Μεθυλίωση πρωτεΐνης αργινίνης: Μια αναδυόμενη τροποποίηση στην ανοσία του καρκίνου και στην ανοσοθεραπεία Μέρος 1

Τα τελευταία χρόνια, οι πρωτεϊνικές μεθυλοτρανσφεράσες αργινίνης (PRMTs) έχουν εμφανιστεί ως νέα μέλη μιας οικογένειας ρυθμιστών γονιδιακής έκφρασης σε ευκαρυώτες και σχετίζονται με την παθογένεση και την εξέλιξη του καρκίνου. Η ανοσοθεραπεία του καρκίνου έχει βελτιώσει σημαντικά τη θεραπεία του καρκίνου όσον αφορά τη συνολική επιβίωση και την ποιότητα ζωής. Η μεθυλίωση της πρωτεΐνης αργινίνης είναι μια λειτουργία επιγενετικής τροποποίησης όχι μόνο στη μεταγραφή, την επεξεργασία RNA και τους καταρράκτες μεταγωγής σήματος, αλλά και σε πολλές διαδικασίες του κύκλου ανοσίας του καρκίνου. Η μεθυλίωση της αργινίνης εμπλέκεται στην ενεργοποίηση της αντικαρκινικής ανοσίας και στη ρύθμιση της αποτελεσματικότητας της ανοσοθεραπείας.

Σε αυτήν την ανασκόπηση, συνοψίζουμε τις πιο ενημερωμένες πληροφορίες σχετικά με τους ρυθμιστικούς μοριακούς μηχανισμούς και τις διαφορετικές υποκείμενες οδούς σηματοδότησης μεθυλίωσης αργινίνης σε εγγενείς και προσαρμοστικές ανοσολογικές αποκρίσεις κατά τη διάρκεια του καρκίνου. Περιγράφουμε επίσης τις δυνατότητες των αναστολέων PRMT ως αποτελεσματικές συνδυαστικές θεραπείες με ανοσοθεραπεία.

Λέξεις-κλειδιά: πρωτεϊνικές μεθυλοτρανσφεράσες αργινίνης (PRMTs), ανοσία κατά του καρκίνου, ανοσοθεραπεία καρκίνου, μετα-μεταφραστική - τροποποίηση, μοριακός μηχανισμός

Κάντε κλικ στα οφέλη του σωληνίσκου cistancheπροϊόν

For more information:1950477648nn@gmail.com

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η μετα-μεταφραστική τροποποίηση είναι μια χημική τροποποίηση που αυξάνει τη λειτουργική ποικιλομορφία της πρωτεΐνης μέσω της ομοιοπολικής προσθήκης μιας χημικής ομάδας. Η διαδικασία ρυθμίζει τη λειτουργία των πρωτεϊνών και έχει αναδειχθεί ως κρίσιμος ρυθμιστής πολλαπλών κυτταρικών διεργασιών στον καρκίνο.

Ωστόσο, η μεθυλίωση αργινίνης, σε αντίθεση με την ακετυλίωση, την ουβικουϊτινοποίηση και τη φωσφορυλίωση, έλαβε λίγη προσοχή μέχρι πρόσφατα, κυρίως λόγω της ασταθούς φύσης της ανίχνευσης του υποστρώματος και της απουσίας αξιόπιστων αντισωμάτων και αποτελεσματικών αναστολέων μικρών μορίων. Η ανακάλυψη πρωτεομικών και αναστολέων έχει βαθύνει την κατανόησή μας για τους συγγραφείς, τους αναγνώστες και τους ρυθμιστές κατά τη διάρκεια της μεθυλίωσης αργινίνης. Οι πρωτεϊνικές μεθυλτρανσφεράσες αργινίνης (PRMTs) καταλύουν τη μεθυλίωση της αργινίνης ως «συγγραφείς» και εμπλέκονται κυρίως στην ενεργοποίηση και καταστολή της μεταγραφής, στο μάτισμα πριν από το mRNA και στις αποκρίσεις βλάβης του DNA (1). Η μεθυλίωση αργινίνης ρυθμίζει επίσης τη μεταγραφή των στοχευόμενων τόπων, μεσολαβώντας έτσι τις βασικές κυτταρικές διεργασίες για τη διατήρηση της ομοιόστασης των ιστών και των φαινοτύπων ασθενειών. Επειδή η μεθυλίωση αργινίνης είναι μια στοχεύσιμη τροποποίηση, οι αναστολείς PRMT έχουν δείξει μεγάλες δυνατότητες ως θεραπείες καρκίνου σε προκλινικά μοντέλα και κλινικές δοκιμές, να βελτιώσουν αποτελεσματικά την επιβίωση των ασθενών (2).

