Wstęp
Inhibitory immunologicznych punktów kontrolnych (immune checkpoint inhibitors – ICIs) to nowa klasa leków przeciwnowotworowych, będących przeciwciałami monoklonalnymi skierowanymi przeciwko cytotoksycznemu antygenowi 4 związanemu z limfocytami T (cytotoxic T-lymphocyte associated protein 4 – CTLA-4), receptorowi programowanej śmierci komórki 1 (programmed death receptor 1 – PD-1) i jego ligandowi (programmed death-ligand 1 – PD-L1). Wiele nowotworów wykazuje ekspresję CTLA-4 lub PD-1/PD-L1, co prowadzi do tłumienia odpowiedzi układu odpornościowego i ich niekontrolowanego namnażania [1]. Inhibitory immunologicznych punktów kontrolnych przeciwdziałają tym mechanizmom, blokując sygnały tłumiące limfocyty T, co przywraca ich zdolność do rozpoznawania i eliminacji komórek nowotworowych. Terapie ICIs zrewolucjonizowały leczenie raka i poprawiły przeżywalność w wielu chorobach onkologicznych, takich jak czerniak skóry, niedrobnokomórkowy rak płuc, rak nerki, rak pęcherza moczowego, rak głowy i szyi oraz chłoniak Hodgkina [2].
Zdarzenia niepożądane związane z układem immunologicznym (immune-related adverse events – IRAEs) występują u 70–90% pacjentów leczonych ICIs, przy czym ciężkie IRAEs występują u 10–15% pacjentów [3]. Kardiotoksyczność spowodowana ICIs jest rzadka (do 1%), ale często ciężka i zagrażająca życiu [4].
Ciężkie zdarzenia sercowo-naczyniowe związane ze stosowaniem ICIs stanowią istotne wyzwanie dla onkologów, kardiologów i immunologów. W ostatnich latach odnotowano rosnące zainteresowanie tym zagadnieniem, szczególnie jego patogenezą, co zostało przedstawione w niniejszym przeglądzie.
Inhibitory PD-L1/PD-1
Inhibitory PD-L1 (atezolizumab, awelumab, durwalumab) oraz PD-1 (niwolumab, pembrolizumab, cemiplimab) to grupa leków przeciwnowotworowych wykorzystujących inhibicję ICIs. Poprawiają one wyniki leczenia nowotworów złośliwych uważanych za nieuleczalne oraz często stanowią terapię pierwszego rzutu [5].
PD-L1 znajduje się na komórkach prezentujących antygen (antigen-presenting cell – APC), limfocytach grasicozależnych (T), limfocytach szpikozależnych (B), komórkach kory grasicy i wielu liniach niehematopoetycznych, w tym komórkach śródbłonka naczyniowego i sercowego. Receptor PD-1, należący do nadrodziny immunoglobulin (Ig) CD28, ulega ekspresji na aktywowanych limfocytach T i B, komórkach natural killer (NK) i komórkach szpikowych. PD-1 i jego ligandy są wyrażane przez wiele linii komórek nowotworowych jako mechanizm promujący unikanie odpowiedzi przeciwnowotworowej [6]. Poprzez up-regulację PD-L1 i PD-L2 na komórkach nowotworowych, ich ligację do PD-1, wyrażanego przez specyficzne dla guza limfocyty T CD8+, dochodzi do tłumienia odpowiedzi immunologicznej gospodarza [7]. Opisana wyżej regulacja „w górę” może się odbywać dzięki działaniu interferonów (interferons – IFNs), czynnika martwicy nowotworów α
(tumor necrosis factor α – TNF-α) i czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego (vascular endothelial growth factor – VEGF).
Zastosowanie ICIs blokujących oś PD-L1/PD-1 przywraca funkcję immunologiczną komórek T i indukuje remisję nowotworu [8, 9]. Wiele ostatnich badań wskazuje jednak na toksyczny wpływ terapii ICIs na organizm. Jest to najprawdopodobniej spowodowane obecnością złożonej sieci szlaków immunosupresyjnych w mikrośrodowisku nowotworu, co sugeruje konieczność zastosowania terapii kompleksowej, obejmującej zablokowanie więcej niż jednej sieci sygnalizacyjnej [1, 10, 11].
Ekspresja PD-1/PD-L1
Ostatnie badania nad rolą PD-1 i PD-L1 w modelach uszkodzenia niedokrwiennego serca wykazały ich zwiększoną ekspresję w kardiomiocytach. Badanie Tay i wsp. [12] dowodzi, że blokada PD-1/PDL-1 przez niwolumab nasila zapalenie oraz apoptozę kardiomiocytów, doprowadzając do rozwoju kardiomiopatii autoimmunologicznej. Odnotowano także poszerzenie lewej komory z obecnym naciekiem limfocytów CD4+ i CD8+ oraz in vitro stwierdzono związek między ekspresją PD-L1 na kardiomiocytach a ich uszkodzeniem. Co więcej, uszkodzenie mięśnia sercowego u myszy BALB/c zwiększało odsetek komórek mięśnia sercowego wykazujących ekspresję PD-1 i PD-L1, co sugeruje możliwość występowania up-regulacji tych cząsteczek na uszkodzonych przez ICIs kardiomiocytach [13].
