암세포는 고립된 상태로 존재하지 않습니다. 대신 면역세포, 기질세포, 세포외 기질, 혈관 및 많은 다른 요인들을 포함하는 복잡한 생태계 안에서 삽니다. 종양 미세 환경의 구성 요소는 지속적으로 상호 작용하고 서로 영향을 미치며, 이는 긍정적이거나 부정적인 방식으로 종양 행동에 영향을 미칠 수 있습니다.
"종양 세포는 영양소를 흡수하고 면역 감시와 숙주의 반응을 차단함으로써 주변의 미세 환경을 이용할 수 있습니다. 하지만 중요한 것은 종양 미세 환경이 종양의 성장을 줄이고 전이를 예방할 수 있다는 것입니다."라고 볼티모어 존스 홉킨스 대학의 피부병리학 및 병리학 교수이자 마크 재단의 공동 이사인 Janis Taube가 말합니다. "그것은 양날의 검입니다. 따라서 균형을 맞추고 종양보다 숙주에게 더 유리하게 기울이려고 노력하는 것이 전부입니다.
" 종양 미세 환경을 형성하는 세포 유형과 분자의 다양성을 고려할 때, 이를 연구하기 위해 시스템 생물학적 접근법을 적용할 필요가 있습니다.
다리오 A는 "종양 미세 환경의 본질적인 복잡성 때문에 한 가지를 변경하면 파급 효과가 있을 것"이라고 설명합니다. 피츠버그 대학교와 UPMC 힐만 암 센터의 면역학과의 임시 의장이자 저명한 교수인 Vignali. "트램펄린에 비유할 수 있습니다. 한 사람이 한쪽 끝에 서 있으면 그 위에 서 있는 다른 사람에게도 결과가 있습니다."
종양 미세 환경의 복잡성을 해부하면 일부 암은 특정 치료에 잘 반응하는 반면 다른 암은 시간이 지남에 따라 전혀 반응하지 않거나 내성이 생기는 이유에 대한 단서를 발견할 수 있으며 악용할 잠재적인 새로운 취약성을 식별할 수 있습니다.
종양 미세 환경을 대상으로 함
최근 몇 년 동안, 종양 미세 환경 내의 면역 세포를 목표로 하는 새로운 종류의 면역 치료법이 특정 유형의 암의 치료법을 변화시켰습니다. 이 혁명을 주도하는 것은 소위 면역 체크포인트 억제제로, 암세포를 인식하고 공격하고 파괴하기 위해 T세포라고 불리는 특수 면역 세포를 다시 활성화시킵니다.
"이러한 치료법은 종양이 면역 체계에 가하는 브레이크를 해제하여 T 세포가 반응하고 종양을 제거하는 데 도움을 줄 수 있습니다."라고 타우베가 설명합니다.
일부 종양은 면역 검문소 봉쇄에 잘 반응하지만, 불행히도 대다수는 반응하지 않습니다. 환자 간의 높은 변동성의 이면에 있는 이유는 복잡하지만, 종양 미세 환경 내에서 암 세포와 면역 세포 사이의 상호 작용이 중요한 역할을 할 가능성이 높습니다.
"종양에는 다양한 정도의 면역 침투가 있으며, 이것은 '면역 사막' 또는 '면역 정글'과 유사성을 낳았습니다."라고 Vignali는 설명합니다. "면역력이 강한 종양이 이러한 면역 요법의 효과에 더 민감하다는 것을 암시하는 좋은 데이터가 있습니다.
" 연구자들은 개인의 암이 면역 체크포인트 억제제에 얼마나 잘 반응하는지에 영향을 미치는 종양 미세 환경의 특징을 정의하기 위해 노력하고 있습니다. 즉, 치료를 개인화하기 위한 새로운 바이오마커를 식별하고 이러한 약물의 효과를 높일 수 있는 방법을 찾기 위해 노력하고 있습니다.
"우리는 그들이 목표로 하는 특정 유형의 세포에만 초점을 맞추기 보다는 이러한 치료가 전체 종양 미세 환경에 미치는 영향을 이해할 필요가 있습니다."라고 Vignali는 말합니다. "죽음의 T 세포는 고립되어 있지 않습니다. 다른 많은 세포와 상호 작용하여 종양이 체크포인트 억제에 어떻게 반응하는지에 연쇄적인 영향을 미칠 것입니다."
단일 셀 기술
최근까지 연구자들은 "대량 시퀀싱" 접근법을 사용하여 전체 종양 샘플을 프로파일링하는 것으로 제한되었습니다. 하지만 새로운 단세포 기술의 출현으로 종양 미세 환경 내의 면역 세포 개체군을 보다 세부적으로 프로파일링할 수 있게 되었습니다.
Vignali는 "우리는 단 하나의 셀에서 엄청난 양의 정보를 얻을 수 있습니다. 그것은 판도를 바꾸어 놓았습니다."라고 말합니다.
단일 세포 전사체학은 RNA 분자의 풍부함과 서열 분석을 가능하게 하는 반면, 에피게노믹스는 DNA 메틸화, 히스톤 단백질 변형, 염색질 접근성 및 염색체 형태의 게놈 전체 매핑입니다. 최근의 또 다른 혁신은 시퀀싱(CITE-seq)에 의한 전사체와 에피토프의 세포 인덱싱으로, 연구자들이 동일한 세포에서 특정 단백질의 RNA 발현과 세포 표면 발현을 동시에 포착할 수 있습니다. T 세포 수용체(TCR) 및 B 세포 수용체(BCR)와 같은 면역 세포 수용체의 염기서열 분석은 그들의 특이성, 기능 및 표현형을 특성화하기 위한 추가 차원의 정보를 제공할 수 있습니다.
Vignali는 "예를 들어, 우리는 킬러 T 세포를 하나의 그룹으로 생각합니다. 하지만 실제로 단일 세포 수준에서 검사하면 해당 집단 내에 여러 개의 별개의 하위 집합이 있다는 것을 알게 될 것입니다."라고 말합니다.
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