana kadar henüz faz 3 çalışma düzeyine ulaşamamıştır. LY3039478, γ-sekretazı hedefleyen ve ilerlemiş ve metastatik kanserlerde ön klinik aktivite belirtilerini teşvik ederek faz 2 çalışmasında başarılı olan başka bir ilaçtır [146].

 Notch ligandını ve reseptörlerini hedef alan tedaviler için demcizumab ve tarextumab gibi immünoterapiler geliştirilmiştir ve şu anda klinik araştırmalardan geçmektedir. Demcizumab, DLL4'ün membran bağlayıcı kısmına bağlanır ve NOTCH1/4 reseptörleri ile etkileşimini engeller, böylece Notch aracılı sinyalleşmeyi ve gen transkripsiyonunu inhibe eder. Bu ilaç, katı tümörler ile faz 1 klinik deneyde test edildi ve hastalarda iyi tolere edildi [147]. Bununla birlikte, pankreas kanserinde yakın zamanda yapılan bir çalışma (YOSEMITE çalışması), gemsitabin artı abraksana demcizumab eklendiğinde etkinlik faydasını gösteremedi (NCT02289898, https://www.clinicaltrials.gov). Akciğer kanserinde standart tedavi ile demcizumabın kombinasyon tedavisinin etkinliğini araştıran başka bir faz 2 çalışması (DENALI çalışması) sonlandırıldı (NCT02259582, https://www.clinicaltrials.gov). DENALI çalışmasından elde edilen veriler, araştırmanın yalnızca genel yanıt oranı (ORR) birincil son noktasına ulaşmakta başarısız olduğunu değil, aynı zamanda sonuçların plasebo grubundaki hastalar için demcizumab tedavi grubuna göre daha iyi olduğunu gösterdi (NCT02259582, https: //www.clinicaltrials.gov).

NOTCH reseptörüne karşı yönlendirilen başka bir monoklonal antikor olan tarextumab, çeşitli klinik deneylerde test edilmiş ve pankreas ve akciğer kanserlerini tedavi etmek için yetim bir ilaç olarak onaylanmıştır. Bu ilaç, NOTCH2/3 reseptörlerini hedefleyen hümanize bir monoklonal antikordur. Pankreatik ksenograft modellerini kullanan klinik öncesi çalışmalar, tarextumab, gemsitabin ve nab-paklitaksel kombinasyonu ile tedavinin, tek başına sitotoksik tedavi ile tedaviye kıyasla tümör gerilemesine ve CSC sıklığının azalmasına neden olduğunu bulmuştur [148]. Bununla birlikte, ilerlemiş pankreas kanserinde standart tedaviye tarextumabın eklenmesi, standart tedaviye kıyasla sonuçları iyileştirmedi [149].

 16.7.3 CSC'lerde Wnt/b-Catenin Sinyal Yolu

WNT ligandları, yardımcı reseptörler, düşük yoğunluklu lipoprotein reseptörü ile ilgili proteinler 5 ve 6 (LRP5/6) varlığında kıvrılmış (FZD) reseptörlerinin N-terminal hücre dışı sistein açısından zengin alanına bağlanan salgılanan glikoproteinlerdir. Wnt sinyalinin aktivasyonu üzerine Disheveled (DVL), β-katenin bozulmasını önler ve β-katenin'in çekirdeğe translokasyonu ile sonuçlanır, bu da sonunda WNT hedef genlerinin transkripsiyonunun kolaylaşmasına yol açar [130]. Wnt sinyalinin anormal aktivasyonu, kolorektal, meme, hematolojik, deri ve akciğer kanserlerinin CSC'nin korunmasında rol oynar [150-152]. Ayrıca, Wnt/β-katenin yolunun hiperaktivasyonu, kanser hücresi proliferasyonu, sapı ve istilasına katkıda bulunur [153, 154].

OMP-54F28, FZD reseptörünün Wnt ligandlarına bağlanmasını inhibe eden bir ilaçtır (Şekil 16.7). Desmoid tümörlü hastalarda klinik ortamda test edilmiş ve klinik aktivite göstermiştir [155]. Ayrıca şu anda, güvenlik profili (NCT02050178, NCT02092363 ve NCT02069145) için faz 1 çalışmalarında test edilmektedir. Transkripsiyonel koaktivatörleri ile β-katenin etkileşimini bloke eden başka bir ilaç olan PRI-724, faz 1 çalışmasında gemsitabin ile çalışıldı [156] ve sonuçlar bazı klinik faydalar gösterdi. Wnt sinyalini hedeflemeye ilişkin klinik öncesi veriler, bazı umut verici sonuçlar göstermiştir (Tablo 16.2); bununla birlikte, bu ilaçlar hala erken aşamadadır ve bu ilaçların geleceği, gerçekten iyi yanıt verebilecek doğru popülasyonun belirlenmesine ve ayrıca kombinasyon tedavileri olarak mevcut standart tedavilerle daha iyi kombinasyonların seçilmesine bağlı olacaktır.

