A coenzima NAD+ pode aumentar a imunidade ao tumor! Comentário de Especialista da Academia Chinesa de Ciências

Em 10 de agosto de 2021, pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Xangai publicaram um artigo intitulado Suplemento NAD+ potencializa a função de matar tumores ao resgatar transcrição NAMPT defeituosa mediada por TUBBY em células T infiltradas por tumores em relatórios celulares, revelando que o NAD+ suplementado durante a terapia com CAR-T e a terapia com inibidores de checkpoint imunológico, pode melhorar a atividade antitumoral da T.

Atualmente, o precursor suplementar do NAD+, como produto nutricional, foi verificado quanto à segurança do consumo humano. Essa conquista oferece um método novo e simples e viável para melhorar a atividade antitumoral das células T.

Imunoterapias contra o câncer, incluindo a transferência adotiva de linfócitos infiltradores de tumores (TILs) naturalmente presentes e células T geneticamente modificadas, bem como o uso do bloqueio imunológico de checkpoint (ICB) para potencializar a função das células T, surgiram como abordagens promissoras para alcançar respostas clínicas duradouras de cânceres que seriam refratários ao tratamento (Lee et al., 2015; Rosenberg e Restifo, 2015; Sharma e Allison, 2015). Embora as imunoterapias tenham sido usadas com sucesso na clínica, o número de pacientes beneficiados delas ainda é limitado (Fradet et al., 2019; Newick et al., 2017). A imunossupressão relacionada ao microambiente tumoral (TME) surgiu como a principal causa para baixa e/ou nenhuma resposta a ambas as imunterapias (Ninomiya et al., 2015; Schoenfeld e Hellmann, 2020). Portanto, os esforços para investigar e superar limitações relacionadas à EMT nas terapias imunológicas são de grande urgência.

O fato de células imunes e cancerígenas compartilharem muitas vias metabólicas fundamentais implica uma competição irreconciliável por nutrientes no TME (Andrejeva e Rathmell, 2017; Chang et al., 2015). Durante a proliferação descontrolada, células cancerígenas sequestram vias alternativas para uma geração mais rápida de metabólitos (Vander Heiden et al., 2009). Como consequência, a depleção de nutrientes, hipóxia, acidez e geração de metabólitos que podem ser tóxicos no TME podem dificultar o sucesso da imunoterapia (Weinberg et al., 2010). De fato, as TILs frequentemente experimentam estresse mitocondrial dentro dos tumores em crescimento e ficam exaustas (Scharping et al., 2016). Curiosamente, múltiplos estudos também indicam que mudanças metabólicas na EMT podem remodelar a diferenciação das células T e a atividade funcional (Bailis et al., 2019; Chang et al., 2013; Peng et al., 2016). Todas essas evidências nos inspiraram a hipotetizar que a reprogramação metabólica das células T poderia resgatá-las de um ambiente metabólico estressado, revitalizando assim sua atividade antitumoral (Buck et al., 2016; Zhang et al., 2017).

Neste estudo atual, integrando triagens genéticas e químicas, identificamos que o NAMPT, um gene chave envolvido na biossíntese do NAD+, era essencial para a ativação das células T. A inibição do NAMPT levou a um declínio robusto do NAD+ nas células T, interrompendo assim a regulação da glicólise e a função mitocondrial, bloqueando a síntese de ATP e amortecendo a cascata de sinalização a jusante do receptor das células T (TCR). Com base na observação de que as TILs apresentam níveis relativamente menores de expressão de NAD+ e NAMPT do que as células T de células mononucleares do sangue periférico (PBMCs) em pacientes com câncer de ovário, realizamos triagem genética em células T e identificamos que o Tubby (TUB) é um fator de transcrição para o NAMPT. Por fim, aplicamos esse conhecimento básico na (pré-)clínica e apresentamos evidências muito fortes de que a suplementação com NAD+ melhora dramaticamente a atividade antitumoral tanto na terapia com células CAR-T transferidas adotivamente quanto na terapia com bloqueio imunológico, indicando seu potencial promissor para direcionar o metabolismo do NAD+ para tratar melhor os cânceres.

1. NAD+ regula a ativação das células T afetando o metabolismo energético

Após a estimulação do antígeno, as células T passam por reprogramação metabólica, desde a oxidação mitocondrial até a glicólise como principal fonte de ATP. Enquanto mantém funções mitocondriais suficientes para apoiar a proliferação celular e as funções efetoras. Considerando que o NAD+ é a principal coenzima para redox, os pesquisadores verificaram o efeito do NAD+ no nível de metabolismo das células T por meio de experimentos como espectrometria de massa metabólica e marcação de isótopos. Os resultados de experimentos in vitro mostram que a deficiência de NAD+ reduzirá significativamente o nível de glicólise, o ciclo do TCA e o metabolismo da cadeia de transporte de elétrons em células T. Por meio do experimento de reposição do ATP, os pesquisadores descobriram que a falta de NAD+ inibe principalmente a produção de ATP nas células T, reduzindo assim o nível de ativação das células T.