Z kolei w pracy przeglądowej Glass i wsp. [14] opisali pojedyncze przypadki pacjentów z własnej praktyki klinicznej, wskazując na możliwą korelację między brakiem ekspresji PD-L1 na limfocytach i miocytach a rozwojem idiopatycznego piorunującego limfocytowego zapalenia mięśnia sercowego. Potwierdzają to wyniki badania Wang i wsp. [15], w którym u myszy MRL (Murphy Roths Large) z niedoborem PD-1 odnotowano obecność przeciwciał skierowanych przeciwko miozynie sercowej, co prowadziło do rozwoju piorunującego zapalenia mięśnia sercowego z obecnością masywnego nacieku składającego się z limfocytów T CD4+ i CD8+ oraz komórek mieloidalnych. Dodatkowo w badaniu Tarrio i wsp. [16] genetyczna delecja PD-L1/PD-L2 oraz leczenie przeciwciałami anty-PD-L1 przekształcało przejściowe zapalenie mięśnia sercowego w śmiertelną postać choroby.
Ekspresja PD-L1 w komórkach mięśnia sercowego odgrywa ważną rolę w ograniczaniu uszkodzeń tkanek po naruszeniu tolerancji obwodowej. Cząsteczka PD-1, znajdująca się na powierzchni limfocytów CD8+, wiąże się z PD-L1, co prowadzi do zahamowania sygnału aktywacji limfocytów T. Proces ten zachodzi za pośrednictwem receptora komórek T (T-cell receptor – TCR) aktywującego domenę SH2 (Scr homology 2) obecną na powierzchni białkowej fosfatazy tyrozynowej 1 (SHP-1) i 2 (SHP-2) [9, 17]. SHP-1 i SHP-2 zmniejszają stan fosforylacji domeny aktywnej łańcucha CD3ζ immunoreceptora tyrozyny, osłabiając aktywację ZAP-70 oraz hamując sygnalizację aktywacji komórek T [18, 19]. Prowadzi to do hamowania aktywności efektorowej i proliferacji komórek T oraz inaktywacji, a nawet apoptozy komórek posiadających na swojej błonie PD-1 [17]. Sugeruje to, że ekspresja PD-L1 w tkankach nielimfatycznych, w tym w komórkach serca, może mieć wpływ na regulację potencjalnie autoreaktywnych limfocytów w miejscach aktywacji immunologicznej, a także w miejscach efektorowych, co wskazuje na jego właściwość kardioprotekcyjną. Blokada PD-L1 za pomocą ICIs może upośledzać tę funkcję, przyczyniając się do toksycznego wpływu na tkankę sercową. Istotną rolę w odpowiedzi immunologicznej odgrywają również makrofagi związane z nowotworami (tumor-associated macrophages – TAM) wykazujące ekspresję PD-1. Gordon i wsp. [20] w swoim badaniu stwierdzili, że ekspresja PD-1 na powierzchni makrofagów TAM wzrasta wraz z postępem choroby nowotworowej, powodując zahamowanie fagocytozy komórek nowotworowych przez makrofagi. Prowadzi to do aktywacji mechanizmów hamujących PD-1–PD-L1/PD-L2, czego skutkiem jest selektywne hamowanie komórek T i TAM specyficznych dla nowotworu.
Ekspresję PD-L1/PD-L2 odnotowano także na mysich komórkach śródbłonka uszkodzonych wskutek zapalenia mięśnia sercowego. W badaniu Grabie i wsp. [21] wykazano, że nadekspresja PD-L1 w komórkach śródbłonka serca jest zależna od sygnalizacji interferonu γ (IFN-γ) i pełni funkcję ochronną, ograniczając zapalne uszkodzenie mięśnia sercowego. Późniejszy knockout PD-L1/PD-L2 lub terapia blokująca szlaki IFN-γ pogarszały stan chorych i prowadziły do śmiertelnego zapalenia mięśnia sercowego. Rodig i wsp. [22] odnotowali natomiast, że mysie komórki śródbłonka z zablokowanymi cząsteczkami PD-L1 w odpowiedzi na prezentację antygenu zwiększały zarówno wydzielanie IFN-γ, jak i aktywność cytolityczną limfocytów T CD8+. Jednakże ani PD-L1, ani PD-L2 nie zostały wykryte na mysich kontrolnych komórkach śródbłonka, co sugeruje, że szlak PD-L1/PD-L2 pełni funkcję mechanizmu ochronnego, zapobiegając nadmiernej aktywności immunologicznej i uszkodzeniom serca.
