在最近发表在《自然通讯》上的一项研究中，研究人员评估了肿瘤源性生长和分化因子-15 (GDF-15)对基于白细胞功能相关抗原1 (LFA-1)的t淋巴细胞募集和对抗程序性细胞死亡蛋白-1 (PD-1)免疫治疗的反应的影响。
肿瘤治疗能够在晚期和转移性癌症患者中引发有效的反应;然而，很大比例的癌症患者对这些治疗没有反应。GDF-15是一种转化生长因子β细胞因子，具有抗炎作用，在肿瘤分泌组中过度表达，这与生存率低、t细胞浸润缺失和t细胞启动受损有关。
目前的研究涉及在人胚胎肾(HEK) 293T细胞中产生重组GDF-15，并在C57BL/6J GDF-15-/-小鼠中产生抗人GDF-15抗体。该抗体通过表面等离子体共振(SPR)验证了其结合亲和力，而通过组织交叉反应性研究评估了特异性。实验涉及在C57BL小鼠中接种MC38结肠肿瘤细胞、Panc02胰腺癌细胞和小鼠EMT6乳腺癌细胞。
在小鼠中，使用生物发光成像监测肿瘤生长。荷瘤小鼠腹腔注射抗gdf -15和抗pd -1/抗gdf -15。
流式细胞术检测肿瘤浸润性t淋巴细胞。用抗gdf -15处理的人源化小鼠分析了人肿瘤浸润免疫细胞。
86例经组织学证实的口咽鳞状细胞癌患者也被纳入研究。此外，在ipilimumab治疗开始时，从37例IV期黑色素瘤患者和34例pembrolizumab治疗开始时的黑色素瘤患者中获得了多余的血清。
在抗pd -1治疗基线时，还从88例中位年龄为62岁的黑色素瘤患者中获得了多余的血清。更具体地说，分别有48名和40名患者接受了派姆单抗和纳武单抗。基于基因表达谱和核糖核酸(RNA)测序数据，对GDF-15的泛癌表达进行分析。
滚动和迁移试验也进行。从健康个体中获得肝素化的血液，并与C-X-C基序配体(CXCL)12α和GDF-15混合。收集内皮细胞，用肿瘤坏死因子-α (TNF-α)和干扰素-γ (IFN-γ)细胞因子激活。
此外，进行基于配体复合物的结合实验和单克隆抗体24 (mAb24)抗活性LFA-1构象特异性染色，然后使用dSTORM超分辨率显微镜分析活性和非活性LFA-1。
采用基于小球的粘附信号分析和免疫组化(IHC)，随后采用定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)检测神经胶质细胞系来源的神经营养因子家族受体α样(GFRAL)信使RNA (mRNA)的表达。采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定人和鼠血清或细胞培养物中的GDF-15水平。
GDF-15降低了T淋巴细胞lfa -1/2整合素调节的对活化型内皮细胞的粘附，这是T淋巴细胞外渗的必要过程。值得注意的是，GDF-15血清学水平与黑色素瘤患者PD-1免疫检查点抑制治疗失败有关。抑制GDF-15可增加小鼠肿瘤模型的t淋巴细胞运输和治疗效果。
除了其在恶性肿瘤相关恶病质和厌食症中的既定作用外，GDF-15似乎是t细胞外渗到肿瘤微环境的介质，因此为开发针对GDF-15的治疗性抗体提供了更多的理由。肿瘤源性GDF-15抑制t细胞LFA-1/细胞间粘附分子1 (ICAM-1)轴和t细胞向肿瘤的迁移。
GDF-15抑制人t细胞对活化内皮细胞的粘附，干扰lfa -1对固定化ICAM-1的依赖性粘附，广泛影响t细胞对内皮细胞的粘附。此外，GDF-15的表达抑制了体内人源化和同基因肿瘤模型的免疫浸润。
GDF-15抑制增加t细胞运输到肿瘤引流淋巴结节，从而干扰小鼠对抗pd -1免疫治疗的反应性。在人源化和同基因免疫小鼠模型中，基于抗体的GDF-15中和验证了靶向GDF-15的治疗能力。
阻断试验显示，这些作用是由GDF-15引起的，而不是污染肿瘤生长因子-β (TGF-β)，后者通常在GDF-15制剂中检测到。血清学GDF-15水平与细胞毒性t淋巴细胞相关蛋白4 (CTLA-4)阻断的早期反应之间缺乏联系，这表明靶向CTLA-4的药物可能克服GDF-15的免疫抑制作用。只有在易匹单抗治疗反应中表现出低GDF-15表达的黑色素瘤患者才有持续的反应和超过一年的生存期。
长期保护性细胞毒性[CD8+] t淋巴细胞记忆需要初始t淋巴细胞启动，然后在关键分化阶段通过次级突触回路提供基于lfa -1的信号。GDF-15对t细胞的作用为t细胞排除表达GDF-15的肿瘤和靶向GDF-15提供了分子基础。
因此，GDF-15是癌症免疫治疗的潜在和可行的新靶点，因为它在超过50%的实体肿瘤中过表达。GDF-15也可以作为免疫检查点阻断失败的预后生物标志物。