Καθώς οι λειτουργίες του ανοσοποιητικού συστήματος είναι καλά εδραιωμένες και ζωτικής σημασίας για την επιτήρηση όγκων και τη θεραπεία του καρκίνου, οι ταχέως αναδυόμενες ανοσοθεραπείες του καρκίνου τίθενται πλέον ως ο τέταρτος πυλώνας της θεραπείας του καρκίνου (μαζί με τη χειρουργική, την ακτινοθεραπεία και τη χημειοθεραπεία) (3).

Η ανοσία κατά του καρκίνου συνήθως εξαλείφει τα καρκινικά κύτταρα ή περιορίζει την ανάπτυξή τους, αλλά προάγει επίσης την εξέλιξη του όγκου δημιουργώντας μικροπεριβάλλοντα όγκου (TMEs), τα οποία προσαρμόζονται στην ανάπτυξη του όγκου (4). Παρά την αποτελεσματικότητα της θεραπείας με αποκλεισμό του ανοσοποιητικού σημείου ελέγχου (ICB), μια μειοψηφία ασθενών με προχωρημένες κακοήθειες αποκομίζει κλινικά οφέλη από αυτές τις θεραπείες, με την πλειοψηφία να αναπτύσσει έμφυτη ή επίκτητη αντίσταση (5).

Επομένως, απαιτείται περαιτέρω έρευνα σε μεθόδους συνδυασμού που βασίζονται στην ανοσοθεραπεία για τη βελτίωση της συνολικής επιβίωσης σε ασθενείς με καρκίνο προχωρημένου σταδίου.

Δεδομένου ότι οι ανοσολογικές αποκρίσεις του καρκίνου είναι συνεχείς, δυναμικές, αυστηρά ρυθμιζόμενες και καλά σχεδιασμένες διεργασίες, οι κατασταλτικές αποκρίσεις στην ανοσοθεραπεία μπορεί να αποδοθούν σε διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του ανοσοποιητικού φαινοτύπου TME και των μοριακών μηχανισμών που υποκρύπτουν την εγγενή αντίσταση του όγκου (6). Μεταξύ των θεμάτων που σχετίζονται με τις βέλτιστες αποκρίσεις στην ανοσοθεραπεία είναι κάθε βήμα σε μια σειρά διαδικασιών καταρράκτη ενίσχυσης που ονομάζεται κύκλος ανοσίας του καρκίνου, η αλληλεπίδραση μεταξύ έμφυτης και προσαρμοστικής ανοσίας καθώς και η ενεργοποίηση ή η απώλεια ογκογόνων οδών σηματοδότησης. Ο κλασικός κύκλος καρκίνου-ανοσίας περιλαμβάνει έκφραση και παρουσίαση αντιγόνου, διακίνηση Τ-κυττάρων και διήθηση όγκου και τη θανάτωση κυττάρων-στόχων από κυτταροτοξικά Τ λεμφοκύτταρα (CTLs). Η έμφυτη ανοσία ενσωματώνει πλήρως, συντηρεί και ενισχύει αυτόν τον κύκλο. Ενώ οι επιγενετικοί ρυθμιστές εμπλέκονται στην ενεργοποίηση και τη μετατόπιση των ανοσοκυττάρων στο TME, καθώς και στις επακόλουθες ανοσολογικές αποκρίσεις, οι συγκεκριμένοι ρόλοι τους στην ανοσία του όγκου και οι συνδυασμένες επιδράσεις τους με την ανοσοθεραπεία παραμένουν ασαφείς (7, 8).

Εδώ, εξετάζουμε τις λειτουργίες μεθυλίωσης αργινίνης στην ανοσία του όγκου από τρεις προοπτικές: 1) εμπλοκή του κύκλου καρκίνου-ανοσίας στις αντικαρκινικές αποκρίσεις, 2) παραγωγή ιντερφερόνης τύπου Ι (IFN) και σχετικές οδούς σηματοδότησης και 3) εγγενείς μηχανισμούς αντίστασης όγκου. Χρησιμοποιώντας αυτές τις προοπτικές, παρέχουμε στοιχεία που υπογραμμίζουν τους νέους φυσιολογικούς ρόλους των PRMT στην ανοσία του καρκίνου και ζητάμε εάν οι αναστολείς PRMT μπορούν να συνδυαστούν με ανοσοθεραπεία για να επιτευχθούν μέγιστα και μακροχρόνια θεραπευτικά αποτελέσματα στον καρκίνο.