Antygen wspólny dla nowotworu i kardiomiocytów
Jednym z mechanizmów kardiotoksycznego działania ICIs jest występowanie antygenów wspólnych dla nowotworu i kardiomiocytów oraz receptora komórek T rozpoznającego homologiczny antygen mięśniowy jako antygen nowotworowy [23]. Läubli i wsp. [24] w przeprowadzonej analizie histopatologicznej zidentyfikowali nacieki limfocytarne składające się z tej samej linii komórek T w mięśniu sercowym i w nowotworze. Podobnie Johnson i wsp. [25] zaobserwowali identyczne klony komórek T w komórkach mięśnia sercowego, komórkach mięśni szkieletowych oraz w nowotworze, a ich aktywacja zachodziła w odpowiedzi na wspólny antygen.
Limfocyty Th17
Badania na myszach wykazały, że limfocyty Th17 są kluczową populacją infiltrującą serce w zapaleniu mięśnia sercowego związanym ze stosowaniem ICIs [26, 27]. Myers i wsp. [28] wykazali, że immunofenotyp Th17 w zapaleniu mięśnia sercowego/kardiomiopatii rozstrzeniowej (dilated cardiomyopathy – DCM) charakteryzował się zwiększonym stężeniem limfocytów Th17 i zmniejszonym limfocytów T regulatorowych (Treg) w obecności zwiększonego stężenia cytokin prozapalnych (IL-6, IL1-β, TGF-β1, IL-23 i GM-CSF). Dodatkowo odnotowano zwiększenie stężenia komórek CD4+IL-17+ we krwi obwodowej pacjentów z ostrym zapaleniem mięśnia sercowego [28, 29] oraz z czerniakiem leczonym ICIs [30].
W badaniu Gergely i wsp. [31] przeprowadzonym na myszach C57BL/6J leczenie anty-PD-1 prowadziło do nasilonego stresu nitrozynowego, zwiększenia stężenia IL-17a, a w konsekwencji do dysfunkcji oraz poszerzenia lewej komory serca. Co więcej, inhibicja PD-1 skutkowała zwiększoną sygnalizacją zapalną w komórkach grasicy. U myszy posiadających limfocyty T PD1–/– CD8+ wykazano zwiększone nasilenie stanu zapalnego, podwyższone markery uszkodzenia mięśnia sercowego oraz zwiększoną infiltrację komórek zapalnych w porównaniu z myszami PD1+/+ CD8+ [16].
W badaniu Michel i wsp. [32] u myszy C57BL/6N chorujących na czerniaka i otrzymujących terapię anty-PD1 zaobserwowano zwiększoną ekspresję PD-L1 na komórkach śródbłonka serca oraz zwiększoną infiltrację limfocytów CD4+ i aktywowanych komórek T CD8+. Dodatkowo terapia anty-PD1 indukowała zwiększone stężenie TNF-α w mięśniu sercowym. Biorąc pod uwagę rolę TNF-α w rozwoju zastoinowej niewydolności serca, jego blokada może wywierać korzystny wpływ na integralność komórek mięśnia sercowego [33].
Autoimmunizacja
Istotną składową patofizjologii zdarzeń niepożądanych dotyczących układu sercowo-naczyniowego spowodowanych terapią ICIs jest promowanie syntezy autoprzeciwciał oraz regulacja autoreaktywnych limfocytów.
W badaniu, które przeprowadzili Nishimura i wsp. [34], niedobór receptora PD-1 prowadził do wysokiego stężenia autoprzeciwciał skierowanych przeciwko białku 33-kD ulegającemu ekspresji na kardiomiocytach. Zakłócenie ekspresji genu kodującego negatywny receptor immunomodulacyjny PD-1 u myszy BALB/c przyczyniło się do rozwoju kardiomiopatii rozstrzeniowej z ciężkim upośledzeniem skurczu mięśnia sercowego i nagłym zgonem. Badając ten sam model mysi, odnotowano wysokie miano przeciwciał przeciwko troponinie sercowej. Zasugerowano, że przeciwciała monoklonalne przeciwko troponinie T (cTnI) indukują kardiomegalię i dysfunkcję serca poprzez przewlekłą stymulację napływu jonów wapnia (Ca2+) do wnętrza kardiomiocytów [35]. Także Martinez i wsp. [36] wykazali zwiększone stężenie przeciwciał przeciwko cTnI u pacjenta z zapaleniem mięśnia sercowego poddanego terapii anty-PD-1.
W badaniu przeprowadzonym przez Won i wsp. [37] wywołano zapalenie mięśnia sercowego z wykorzystaniem przeciwciał monoklonalnych anty-PD-1, a następnie zaobserwowano podwyższoną liczbę autoimmunologicznych limfocytów T rozpoznających miozynę sercową.