 16.7.4 CSC'lerdeki Diğer Yollar

TGF-β, JAK/STAT ve PI3K/AKT/mTOR sinyali dahil olmak üzere çeşitli diğer sinyal yollarının hepsinin kendini yenileme, hücre kaderi kararları, hayatta kalma, çoğalma ve farklılaşma gibi çeşitli kök hücre özelliklerine aracılık ettiği deneysel olarak gösterilmiştir. Kanserlerde umut verici tedavi yetenekleri gösteren bu sinyal yollarını hedef alan çok sayıda inhibitör vardır ve bunların bazılarının anti-CSC etkisini kullandığı gösterilmiştir, ancak çoğu hala geliştirmenin erken aşamasındadır.

TGF-β sinyalinin tümör dokusu içindeki kanser başlatan kök hücrelerde çok aktif olduğu gösterilmiştir. TGF-β reseptör inhibitörünün ilk küçük molekülü olan Galunisertib'in, kanser başlatan kök hücreleri inhibe ettiği ve TGF-β'ye bağlı tümör hücresi büyümesini ve göçünü durdurduğu gösterilmiştir [157, 158]. Yakın tarihli bir başka çalışma, gemsitabinli galunisertib'in, rezeke edilemeyen pankreas kanserli hastalarda sağkalımı iyileştirdiğini göstermiştir [159]. Temozolomid ile kemo ve radyoterapi ile kombinasyon halinde galunisertib içeren kombinasyon tedavisi, glioblastoma hastalarında test edilmektedir (NCT01220271) ve çalışma sonuçları henüz yayınlanmamıştır. Başka bir çalışmada, galunisertib artı lomustin kombinasyon tedavisi, tekrarlayan glioblastomalı hastalarda plasebo artı lomustine göre gelişmiş OS göstermede başarısız olmuştur [160]. Glioblastoma hakkında ayrıntılı bilgi için lütfen bu kitaptaki “Bölüm 10: Terapötik Hedef Olarak Glioblastoma Kök Hücreleri” bölümüne bakın.

JAK/STAT sinyali ayrıca embriyonik kök hücre kendini yenileme özellikleri, hematopoez ve nörojenezin korunmasında da rol oynar [161]. JAK/STAT sinyal yolunun CSC'lerde anormal şekilde aktive olduğuna dair kanıt, meme ve prostat tümörlerinde bulunmuştur [162, 163]. Miyeloid ve lenfoid maligniteleri tedavi etmek için JAK inhibitörlerinin (örn., pakritinib) kullanıldığı klinik deneylerde bir miktar başarı elde edilmiştir [164].

 PI3K/AKT/mTOR sinyal yolu, CSC bakımı için kritik öneme sahiptir [165]. mTOR inhibitörleri (temsirolimus ve everolimus) ve PI3K inhibitörleri (copanlisib ve idelalisib), PI3K/AKT/mTOR yolunu hedefleyen antikanser ilaçları olarak klinik ortamlarda araştırılmaktadır.

16.8 Sonuçlar

Konvansiyonel tedavilerin çeşitli sınırlamaları vardır ve bu nedenle çeşitli kanserlerin tedavisi için yeni etkili tedaviler geliştirmeye yönelik karşılanmamış bir ihtiyaç vardır. CSC'ler kendini yenileme, plastisite ve kanser metastazına ve nüksetmesine neden olma yeteneğine sahiptir. Çeşitli in vitro ve in vivo çalışmalar, geleneksel kanser terapötiklerinin, tümör hücrelerinin apoptozunu indüklediğini, ancak tümördeki CSC'leri ortadan kaldıramadıklarını, dolayısıyla şu anda mevcut terapiler için ciddi bir zorluk oluşturduğunu göstermiştir. Ayrıca, mevcut kanıtlar, geleneksel tedavilerin, birçok toplu tümör hücresinde CSC benzeri fenotipi aktive edebileceğini göstermektedir. Konvansiyonel tedavilerin aksine, CSC popülasyonunu hedefleyen CSC bazlı terapötikler, yüksek farmakolojik etkinlik sergiler ve bu nedenle CSC'leri ve kanserleri ortadan kaldırmak için daha büyük bir potansiyele sahiptir. Bununla birlikte, CSC'leri hedef alan, CSC'ye özgü yolları ve CSC-niş etkileşimlerini hedefleyen çeşitli yaklaşımlar uygulanabilir olsa da, kanser tedavilerinde kanser ilerlemesini ve metastazı etkin bir şekilde kontrol etmek için muhtemelen en büyük potansiyele sahiptir. Çoklu anormal CSC ile ilişkili sinyal yolu molekülleri, inhibisyon için potansiyel hedeflerdir ve şu anda klinik deneylerde farklı inhibitörler araştırılmaktadır.