2. A via de síntese de salvamento do NAD+ regulada pelo NAMPT é essencial para a ativação das células T

O processo de reprogramação metabólica regula a ativação e diferenciação das células imunes. Direcionar o metabolismo das células T oferece uma oportunidade para modular a resposta imune de forma celular. As células imunes no microambiente tumoral e seu próprio nível metabólico também serão afetados de forma correspondente. Os pesquisadores deste artigo descobriram o papel importante da NAMPT na ativação das células T por meio de triagem de sgRNA em todo o genoma e experimentos de triagem de inibidores de pequenas moléculas relacionadas ao metabolismo. O dinucleotídeo de nicotinamida adenina (NAD+) é uma coenzima para reações redox e pode ser sintetizado pela via de salvamento, via de síntese de novo e via Preiss-Handler. A enzima metabólica NAMPT está principalmente envolvida na via de síntese de salvamento NAD+. A análise de amostras clínicas de tumores constatou que, em células T infiltradoras no tumor, seus níveis de NAD+ e NAMPT eram menores do que em outras células T. Pesquisadores especulam que os níveis de NAD+ podem ser um dos fatores que afetam a atividade antitumoral das células T infiltradoras no tumor.

3. Suplementar NAD+ para aumentar a atividade antitumoral das células T

A imunoterapia tem sido uma pesquisa exploratória no tratamento do câncer, mas o principal problema é a melhor estratégia de tratamento e a eficácia da imunoterapia na população como um todo. Os pesquisadores querem estudar se aumentar a capacidade de ativação das células T suplementando os níveis de NAD+ pode potencializar o efeito da imunoterapia baseada em células T. Ao mesmo tempo, no modelo de terapia anti-CD19 CAR-T e no modelo de terapia com inibidor imune de checkpoint anti-PD-1, foi verificado que a suplementação com NAD+ aumentou significativamente o efeito tumoral das células T. Os pesquisadores descobriram que, no modelo de tratamento anti-CD19 com CAR-T, quase todos os camundongos do grupo de tratamento com CAR-T suplementados com NAD+ alcançaram eliminação tumoral, enquanto o grupo de tratamento com CAR-T sem NAD+ suplementou apenas cerca de 20% dos camundongos alcançaram eliminação tumoral. Consistente com isso, no modelo de tratamento com inibidor de checkpoint imunológico anti-PD-1, tumores B16F10 são relativamente tolerantes ao tratamento anti-PD-1, e o efeito inibitório não é significativo. No entanto, o crescimento de tumores B16F10 nos grupos de tratamento anti-PD-1 e NAD+ pode ser significativamente inibido. Com base nisso, a suplementação com NAD+ pode potencializar o efeito antitumoral da imunoterapia baseada em células T.

4. Como complementar o NAD+

A molécula de NAD+ é grande e não pode ser absorvida e utilizada diretamente pelo corpo humano. O NAD+ ingerido diretamente por via oral é principalmente hidrolisado pelas células da borda do escovo no intestino delgado. Em termos de pensamento, de fato existe outra forma de suplementar o NAD+, que é encontrar uma forma de suplementar uma certa substância para que ela possa sintetizar NAD+ de forma autônoma no corpo humano. Existem três maneiras de sintetizar NAD+ no corpo humano: via Preiss-Handler, via de síntese de novo e via de síntese de salvamento. Embora as três formas possam sintetizar NAD+, também há uma distinção primária e secundária. Entre eles, o NAD+ produzido pelas duas primeiras vias sintéticas representa apenas cerca de 15% do total de NAD+ humano, e os 85% restantes são alcançados por meio da síntese corretiva. Em outras palavras, a via de síntese de salvamento é a chave para o corpo humano suplementar o NAD+.

Entre os precursores do NAD+, a nicotinamida (NAM), o NMN e a nicotinamida ribosea (NR) sintetizam NAD+ por meio de uma via de síntese de salvamento, então essas três substâncias se tornaram a escolha do corpo para suplementar o NAD+.

Embora a NR em si não tenha efeitos colaterais, no processo de síntese de NAD+, a maior parte dela não é convertida diretamente em NMN, mas precisa ser digerida em NAM primeiro e, em seguida, participar da síntese de NMN, que ainda não pode escapar da limitação das enzimas limitadoras de velocidade. Portanto, a capacidade de suplementar o NAD+ por meio da administração oral de NR também é limitada.

Como precursor para suplementar NAD+, NMN não apenas contorna a restrição das enzimas limitadoras de velocidade, mas também é absorvido muito rapidamente pelo corpo e pode ser convertido diretamente em NAD+. Portanto, pode ser usado como um método direto, rápido e eficaz para suplementar o NAD+.

Avaliações de Especialistas:

Xu Chenqi (Centro de Excelência e Inovação em Ciência Celular Molecular, Academia Chinesa de Ciências, Especialista em Pesquisa em Imunologia)

O tratamento do câncer é um problema no mundo. O desenvolvimento da imunoterapia compensou as limitações do tratamento tradicional do câncer e expandiu os métodos de tratamento dos médicos. A imunoterapia contra o câncer pode ser dividida em terapia de bloqueio de pontos de controle imunológico, terapia com células T modificada, vacina contra tumores, etc. Esses métodos de tratamento desempenharam um papel específico no tratamento clínico do câncer. Ao mesmo tempo, isso também faz com que o foco atual da pesquisa em imunoterapia seja como potencializar ainda mais o efeito da imunoterapia e ampliar os beneficiários da imunoterapia.