Inhibitory CTLA-4
Białko CTLA-4, znane również jako CD152, jest hamującym koreceptorem, ulegającym ekspresji niemal wyłącznie na limfocytach T, głównie Treg, uczestniczącym tym samym w mechanizmach tolerancji immunologicznej [38].
Cząsteczka CTLA-4, stanowiąca część synapsy immunologicznej, jest rekrutowana z cytoplazmy i przyłączana do błony efektorowej komórek T, co inicjuje dwufazową aktywację limfocytów T cytotoksycznych (Tc). W pierwszej fazie receptor na komórkach T rozpoznaje antygen prezentowany przez cząsteczki zgodności tkankowej (major histocompatibility complex – MHC) klasy I lub II znajdujące się na powierzchni APC, co prowadzi do zwiększenia wrażliwości receptorów CD4 i CD8. Interakcja obecnych na powierzchni APC cząsteczek CD80/CD86 (B7-1 i B7-2) z cząsteczką CD28 na powierzchni limfocytów T powoduje ich aktywację i różnicowanie [39]. Poprzez wiązanie się cząsteczki CD28 z białkiem CD80 i/lub CD86 dochodzi do blokady kaskady sygnalizacji kostymulacyjnej [40, 41]. CTLA-4, konkurując z receptorem CD28 o wiązanie z ligandami B7-1 (CD80) i B7-2 (CD86) na komórkach APC, ogranicza aktywację limfocytów T. Wiązanie CTLA-4 z tymi ligandami prowadzi do hamowania odpowiedzi immunologicznej poprzez zmniejszenie proliferacji limfocytów T, ograniczenie ich aktywności efektorowej oraz obniżenie wydzielania cytokin. Ponadto CTLA-4 może usuwać ligandy B7 z powierzchni komórek APC w procesie transendocytozy, co dodatkowo zmniejsza ich dostępność dla CD28. Wskazuje to, że CTLA-4 jest niezbędny do utrzymania tolerancji immunologicznej, a zastosowanie inhibitorów CTLA-4 może prowadzić do rozregulowania odpowiedzi immunologicznej, co z kolei może skutkować uszkodzeniem tkanek, w tym serca [39].
W jednym z badań przeprowadzonym przez Tivol i wsp. [42] wykazano, że u myszy pozbawionych cząsteczki CTLA-4 rozwinęło się ciężkie/śmiertelne zapalenie mięśnia sercowego, będące najprawdopodobniej wynikiem infiltracji cytotoksycznych limfocytów T. Dodatkowo Love i wsp. [43] udowodnili, że w obecności IL-12 limfocyty cytotoksyczne pozbawione cząsteczki CTLA-4 indukowały cięższą chorobę limfoproliferacyjną w porównaniu z dzikim modelem limfocytów Tc, charakteryzującą się naciekaniem komórek mięśnia sercowego i zwiększoną śmiertelnością. Wykazano także, że limfocyty Tc z niedoborem CTLA-4, przy braku IL-12, indukowały łagodną postać choroby, z mniejszym naciekiem komórkowym i obniżoną produkcją granzymu B.
Ying i wsp. [27] odnotowali, że blokowanie interakcji CTLA-4 – B7 nasila różnicowanie Th17 in vitro i in vivo. W efekcie u myszy CD28–/– zwiększa się ryzyko zapalenia mięśnia sercowego lub nasila u myszy typu dzikiego. Von Euw i wsp. [30] zaobserwowali także zwiększoną liczbę komórek Th17 we krwi obwodowej pacjentów z przerzutowym czerniakiem przy blokadzie CTLA-4.
Terapia skojarzona
Wiele badań wskazuje, że terapia skojarzona z zastosowaniem przeciwciał anty-CTLA-4 oraz anty-PD-1/PD-L1, pomimo swojej heterogeniczności, zwiększa ryzyko rozwoju chorób sercowo-naczyniowych. W badaniu przeprowadzonym na małpach cynomolgus po podaniu niwolumabu (przeciwciało anty-PD-1) oraz ipilimumabu (przeciwciało anty-CTLA-4) zaobserwowano zwiększoną migrację i aktywację limfocytów T oraz zwiększoną fagocytozę i prezentację antygenu w mięśniu sercowym i w mięśniach szkieletowych. Towarzyszyło temu zwiększenie stężenia cTnI i peptydu natriuretycznego typu B (NT-proBNP) we krwi obwodowej [44]. Analogiczny mechanizm odnotowano także w przypadku dwóch śmiertelnych zapaleń mięśnia sercowego u pacjentów z czerniakiem otrzymujących terapię skojarzoną anty-CTLA-4/anty-PD-1. Stwierdzono wówczas infiltraty komórek T w mięśniu sercowym i mięśniach szkieletowych [25]. Co więcej, wykazano, że skojarzenie niwolumabu i ipilimumabu indukuje cytotoksyczność za pośrednictwem szlaków NLRP3/IL-1β i MyD88, prowadząc do prozapalnej burzy cytokin w komórkach mięśnia sercowego [45].