2 PRMTS

2.1 Ταξινόμηση PRMT

Η μεθυλίωση αργινίνης αναφέρεται κυρίως στην προσθήκη μεθυλικών ομάδων από S-αδενοσυλμεθειονίνη (SAM) στις γουανιδινο ομάδες της πλευρικής αλυσίδας αργινίνης, η οποία καταλύεται από PRMTs (9). Πέντε πιθανοί δότες δεσμών υδρογόνου βρίσκονται στην ομάδα γουανιδίνο, με τη μεθυλίωση του υπολείμματος αργινίνης να αφαιρεί έναν πιθανό δότη δεσμού υδρογόνου, αλλάζοντας έτσι το σχήμα του υπολείμματος αργινίνης χωρίς να εξουδετερώνει τα κατιονικά φορτία και να δημιουργεί φυσιολογικές επιδράσεις στα περισσότερα κύτταρα (10, 11). 

Επί του παρόντος, εννέα PRMTs (PRMT 1-9) έχουν ταυτοποιηθεί σε κύτταρα θηλαστικών και χωρίζονται σε τρεις διακριτές ομάδεςσύμφωνα με την καταλυτική δραστηριότητα: 1) η w-NG-μονομεθυλαργινίνη (MMA) αναφέρεται σε μια μεμονωμένη μεθυλική ομάδα που προστίθεται στο τελικό άτομο αζώτου, 2) η ασύμμετρη w-NG-διμεθυλαργινίνη (aDMA) αναφέρεται σε μια άλλη μεθυλική ομάδα που τοποθετείται στο ίδιο γουανιδίνο ομάδα που βασίζεται στο ΜΜΑ, και εάν τοποθετηθεί στο άλλο τερματικό άζωτο γουανιδίνης, αυτό αναφέρεται σε 3) συμμετρική w-NG, N'Gdimethylarginine (CDMA). Τα ένζυμα τύπου Ι (PRMT1, PRMT2, PRMT3, PRMT4 (CARM1), PRMT6 και PRMT8) καταλύουν το aDMA (12), ενώ τα ένζυμα τύπου II (PRMT5 και PRMT9) καταλύουν το CDMA (13) και τα ένζυμα τύπου III (PRMT7) καταλύουν μόνο ΜΜΑ (Εικόνα 1). Τα PRMT συμμετέχουν σε πολλές βιολογικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης της ρύθμισης της γονιδιακής έκφρασης, των αποκρίσεων βλάβης του DNA και της κυτταρικής σηματοδότησης (Συμπληρωματικός Πίνακας 1). Τα PRMT είναι κυρίαρχα και απαραίτητα για τα ανθρώπινα κύτταρα, ειδικά το PRMT1, το οποίο ευθύνεται για το 85 τοις εκατό του aDMA και εμφανίζει δραματική απώλεια μεθυλίωσης όταν αποκλείεται (14).

Επιπλέον, εικάζεται ότι υπάρχει μεγάλη διαφωνία μεταξύ των PRMT (15). Η απώλεια PRMT1 προκαλεί την απελευθέρωση διαφορετικών υποστρωμάτων επειδή δεν εμποδίζονται πλέον από μια τροποποίηση aDMA, με αποτέλεσμα αυτά τα υποστρώματα να αλλάζουν σε στόχους PRMT Τύπου II και III (15). Ωστόσο, τα PRMT έχουν αμοιβαία αποκλειστικές λειτουργίες, ακόμη και αν εφαρμόζονται σε μια ποικιλία πανομοιότυπων υποστρωμάτων in vitro (16).

2.2 Λειτουργίες PRMT στη Βιολογία του Καρκίνου

Προηγούμενες μελέτες ανέφεραν ότι η αυξημένη έκφραση των PRMTs συσχετίστηκε με την ογκογένεση και την κακή πρόγνωση σε αρκετούς καρκίνους (17-19) (Συμπληρωματικός Πίνακας 2). Μέχρι σήμερα, τα περισσότερα PRMT εμπλέκονται στη ρύθμιση των κυτταρικών διεργασιών που σχετίζονται με τη διατήρηση του καρκίνου, συμπεριλαμβανομένης της επιγενετικής μεσολάβησης της γονιδιακής έκφρασης, του ματίσματος mRNA και των αποκρίσεων βλάβης του DNA (20). Μεταξύ αυτών των οδών, η επιγενετική ρύθμιση είναι ένας εξέχων μηχανισμός που επηρεάζει την κυτταρική δραστηριότητα, κυρίως λόγω της ενεργοποίησης απόθεσης PRMT (ιστόνη H4R3me2a, H3R2me2s, H3R17me2a και H3R26me2a) ή κατασταλτική (H3R2me2a, H3R8me2me2a που προάγει τα σημάδια H2R3, H3R8me2a, H3R8me2a, η οποία προάγει τα σημάδια H3R3me2a, H3R) (αντίστοιχα) βασικά γονίδια που σχετίζονται με όγκους (21). Οι πρώιμες μελέτες για τη μεθυλίωση μη ιστονών προσδιόρισαν τους ρόλους των PRMTs στη συστατική και εναλλακτική ρύθμιση ματίσματος (22, 23). Πράγματι, η αναστολή PRMT5 και τύπου I PRMT κατέστειλε τις λειτουργίες sDMA και aDMA σε πρωτεΐνες δέσμευσης RNA που εμπλέκονται στη ρύθμιση του ματίσματος, οδηγώντας σε αποκρίσεις καταστολής όγκου σε μοντέλα ζωικής λευχαιμίας με μεταλλάξεις παράγοντα ματίσματος (24). Η προς τα κάτω ρύθμιση της επιδιόρθωσης της βλάβης του DNA έχει αναγνωριστεί από καιρό ως αυξανόμενη αστάθεια του γονιδιώματος για τη δημιουργία ανεξέλεγκτη ανάπτυξης καρκίνου (25). Δεδομένου ότι η μεθυλίωση αργινίνης των πρωτεϊνών που σχετίζονται με την επιδιόρθωση της βλάβης του DNA, συμπεριλαμβανομένων των MRE11, 53BP1 και hnRNPUL1, απαιτείται για την επιδιόρθωση του DNA με ομόλογη επιδιόρθωση ανασυνδυασμού και μη ομόλογη τελική σύνδεση, οι αναστολείς PRMT έχουν συνδυαστεί με χημειοθεραπεία για να ξεπεραστεί η αντίσταση στις κυτταροτοξικές θεραπείες (26 –28).

