Em 10 de agosto de 2021, pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Xangai publicaram um artigo intitulado O suplemento NAD + potencializa a função de matar o tumor, resgatando a transcrição NAMPT mediada por TUBBY defeituosa em células T infiltradas por tumor em Cell Reports, revelando que o NAD + é suplementado durante a terapia CAR-T e terapia com inibidor de checkpoint imunológico, pode melhorar a atividade antitumoral de T.
Atualmente, o precursor suplementar do NAD +, como produto nutricional, foi verificado quanto à segurança do consumo humano. Essa conquista fornece um novo método simples e viável para melhorar a atividade antitumoral das células T.
As imunoterapias contra o câncer, incluindo a transferência adotiva de linfócitos infiltrantes de tumor (TILs) de ocorrência natural e células T geneticamente modificadas, bem como o uso de bloqueio de checkpoint imunológico (ICB) para aumentar a função das células T, surgiram como abordagens promissoras para alcançar respostas clínicas duráveis de cânceres 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 que se beneficiam delas ainda é limitado (Fradet et al., 2019; Newick et al., 2017). A imunossupressão relacionada ao microambiente tumoral (TME) emergiu como a principal razão para a baixa e/ou nenhuma resposta a ambas as imunoterapias (Ninomiya et al., 2015; Schoenfeld e Hellmann, 2020). Portanto, os esforços para investigar e superar as limitações relacionadas à TME nas terapias imunológicas são de grande urgência.
O fato de as células imunes e as células 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, as 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, os TILs geralmente sofrem estresse mitocondrial em tumores em crescimento e ficam exaustos (Scharping et al., 2016). Curiosamente, vários estudos também indicam que as alterações metabólicas no TME podem remodelar a diferenciação e a atividade funcional das células T (Bailis et al., 2019; Chang et al., 2013; Peng et al., 2016). Todas essas evidências nos inspiraram a levantar a hipótese de que a reprogramação metabólica nas células T pode resgatá-las de um ambiente metabólico estressado, revigorando assim sua atividade antitumoral (Buck et al., 2016; Zhang et al., 2017).
Neste estudo atual, integrando telas genéticas e químicas, identificamos que o NAMPT, um gene-chave envolvido na biossíntese de 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 de células T (TCR). Com base na observação de que os TILs têm níveis de expressão de NAD + e NAMPT relativamente mais baixos 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 Tubby (TUB) é um fator de transcrição para NAMPT. Finalmente, aplicamos esse conhecimento básico na (pré) clínica e mostramos evidências muito fortes de que a suplementação com NAD + melhora drasticamente a atividade de morte antitumoral, tanto na terapia com células CAR-T transferidas adotivamente quanto na terapia de bloqueio de ponto de verificação imunológica, indicando seu potencial promissor para direcionar o metabolismo do NAD + para melhor tratar cânceres.
1. NAD + regula a ativação das células T afetando o metabolismo energético
Após a estimulação do antígeno, as células T sofrem 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. Dado que o NAD + é a principal coenzima para redox, os pesquisadores verificaram o efeito do NAD + no nível de metabolismo nas 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 nas células T. Por meio do experimento de reposição de 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 de NAD + regulada por NAMPT é essencial para a ativação de células T
O processo de reprogramação metabólica regula a ativação e diferenciação das células imunes. O direcionamento do metabolismo das células T oferece uma oportunidade de modular a resposta imune de maneira celular. As células imunes no microambiente tumoral, seu próprio nível metabólico, também serão afetados de forma correspondente. Os pesquisadores deste artigo descobriram o importante papel do NAMPT na ativação de células T por meio de triagem de sgRNA em todo o genoma e experimentos de triagem de inibidores de pequenas moléculas relacionados ao metabolismo. O dinucleotídeo de nicotinamida adenina (NAD+) é uma coenzima para reações redox e pode ser sintetizado através da via de salvamento, via de síntese de novo e via de Preiss-Handler. A enzima metabólica NAMPT está envolvida principalmente na via de síntese de salvamento de NAD+. A análise de amostras de tumores clínicos descobriu que, nas células T infiltrantes de tumores, seus níveis de NAD + e NAMPT eram mais baixos do que em outras células T. Os pesquisadores especulam que os níveis de NAD + podem ser um dos fatores que afetam a atividade antitumoral das células T infiltrantes de tumores.
3. Suplemento 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 em geral. Os pesquisadores querem estudar se aumentar a capacidade de ativação das células T suplementando os níveis de NAD + pode aumentar 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 de checkpoint imunológico anti-PD-1, verificou-se que a suplementação de NAD+ aumentou significativamente o efeito de morte tumoral das células T. Os pesquisadores descobriram que no modelo de tratamento anti-CD19 CAR-T, quase todos os camundongos do grupo de tratamento CAR-T suplementados com NAD + alcançaram a eliminação do tumor, enquanto o grupo de tratamento CAR-T sem NAD + suplementou apenas cerca de 20% dos camundongos alcançaram a eliminação do tumor. Consistente com isso, no modelo de tratamento com inibidor de checkpoint imunológico anti-PD-1, os tumores B16F10 são relativamente tolerantes ao tratamento anti-PD-1 e o efeito inibitório não é significativo. No entanto, o crescimento de tumores B16F10 no grupo de tratamento anti-PD-1 e NAD+ pode ser significativamente inibido. Com base nisso, a suplementação de NAD+ pode aumentar o efeito antitumoral da imunoterapia baseada em células T.
4.Como suplementar o NAD+
A molécula NAD + é grande e não pode ser absorvida e utilizada diretamente pelo corpo humano. O NAD + ingerido diretamente por via oral é hidrolisado principalmente por células de borda em escova no intestino delgado. Em termos de pensamento, existe de fato outra maneira de suplementar o NAD +, que é encontrar uma maneira de suplementar uma determinada substância para que ela possa sintetizar o 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 maneiras possam sintetizar NAD +, há também 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 resgate é a chave para o corpo humano suplementar o NAD +.
Entre os precursores do NAD +, a nicotinamida (NAM), NMN e a nicotinamida ribose (NR) sintetizam NAD + por meio de uma via de síntese de resgate, portanto, essas três substâncias se tornaram a escolha do corpo para suplementar o NAD +.
Embora o NR em si não tenha efeitos colaterais, no processo de síntese de NAD +, a maior parte não é convertida diretamente em NMN, mas precisa ser digerida em NAM primeiro e depois participar da síntese de NMN, que ainda não pode escapar da limitação de enzimas limitantes de taxa. Portanto, a capacidade de suplementar NAD + por meio da administração oral de NR também é limitada.
Como precursor da suplementação de NAD+, o NMN não apenas ignora a restrição de enzimas limitantes da taxa, mas também é absorvido muito rapidamente no 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 de Células Moleculares, 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 checkpoint imunológico, terapia com células T modificadas, vacina contra tumores, etc. Esses métodos de tratamento têm desempenhado um certo papel no tratamento clínico do câncer. Ao mesmo tempo, isso também torna o foco atual da pesquisa em imunoterapia sobre como aumentar ainda mais o efeito da imunoterapia e expandir os beneficiários da imunoterapia.