Obecność funkcjonalnej interakcji między CTLA-4 i PD-1 w zapaleniu mięśnia sercowego wywołanego terapią ICIs stwierdzono także w modelu mysim opracowanym przez Wei i wsp. [46]. Wykazano, że utrata pojedynczej kopii genu CTLA-4 przy braku PD-1 (CTLA4 +/– PDCD1–/–) zwiększała śmiertelność w porównaniu z grupą CTLA4 PDCD1+/+ –/–, co wskazuje na haploinsuficjencje CTLA-4. Oznacza to, że prawidłowy allel danego genu jest niewystarczający, aby zapobiec chorobie spowodowanej mutacją loss-of-function drugiego allela. W badaniu zaobserwowano również gęste nacieki limfocytarne w komórkach mięśnia sercowego oraz cięższe objawy chorób sercowo-naczyniowych u myszy CTLA4+/– PDCD1–/– w porównaniu z myszami CTLA4 PDCD1+/+ –/–. Badanie elektrokardiograficzne (EKG) wykonane u myszy CTLA4+/– PDCD1–/– wykazało istotne zaburzenia arytmogenne, w tym dysfunkcję węzła zatokowo-przedsionkowego, blokadę przewodnictwa przedsionkowo-komorowego oraz ciężką bradykardię, co odpowiada obrazowi zapalenia mięśnia sercowego. Analogicznych odchyleń w EKG nie stwierdzono u myszy CTLA4 PDCD1+/+ –/–.
Dodatkowo Axelrod i wsp. [47] przy uzyciu sekwencjonowania sercowego nacieku immunologicznego z wykorzystaniem jednokomórkowego RNA i TCR od myszy CTLAPDCD1+/– –/– zidentyfikowali zwiększone stężenie klonalnych efektorowych komórek T CD8+ w zapaleniu mięśnia sercowego związanym z terapią ICIs. Wykazali także, że specyficzne TCR rozpoznają a-miozynę, co sugeruje, że a-miozyna może stanowić istotny klinicznie autoantygen.
Ponadto w jednym z badań stwierdzono podwyższone miano przeciwciał skierowanych przeciwko komórkom mięśni prążkowanych prowadzące do ostrej rabdomiolizy i ciężkiego zapalenia wielomięśniowego [48]. W dwóch przypadkach piorunującego zapalenia mięśnia sercowego wywołanego przez ICIs wykazano, że selektywne klonalne populacje komórek T naciekające mięsień sercowy były identyczne z populacjami obecnymi w nowotworach i mięśniach szkieletowych, co sugeruje wystąpienie reakcji krzyżowej między tymi antygenami [25].
Terapia ICIs a miażdżyca
Liczne badania sugerują, że terapia ICIs ma znaczący wpływ na rozwój i postęp miażdżycy. U pacjentów z chorobą nowotworową leczenie inhibitorami punktów kontrolnych wiązało się ze zwiększonym stosunkiem liczby limfocytów T CD3+ do makrofagów CD68+, które są pierwotnymi komórkami występującymi w blaszkach miażdżycowych tętnic wieńcowych. Sugeruje to, że hamowanie immunologicznego punktu kontrolnego może wpływać na progresję blaszki miażdżycowej i/lub zdarzeń wieńcowych [49]. Zauważono także, że zastosowanie abataceptu, syntetycznego analogu CTLA-4, zapobiegło aktywacji komórek CD4+ i ograniczyło o 78% rozwój miażdżycy w tętnicach udowych myszy, podczas gdy podawanie przeciwciał blokujących CTLA-4 zwiększało rozmiary blaszek miażdżycowych [50].
Podobną zależność wykazano u myszy z podwyższonym stężeniem homocysteiny, aminokwasu uważanego za czynnik rozwoju miażdżycy. Zauważono zwiększenie rozmiarów blaszek miażdżycowych, co wiązało się ze zmniejszoną ekspresją CTLA-4. Wstępne leczenie myszy abataceptem łagodziło rozwój blaszki przy zmniejszonym wytwarzaniu IFN-γ i IL-2 oraz zmniejszało poziom makrofagów, bez wpływu na poziom cholesterolu lub trójglicerydów w osoczu u myszy APOE–/– [51].
Matsumoto i wsp. [52] wykazali, że u myszy transgenicznych z konstytutywną nadekspresją CTLA-4 mutacja zmniejszała o 38% wewnątrzpłytkową akumulację makrofagów oraz naciek limfocytów T CD4+ o 42%. Dodatkowo mutacja ta zmniejszała wytwarzanie cytokin prozapalnych i zdolność proliferacyjną limfocytów T. Skutkowało to znaczącym zmniejszeniem powstawania zmian miażdżycowych w korzeniu aorty w porównaniu z grupą kontrolną.