Αυτά τα ενθαρρυντικά ευρήματα υποδηλώνουν ισχυρούς και συναρπαστικούς ρόλους για τα PRMT στη θεραπεία του καρκίνου. Ένα άλλο απροσδόκητο εύρημα ήταν η συνεργιστική επίδραση της αναστολής PRMT σε συνδυασμό με αναστολείς σημείων ελέγχου του ανοσοποιητικού συστήματος (ICIs) (19). Ως εκ τούτου, οι μελέτες που διευκρινίζουν τους μοριακούς μηχανισμούς που κρύβονται πίσω από την εξάντληση ή την αναστολή του PRMT θα μπορούσαν να βοηθήσουν στον εντοπισμό νέων «δυνάμενων ναρκωτικών» στόχων για την ανοσοθεραπεία.

3 PRMTs ΣΤΗΝ ΑΝΟΣΙΑ ΤΟΥ ΚΑΡΚΙΝΟΥ

Πρόσφατα, η ανοσο-ογκολογία έχει γίνει ένας εξέχων τομέας στη θεραπεία του καρκίνου, με τα ICI να αναγνωρίζονται ως πολλά υποσχόμενες μονοθεραπείες ή συνδυαστικές θεραπείες για τη θεραπεία διαφορετικών καρκίνων (29). Τα σταδιακά συμβάντα που εμπλέκονται στην επαγωγή και την εκτέλεση αντικαρκινικών ανοσολογικών αποκρίσεων, ο λεγόμενος κύκλος ανοσίας του καρκίνου, παρέχουν μια θεωρητική βάση για την ανοσοθεραπεία όγκου (30). Σε αυτό το πλαίσιο, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε την αλληλεπίδραση μεταξύ των PRMT και των συστατικών στον κύκλο ανοσίας καρκίνου, καθώς η στόχευση ενός ή περισσότερων σταδίων του κύκλου θα μπορούσε να ενισχύσει τις συνεχιζόμενες αντικαρκινικές ανοσοαποκρίσεις ή/και να διεγείρει νέες. Πολλές μελέτες έχουν πλέον δείξει ότι η ιντερφερόνη τύπου Ι (IFN) είναι κρίσιμη για τις αντικαρκινικές ανοσοαποκρίσεις καθώς η IFN είναι κύριος ρυθμιστής και μεσολαβητής σε κάθε στάδιο του κύκλου ανοσίας του καρκίνου (31, 32).

Επομένως, η ανάπτυξη ασφαλών και αποτελεσματικών αγωνιστών για τη διέγερση της IFN τύπου Ι θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει πολλά υποσχόμενες στρατηγικές για την ανοσοθεραπεία του καρκίνου. Πράγματι, τα εγγενή ελαττώματα του όγκου αναδεικνύονται ως βασικοί μοριακοί παράγοντες που υπαγορεύουν το ανοσοποιητικό πλαίσιο διαφορετικών τύπων καρκίνου, με παρεμποδιστικούς ρόλους στις τοπικές αντικαρκινικές ανοσοαποκρίσεις (33). Η εκμετάλλευση των σχέσεων μεταξύ των εγγενών γενετικών γεγονότων όγκου και των PRMTs απαιτείται για τη μεγιστοποίηση της αποτελεσματικότητας των αναστολέων και την ανάπτυξη εξατομικευμένων στρατηγικών ανοσολογικής παρέμβασης. Συλλογικά, ο εντοπισμός συμβάντων μεθυλίωσης στον κύκλο καρκίνου-ανοσίας, ο χαρακτηρισμός της παραγωγής IFN τύπου Ι και η αποκάλυψη ογκογόνων οδών θα παράσχουν ολοκληρωμένες και βαθιές γνώσεις για τα PRMT στην ανοσο-ογκολογία και θα βοηθήσουν στον εντοπισμό νέων στόχων.