 UPR ve otofaji yollarını hedeflemek, CSC'lerin ortadan kaldırılmasına yol açabilir. Antikor tedavisi, DC bazlı aşılar, evlat edinen immünoterapi ve onkolitik viroterapi gibi immünomodülatör yaklaşımları kullanan tedavi seçenekleri de CSC'leri etkili bir şekilde hedefleyebilir ve çeşitli kanserler için daha geniş bir şekilde araştırılmalıdır. CSC'nin EMT ve ilaç direncini indükleme yeteneğini modüle eden ncRNA'ları hedeflemek, kanserleri tedavi etmek için başka bir potansiyel alternatif terapötik yaklaşım olarak hizmet edebilir. Farklı yaklaşımlar kullanarak CSC'leri ve toplu tümör hücrelerini veya CSC'leri ve bunların nişlerini hedefleyen kombinasyon tedavisi yaklaşımları, birincil ve ikincil metastatik tümörleri verimli bir şekilde ortadan kaldırabilir. Lipozomlar, eksozomlar, lipid NP'ler, protein NP'ler, viral NP'ler, apoferritin bazlı NP'ler, inorganik NP'ler ve doğal fitokimyasal bazlı NP'ler dahil olmak üzere nanoparçacık (NP) bazlı dağıtım sistemleri de potansiyel olarak spesifik olarak CSC'leri hedefleyebilir.

İstatistiksel araçlar, makine öğrenimi algoritmaları veya yapay zeka (AI) platformları ile entegre genomik, transkriptomik, proteomik, metabolomik ve diğeromik platformlar dahil olmak üzere entegre omiklerdeki gelişmeler, normal ve toplu tümör hücrelerine kıyasla CSC'lerin spesifik ve benzersiz özelliklerini incelemeye yardımcı olabilir.  CSC'lere özgü belirteçler, CSC'leri hedeflemek için de kullanılabilir. Ayrıca, birçok kanser türü için hastaya özel CSC değişikliklerinden elde edilen ayrıntılı bilgiler, hassas tıp tedavilerinde kullanım için bireyin CSC'lerinin epigenetik durumu, kendini yenileme, sinyal, işaret profili ve CSC-niş etkileşimleri arasındaki değişkenlikleri daha iyi anlamak için faydalı olacaktır.

CSC sinyal yolaklarını hedefleyen mevcut tedaviler, birçok tümör tipine karşı klinik deneylerde etkinliğini göstermektedir, ancak kanser hastalarının tedavisi sırasında düşük performans sergilemektedir. Bu nedenle, tümör hedefleme tedavilerini daha da geliştirmek ve iyileştirmek için CSC'nin sinyal yollarını hedeflemek derinlemesine araştırılmalı ve kanserle mücadele için etkili bir yöntem haline getirilmelidir. Mevcut standart tedavilerle birlikte ilaçları hedefleyen CSC sinyal yolunu kullanmanın esnekliği, tedavi stratejilerini oldukça umut verici hale getirmiştir. Çeşitli tümör tipleri için CSC'lerin moleküler biyolojisi hakkında kapsamlı bilgi toplandığından, daha hedefe yönelik tedaviler, birbirleriyle veya standart tedavilerle kombinasyon halinde tasarlanabilir ve test edilebilir. Bu, nihayetinde, CSC'leri etkili bir şekilde hedeflemek ve böylece kanseri tedavi etmek ve iyileştirmek için yeni terapilerin ve güçlü terapötiklerin geliştirilmesine yol açabilir.

Teşekkürler Dr. Satish Ramalingam (Genetik Mühendisliği Bölümü, Biyomühendislik Okulu, SRM Bilim ve Teknoloji Enstitüsü, Kanchipuram, Tamil Nadu, Hindistan) bu kitap bölümünü dikkatlice okuyup eleştirel yorumlarda bulunan yararlı tartışması için.

Yazarlar çıkar çatışması beyan etmemektedir.