Z kolei Poels i wsp. [53] ocenili rolę przeciwciał anty-CTLA-4 w procesie aterogenezy. Krótkoterminowe hamowanie CTLA4 przyspieszyło postęp miażdżycy. Indukcja stanu zapalnego przez limfocyty T spowodowała utworzenie blaszek ze zmniejszoną zawartością kolagenu oraz zwiększonym pogrubieniem błony wewnętrznej i obszarami rdzenia martwiczego. Sugeruje to wpływ istniejących terapii opartych na przeciwciałach anty-CTLA-4 na rozwój chorób sercowo-naczyniowych.
Bu i wsp. [54] badali rolę szlaku PD-1 w regulowaniu i promowaniu powstawania zmian miażdżycowych. Zaobserwowali, że po zastosowaniu blokującego przeciwciała anty-PD1 u myszy LDLR–/– z hipercholesterolemią nastąpiło zwiększenie stanu zapalnego zmian chorobowych, z większą liczbą uszkodzonych limfocytów T oraz większym odsetkiem aktywowanych limfocytów T w okołoaortalnych węzłach chłonnych. Sugeruje to, że PD-1 odgrywa ważną rolę w obniżaniu odpowiedzi aterogennych limfocytów T, dlatego blokowanie PD-1 podczas leczenia przeciwnowotworowego może zwiększać ryzyko powikłań sercowo-naczyniowych.
Podsumowanie
Terapia ICIs stała się skuteczną opcją leczenia oraz poprawiła rokowanie pacjentów z chorobą nowotworową. Może ona jednak być związana z poważnymi powikłaniami, w tym – choć nieczęsto – związanymi z układem sercowo-naczyniowym. Podsumowując – mechanizmy kardiotoksyczności ICIs obejmują różne szlaki patofizjologiczne, w tym indukcję stanu zapalnego, autoimmunizację oraz przyspieszenie procesów miażdżycowych (tab. 1). Zrozumienie tych mechanizmów pozwoli na opracowanie skuteczniejszych strategii diagnostycznych i terapeutycznych. Kluczowe znaczenie mają dalsze badania nad patogenezą powikłań sercowo-naczyniowych związanych z terapią ICIs na poziomie molekularnym i komórkowym, ponieważ stanowią one podstawę do opracowania nowych strategii diagnostycznych i terapeutycznych. Niezmiernie ważna jest w tym aspekcie współpraca między kardiologami, onkologami, radiologami i immunologami. Pomoże to w lepszym zrozumieniu powikłań związanych z zastosowaniem ICIs i ostatecznie doprowadzi do zmniejszenia śmiertelności związanej z tą terapią.
Deklaracje
1. Zgoda Komisji Bioetycznej na badania: Nie dotyczy.
2. Podziękowania: Brak.
3. Zewnętrzne źródła finansowania: Brak.
4. Konflikt interesów: Brak.
Piśmiennictwo
1. Varricchi G, Galdiero MR, Marone G i wsp. Cardiotoxicity of immune checkpoint inhibitors. ESMO Open 2017; 2: 000247.
2.
Topalian SL, Drake CG, Pardoll DM. Immune checkpoint blockade: a common denominator approach to cancer therapy. Cancer Cell 2015; 27: 450-461.
3.
Zhang L, Reynolds KL, Lyon AR i wsp. The evolving immunotherapy landscape and the epidemiology, diagnosis, and management of cardiotoxicity: JACC CardioOncol 2021; 3: 35-47.
4.
Waliany S, Lee D, Witteles RM i wsp. Immune checkpoint inhibitor cardiotoxicity: understanding basic mechanisms and clinical characteristics and finding a cure. Annu Rev Pharmacol Toxicol 2021; 61: 113-134.
5.
Nüssing S, Trapani JA, Parish IA. Revisiting T cell tolerance as a checkpoint target for cancer immunotherapy. Front Immunol 2020; 11: 589641.
6.
Sharpe AH, Pauken KE. The diverse functions of the PD1 inhibitory pathway. Nat Rev Immunol 2018; 18: 153-167.
7.
Azuma T, Yao S, Zhu G i wsp. B7-H1 is a ubiquitous antiapoptotic receptor on cancer cells. Blood 2008; 111: 3635-3643.
8.
Sun C, Mezzadra R, Schumacher TN. Regulation and Function of the PD-L1 Checkpoint. Immunity 2018; 48: 434-452.
9.
Topalian SL, Hodi FS, Brahmer JR i wsp. Safety, activity, and immune correlates of anti-PD-1 antibody in cancer. N Engl J Med 2012; 366: 2443-2454.
10.