3.1 Ο ρόλος των PRMT στον Κύκλο Ανοσίας του Καρκίνου

Σημαντικά στοιχεία υποδεικνύουν ότι η ανοσία του όγκου δεν είναι μια μεμονωμένη διαδικασία, αλλά απαιτεί μια σειρά σταδιακών γεγονότων που ονομάζεται «κύκλος καρκίνου-ανοσίας» ή μια διαδικασία αυτοενίσχυσης όπου κάθε βήμα επηρεάζει την ανάπτυξη και την πρόγνωση του όγκου ενισχύοντας θετικά ρυθμιστικά σήματα ή αναστέλλοντας τα αρνητικά ρυθμιστικά σήματα (30, 34, 35). Η πλήρης αφαίρεση κακοήθων όγκων είναι θεωρητικά εφικτή (30). Σε αυτό το μοντέλο, η διαφυγή των καρκινικών κυττάρων επιτυγχάνεται διαταράσσοντας συγκεκριμένα βήματα στον κύκλο καρκίνου-ανοσίας. Ο κύκλος του ανοσοποιητικού όγκου ξεκινά με την απελευθέρωση νεοαντιγόνων που σχετίζονται με τον όγκο από καρκινικά κύτταρα, τα οποία αναγνωρίζονται από κύτταρα που παρουσιάζουν αντιγόνο όπως τα δενδριτικά κύτταρα (DCs), τα Β κύτταρα και τα μακροφάγα, για να σχηματίσουν αντιγονική ιστοσυμβατότητα με κύρια πεπτίδια (MHC). συγκροτήματα. Τα ώριμα DC μεταναστεύουν από τον όγκο στα δευτερογενή λεμφοειδή όργανα (SLOs) για να παραδώσουν συμπλέγματα αντιγονικού πεπτιδίου-MHC στα CD4 συν Τ και CD8 συν Τ κύτταρα (36). Οι υποδοχείς Τ-λεμφοκυττάρων (TCRs) αναγνωρίζουν αυτά τα σύμπλοκα και δημιουργούν ένα πρώτο σήμα, ακολουθούμενο από την ανοδική ρύθμιση της διαμεμβρανικής πρωτεΐνης CD40L στην επιφάνεια των κυττάρων Th. Στη συνέχεια, το CD40L συνδέεται με το CD40 στην επιφάνεια των DC, το οποίο αυξάνει σημαντικά την έκφραση του B7 και στη συνέχεια συνδέεται πιο ισχυρά με το CD28 στην επιφάνεια των κυττάρων Th. Αυτό το διπλό σήμα εκκινεί τη συνδιέγερση των Τ κυττάρων και παράγει κυτοκίνες, οδηγώντας στην ενεργοποίηση Τ-κυττάρων τελεστών έναντι καρκινοειδών αντιγόνων. Στη συνέχεια, τα ενεργοποιημένα τελεστικά Τ κύτταρα ταξιδεύουν στον όγκο μέσω της κυκλοφορίας και δημιουργούν ανοσοκύτταρα που διεισδύουν στον όγκο.

Τέλος, οι TCR στα CD8 συν Τ κύτταρα αναγνωρίζουν το σύμπλεγμα αντιγονικού πεπτιδίου-MHC-I και σκοτώνουν τα καρκινικά κύτταρα-στόχους, με αντιγόνα που απελευθερώνονται από τα νεκρά καρκινικά κύτταρα στον επόμενο κύκλο (30) Οι πιθανές αλλαγές που ρυθμίζονται από τη μεθυλίωση αργινίνης στον κύκλο καρκίνου-ανοσίας φαίνονται (Εικόνα 2).

3.1.1 Παρουσίαση PRMT και αντιγόνου όγκου

Πολλοί καρκίνοι αποφεύγουν την ανοσολογική απόρριψη καταστέλλοντας την επεξεργασία και την παρουσίαση του αντιγόνου MHC τάξης Ι (MHC-I). Το MHC-I έχει προσελκύσει σημαντική προσοχή καθώς παρουσιάζει ενδογενή πεπτιδικά αντιγόνα στα CD8 συν Τ κύτταρα, αναστέλλει την παρεμβολή στην αναγνώριση του όγκου και μειώνει την κυτταροτοξικότητα των CD8 συν Τ κυττάρων, που είναι ο κύριος τελεστής των τύπων κυττάρων για την επιτυχία ICB (4). Παρατηρήθηκε μείωση της ρύθμισης του MHC-I στο 40% -90% των ανθρώπινων όγκων, η οποία επηρεάζει τις αλληλεπιδράσεις MHC: TCR και μειώνει την αναγνώριση των καρκινικών κυττάρων από τα CD8 συν Τ κύτταρα. Οι ρυθμιστικοί παράγοντες της IFN (IRFs) και ο τομέας δέσμευσης νουκλεοτιδίων που περιέχει επαναλαμβανόμενη λευκίνη (NLR) ο τομέας της οικογένειας CARD που περιέχει 5 (NLRC5) σχετίζονται συχνά με την προς τα κάτω ρύθμιση MHC-I (37-40). Τα μόρια MHC τάξης ΙΙ (MHC-II) εκφράζονται κυρίως από εξειδικευμένα αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα (APC) και παρουσιάζουν εξωγενή πεπτιδικά αντιγόνα κυρίως στα CD4 συν Τ κύτταρα (41). Η προς τα κάτω ρύθμιση είτε του MHC-I είτε του MHC-II συνδέεται με κακή πρόγνωση καρκίνου, μειωμένες αποκρίσεις ICB και μειωμένα ποσοστά απόρριψης όγκου σε μοντέλα ποντικών (42-44).

Μια πρόσφατη μελέτη ανέφερε ότι το PRMT5 έλεγχε την αφθονία του MHC-I και την παρουσίαση αντιγόνου που επηρεάζει τη μεταγραφή του NLRC5 (19). Η προς τα κάτω ρύθμιση του PRMT5 ή η φαρμακολογική αναστολή της δραστηριότητας του PRMT5 αύξησε την έκφραση του NLRC5 και των γονιδίων-στόχων του, τα οποία εμπλέκονται στην επεξεργασία και την παρουσίαση του αντιγόνου. Το NLRC5 είναι ένας μεταγραφικός ενεργοποιητής των γονιδίων MHC-I όταν συνδυάζεται με μεταγραφικούς παράγοντες που αλληλεπιδρούν με ρυθμιστικά στοιχεία προαγωγέα MHC-I, όπως η ενότητα SXY (39, 45). Το knockdown PRMT5 αύξησε επίσης την έκφραση NLRC5 μετά από θεραπεία με IFN-g και συνοδεύτηκε από αυξημένη επιφανειακή έκφραση MHC-I (19). Η έκφραση NLRC5 συσχετίστηκε αντιστρόφως με την έκφραση PRMT5 σε καρκινικά κύτταρα (46). Επομένως, η στόχευση του PRMT5 θα μπορούσε να είναι μια πολλά υποσχόμενη στρατηγική για την αύξηση της αφθονίας του MHC-I και την προώθηση της παρουσίασης αντιγόνου. Εκτός από το PRMT5, αρκετά άλλα PRMTs φάνηκε ότι ρυθμίζουν αρνητικά τα επίπεδα MHC-I.

Στα μονοκύτταρα, η αναστολή PRMT1 μείωσε τον εμπλουτισμό στοιχείου απόκρισης δέσμευσης μονοφωσφορικής κυκλικής αδενοσίνης (cAMP) (CREB) στη θέση CRE στον προαγωγέα HLA-B (Major Histocompatibility Complex, Κατηγορία Ι, Β) για να αυξήσει τα επίπεδα MHC-I (47). Στα κύτταρα B16 μελανώματος ποντικού που έχουν υποστεί αγωγή με PRMT7 ή αναστολέας PRMT7, οι ρυθμιστές γονιδίου MHC-I όπως το Nlrc5 και τα γονίδια στόχοι του ρυθμίζονται επίσης προς τα πάνω, παρόμοια με την ομάδα MS023 (PRMT1 αναστολέας) (48).

Το PRMT1 αποδείχθηκε ότι μεθυλιώνει τον διεγερτή τάξης II (CIITA) που είναι βασικός ρυθμιστής της έκφρασης MHC-II, και συσχετίζεται και συνεργάζεται με τον μεταγραφικό παράγοντα που δεσμεύεται στον προαγωγέα MHC-II (49). Η μεθυλίωση αργινίνης του CIITA οδήγησε στην επακόλουθη αποικοδόμησή του και στην προς τα κάτω ρύθμιση των επιπέδων mRNA και πρωτεΐνης MHC-II (49). Μια πρόσφατη μελέτη ανέφερε ότι το PRMT5 ρύθμιζε αρνητικά την έκφραση του MHC-II στο ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα MYCdriven (50). Το MHC-II αυξήθηκε σημαντικά σε διείσδυση όγκου CD45.1 συν λευκοκύτταρα και DC όταν τα διαγονιδιακά ποντίκια που υπερεκφράζουν MYC υποβλήθηκαν σε θεραπεία με τον αναστολέα PRMT5, GSK3326595 (50). Η σίγαση PRMT5 σε κύτταρα ηπατοκυτταρικού καρκινώματος που υπερεκφράζουν MYC ρύθμισε άμεσα την έκφραση του MHC-II μειώνοντας τον in vitro εμπλουτισμό H3R8me2s και H4R3me2s στους προαγωγείς CIITA και CD74 (50).