Montisci A, Vietri MT, Palmieri V i wsp. Cardiac toxicity associated with cancer immunotherapy and biological drugs. Cancers 2021; 13: 4797.
11.
Tajiri K, Ieda M. Cardiac complications in immune checkpoint inhibition therapy. Front Cardiovasc Med 2019; 6: 3.
12.
Tay WT, Fang YH, Beh ST i wsp. Programmed cell death-1: programmed cell death-ligand 1 interaction protects human cardiomyocytes against T-cell mediated inflammation and apoptosis response in vitro. Int J Mol Sci 2020; 21: 2399.
13.
Baban B, Liu JY, Qin X i wsp. Upregulation of Programmed death-1 and its ligand in cardiac injury models: interaction with GADD153. PLoS One 2015; 10: e0124059.
14.
Glass CK, Mitchell RN. Winning the battle, but losing the war: mechanisms and morphology of cancer-therapy-associated cardiovascular toxicity. Cardiovasc Pathol 2017; 30: 55-63.
15.
Wang J, Okazaki IM, Yoshida T i wsp. PD-1 deficiency results in the development of fatal myocarditis in MRL mice. Int Immunol 2010; 22: 443-452.
16.
Tarrio ML, Grabie N, Bu D i wsp. PD-1 protects against inflammation and myocyte damage in T cell-mediated myocarditis. J Immunol 2012; 188: 4876-4884.
17.
Wang Z, Wu X. Study and analysis of antitumor resistance mechanism of PD1/PD-L1 immune checkpoint blocker. Cancer Med 2020; 9: 8086-8121.
18.
Chemnitz JM, Parry RV, Nichols KE i wsp. SHP-1 and SHP-2 associate with immunoreceptor tyrosine-based switch motif of programmed death 1 upon primary human T cell stimulation, but only receptor ligation prevents T cell activation. J Immunol 2004; 173: 945-954.
19.
Yamazaki T, Akiba H, Iwai H i wsp. Expression of programmed death 1 ligands by murine T cells and APC 1. J Immunol 2002; 169: 5538-5545.
20.
Gordon SR, Maute RL, Dulken BW i wsp. PD-1 expression by tumour-associated macrophages inhibits phagocytosis and tumour immunity. Nature 2017; 545: 495-499.
21.
Grabie N, Gotsman I, DaCosta R i wsp. Endothelial programmed death-1 ligand 1 (PD-L1) regulates CD8+ T-cell-mediated injury in the heart. Circulation 2007; 116: 2062-2071.
22.
Rodig N, Ryan T, Allen JA i wsp. Endothelial expression of PD-L1 and PD-L2 down-regulates CD8+ T cell activation and cytolysis. Eur J Immunol 2003; 33: 3117-3126.
23.
Palaskas N, Lopez-Mattei J, Durand JB i wsp. Immune checkpoint inhibitor myocarditis: pathophysiological characteristics, diagnosis, and treatment. J Am Heart Assoc 2020; 9: e013757.
24.
Läubli H, Balmelli C, Bossard M i wsp. Acute heart failure due to autoimmune myocarditis under pembrolizumab treatment for metastatic melanoma. J Immunother Cancer 2015; 3: 11.
25.
Johnson DB, Balko JM, Compton ML i wsp. Fulminant myocarditis with combination immune checkpoint blockade. N Engl J Med 2016; 375: 1749-1755.
26.
Kim KH, Hur JY, Cho J i wsp. Immune-related adverse events are clustered into distinct subtypes by T-cell profiling before and early after anti-PD-1 treatment. Oncoimmunology 2020; 9: 1722023.
27.
Ying H, Yang L, Qiao G i wsp. Cutting edge: CTLA-4-B7 interaction suppresses Th17 cell differentiation. J Immunol 2010; 185: 1375-1378.
28.
Myers JM, Cooper LT, Kem DC i wsp. Cardiac myosin-Th17 responses promote heart failure in human myocarditis. JCI Insight 2016; 1: e85851.
29.
Blanco-Domínguez R, Sánchez-Díaz R, de la Fuente H i wsp. A novel circulating noncoding small RNA for the detection of acute myocarditis. N Engl J Med 2021; 384: 2014-2027.
30.
von Euw E, Chodon T, Attar N i wsp. CTLA4 blockade increases Th17 cells in patients with metastatic melanoma. J Transl Med 2009; 7: 35.
31.
Gergely TG, Kucsera D, Tóth VE i wsp. Characterization of immune checkpoint inhibitor-induced cardiotoxicity reveals interleukin-17A as a driver of cardiac dysfunction after anti-PD-1 treatment. Br J Pharmacol 2023; 180: 740-761.
32.
Michel L, Helfrich I, Hendgen-Cotta UB i wsp. Targeting early stages of cardiotoxicity from anti-PD1 immune checkpoint inhibitor therapy. Eur Heart J 2022; 43: 316-329.
33.