Ως εκ τούτου, η στόχευση του PRMT5 χρησιμοποιώντας μικρούς μοριακούς αναστολείς θα μπορούσε να προκαλέσει διήθηση ανοσοκυττάρων σε όγκους του ήπατος και να προωθήσει την παρουσίαση αντιγόνου μέσω της ρύθμισης προς τα πάνω του MHC-II. Ωστόσο, μια άλλη μελέτη έδειξε ότι το PRMT5- μεσολάβησε στη συσσώρευση συμμετρικά διμεθυλιωμένης ιστόνης, H3R2 (H3R2me2s) σε απόκριση στη διέγερση IFN-g και συνοδεύτηκε από εμπλουτισμό CIITA στον προαγωγέα MHC-II. Το PRMT5 ενεργοποίησε τη μεταγραφή MHC-II με τρόπο που εξαρτάται από τη δραστηριότητα (51). Αυτές οι διαφορικές επιδράσεις του PRMT5 στις μεταγραφικές διαδικασίες MHC-II μπορεί να οφείλονται σε διαφορετικά μοντέλα, επομένως, απαιτούνται περαιτέρω μελέτες για να διευκρινιστούν αυτά τα ζητήματα. Το CARM1 επίσης ενεργοποίησε τη διεγερμένη από IFN-g μεταγραφή MHC-II που επάγεται από το CIITA με τρόπο που εξαρτάται από τη δραστηριότητα της μεθυλτρανσφεράσης αργινίνης. Επιπλέον, η CARM1 μεθυλιωμένη πρωτεΐνη δέσμευσης CREB στις θέσεις R714, R742 και R768, διευκολύνοντας έτσι μια σύνδεση με τον προαγωγέα MHC-II και ενεργοποιώντας συνεργικά τη μεταγραφή MHC-II από το CIITA (52). Μαζί, τα PRMT επηρέασαν τη μεσολαβούμενη από CIITA επαγωγή του MHC II από την IFN μέσω διαφορετικών μηχανισμών.

3.1.2 Τα PRMT μεσολαβούν στη μετανάστευση των ανοσοκυττάρων ρυθμίζοντας τις χημειοκίνες, CXCL10 και CXCL11

Για την εκτέλεση αντικαρκινικών δράσεων, τα Τ κύτταρα μεταναστεύουν μέσω του κυκλοφορικού συστήματος στον όγκο μετά την έναρξη στους λεμφαδένες. Ο άξονας CXCL9, -10, -11/CXCR3 ρυθμίζει κυρίως τη μετανάστευση, τη διαφοροποίηση και την ενεργοποίηση των κυττάρων του ανοσοποιητικού. Ο CXCR3 είναι ένας υποδοχέας που εκφράζεται στην επιφάνεια για τις χημειοκίνες CXCL9, CXCL10 και CXCL11 σε ανοσοποιητικά και καρκινικά κύτταρα. Οι χημειοκίνες προσλαμβάνουν CTL, φυσικό δολοφόνο (NK), NK-T κύτταρα και μακροφάγα, στη συνέχεια διευκολύνουν τη διήθηση στον καρκινικό ιστό μέσω χημειοτακτικής βαθμίδας, προκαλώντας κατευθυντική μετανάστευση ως απόκριση στην IFN-g, η οποία αυξάνεται συνεργικά από τον παράγοντα νέκρωσης όγκου-a. TNF-a) (53). Η υποδόρια ένεση θανατηφόρων ή υποθανατηφόρων δόσεων κυττάρων μελανώματος Β16 σε CXCR3-/-ποντίκια καθιερώνει έναν κρίσιμο ρόλο για το CXCR3 ως υποδοχέα για τα CXCL9, CXCL10 και CXCL11 κατά τη μετανάστευση των CTL (54). Οι χημειοκίνες που προέρχονται από όγκο είναι επίσης υπεύθυνες για τη στρατολόγηση κυττάρων Th2, Tregs και κατασταλτικών κυττάρων που προέρχονται από μυελοειδή (MDSCs) (53). Επομένως, τα CXCL9, CXCL10 και CXCL11 έχουν κρίσιμους, μη περιττούς, αυτόνομους κυτταρικούς ρόλους που μεσολαβούν στη διήθηση των ανοσοκυττάρων στους όγκους και επάγουν αποτελεσματική αντικαρκινική ανοσία. Επιπλέον, η μεσολαβούμενη από το ομόλογο zeste 2 (EZH2) μεθυλίωση λυσίνης ιστόνης και η μεθυλίωση DNA με τη μεσολάβηση DNA μεθυλτρανσφεράσης-1 (DNMT-1) κατέστειλαν την παραγωγή των CXCL9 και CXCL10 αντίστοιχα και στη συνέχεια ανέστειλαν όγκο Τ-κυττάρων επιστρέφων.