Schumacher SM, Naga Prasad SV. Tumor necrosis factor-α in heart failure: an updated review. Curr Cardiol Rep 2018; 20: 117.
34.
Nishimura H, Okazaki T, Tanaka Y i wsp. Autoimmune dilated cardiomyopathy in PD-1 receptor-deficient mice. Science 2001; 291: 319-322.
35.
Okazaki T, Tanaka Y, Nishio R i wsp. Autoantibodies against cardiac troponin I are responsible for dilated cardiomyopathy in PD-1-deficient mice. Nat Med 2003; 9: 1477-1483.
36.
Martinez-Calle N, Rodriguezotero P, Villar S i wsp. Anti-PD1 associated fulminant myocarditis after a single pembrolizumab dose: The role of occult pre-existing autoimmunity. Haematologica 2018; 103: e318-e321.
37.
Won T, Kalinoski HM, Wood MK i wsp. Cardiac myosin-specific autoimmune T cells contribute to immune-checkpoint-inhibitor-associated myocarditis. Cell Reports 2022; 41: 111611.
38.
Knickelbein JE, Khanna KM, Yee MB i wsp. Noncytotoxic lytic granule-mediated CD8+ T cell inhibition of HSV-1 reactivation from neuronal latency. Science 2008; 322: 268-271.
39.
Wei SC, Duffy CR, Allison JP. Fundamental mechanisms of immune checkpoint blockade therapy. Cancer Discov 2018; 8: 1069-1086.
40.
Greene JL, Leytze GM, Emswiler J i wsp. Covalent dimerization of CD28/CTLA-4 and oligomerization of CD80/CD86 regulate T cell costimulatory interactions. J Biol Chem 1996; 271: 26762-26771.
41.
Walker LSK, Sansom DM. The emerging role of CTLA4 as a cell-extrinsic regulator of T cell responses. Nat Rev Immunol 2011; 11: 852-863.
42.
Tivol EA, Borriello F, Schweitzer AN i wsp. Loss of CTLA-4 leads to massive lymphoproliferation and fatal multiorgan tissue destruction, revealing a critical negative regulatory role of CTLA-4. Immunity 1995; 3: 541-547.
43.
Love VA, Grabie N, Duramad P i wsp. CTLA-4 ablation and interleukin-12-driven differentiation synergistically augment cardiac pathogenicity of cytotoxic T lymphocytes. Circ Res 2007; 101: 248-257.
44.
Ji C, Roy MD, Golas J i wsp. Myocarditis in cynomolgus monkeys following treatment with immune checkpoint inhibitors. Clin Cancer Res 2019; 25: 4735-4748.
45.
Quagliariello V, Passariello M, Rea D i wsp. Evidences of CTLA-4 and PD-1 blocking agents-induced cardiotoxicity in cellular and preclinical models. J Pers Med 2020; 10: 179.
46.
Wei SC, Meijers WC, Axelrod ML i wsp. A genetic mouse model recapitulates immune checkpoint inhibitor-associated myocarditis and supports a mechanism-based therapeutic intervention. Cancer Discov 2021; 11: 614-625.
47.
Axelrod ML, Meijers WC, Screever EM i wsp. T cells specific for α-myosin drive immunotherapy-related myocarditis. Nature 2022; 611: 818-826.
48.
Bilen MA, Subudhi SK, Gao J i wsp. Acute rhabdomyolysis with severe polymyositis following ipilimumab-nivolumab treatment in a cancer patient with elevated anti-striated muscle antibody. J Immunother Cancer 2016; 4: 36.
49.
Newman JL, Stone JR. Immune checkpoint inhibition alters the inflammatory cell composition of human coronary artery atherosclerosis. Cardiovasc Pathol 2019; 43: 107148.
50.
Ewing MM, Karper JC, Abdul S i wsp. T-cell co-stimulation by CD28-CD80/86 and its negative regulator CTLA-4 strongly influence accelerated atherosclerosis development. Int J Cardiol 2013; 168: 1965-1974.
51.
Ma K, Lv S, Liu B i wsp. CTLA4-IgG ameliorates homocysteine-accelerated atherosclerosis by inhibiting T-cell overactivation in apoE–/– mice. Cardiovasc Res 2013; 97: 349-359.
52.
Matsumoto T, Sasaki N, Yamashita T i wsp. Overexpression of cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen-4 prevents atherosclerosis in mice. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2016; 36: 1141-1151.
53.
Poels K, van Leent MMT, Reiche ME i wsp. Antibody-mediated inhibition of CTLA4 aggravates atherosclerotic plaque inflammation and progression in hyperlipidemic mice. Cells 2020; 9: 1987.
54.
Bu DX, Tarrio M, Maganto-Garcia E i wsp. Impairment of the programmed cell death-1 pathway increases atherosclerotic lesion development and inflammation. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2011; 31: 1100-1107.