Επομένως, οι θεραπείες επιγενετικών ρυθμιστών μπορούν να εξαλείψουν αυτήν την καταστολή και τελικά να ενισχύσουν τη θεραπεία του καρκίνου (55). Αυτές οι παρατηρήσεις υποδεικνύουν ότι ο επιγενετικός επαναπρογραμματισμός των όγκων μπορεί να ρυθμίσει τη στρατολόγηση Τ κυττάρων και την κλινική αποτελεσματικότητα της ανοσοθεραπείας του όγκου, και η μεθυλίωση της αργινίνης ως ευρέως διαδεδομένη και κρίσιμη επιγενετική μέθοδος, επηρεάζει αυτές τις διαδικασίες.

Η καταλυτική δομική περιοχή του CARM1 αλληλεπιδρά άμεσα με την ρ65, η οποία βρίσκεται στην περιοχή σχε-ομολογίας του πυρηνικού παράγοντα κάπα-Β (NF-kB) και χρησιμεύει ως βασικό μοτίβο διμερισμού (56). Σε κύτταρα εξουδετέρωσης CARM1 που διεγείρονται από TNF-a, η στρατολόγηση του p65 στον προαγωγέα CXCL10 ήταν σημαντικά ελαττωματική και η μεθυλίωση του H3R17 στον προαγωγέα ήταν μη ανιχνεύσιμη, ενώ η επανεισαγωγή του CARM1 διέσωσε πλήρως αυτές τις αποκρίσεις, υποδηλώνοντας ότι το CARM1 απαιτούνταν για τον προαγωγέα p65 και το CXCL1. Μεθυλίωση H3R17 (56). Το PRMT5 ρύθμισε επίσης τη συσχέτιση του p65 με τον προαγωγέα CXCL10, επειδή το PRMT5 πυροδότησε τη διμεθυλίωση των θέσεων R30 και R35 στη ρ65 και τη δέσμευση DNA και την πυρηνική μετατόπιση της ρ65 (57). Η επαγωγή TNF-a του CXCL10 σε ενδοθηλιακά κύτταρα απαιτούσε μεθυλίωση αργινίνης p65 με PRMT5-. Σύμφωνα με άλλη έρευνα αυτής της ομάδας, το PRMT5 προκάλεσε διμεθυλίωση R174 στο p65 για να τροποποιήσει τη σύνδεση με τον προαγωγέα CXCL11 (58).

Με συνέπεια, η συμμετρική διμεθυλίωση PRMT5 του p65 στο R30 αύξησε τη συγγένειά του για το DNA και πυροδότησε την επαγόμενη από NF-kB έκφραση γονιδίου (59). Αντίθετα, η εξασθένιση της δραστηριότητας PRMT5 από το RNA κοντής φουρκέτας ή τον μικρό μοριακό αναστολέα, EPZ015666 σε κύτταρα μελανώματος Β16 αύξησε την έκφραση CCL5 και CXCL10 μετά από διέγερση (19). Το PRMT5 μεθυλίωσε επίσης το IFI16, εξασθένησε τη σύνδεσή του με το ενδοκυτταρικό δίκλωνο DNA (dsDNA) και επομένως προκάλεσε την έκφραση CCL5 και CXCL10 (19). Αν και δεν έχουν περιγραφεί αλληλεπιδράσεις μεταξύ PRMT1 και CXCL10 ή CXCL11, το PRMT1 διμεθυλίωσε ασύμμετρα το διατηρημένο κατάλοιπο R30 του p65 (60). Η θέση μεθυλίωσης PRMT1 βρίσκεται στο μοτίβο RxxRxRxxC του βρόχου L1 που δεσμεύει το DNA p65 (60). Το μεθυλιωμένο ρ65 έχει κακή συγγένεια για τα κοινά ολιγονουκλεοτίδια NF-kB. ρύθμισε αρνητικά τη δέσμευση και τη μεταγραφική δραστηριότητα του DNA του p65, αποτρέποντας έτσι τη στρατολόγηση NF-kB σε προαγωγείς γονιδίων στόχων (60).

Επομένως, υποθέτουμε ότι το PRMT1 θα μπορούσε να ρυθμίσει τις χημειοκίνες σε μεταγραφικό επίπεδο. Τα PRMT1, CARM1 και PRMT5 δεσμεύτηκαν όλα απευθείας στον τομέα ομολογίας Rel του p65, λόγω του γεγονότος ότι η αλληλεπίδραση μεσολάβησε από μια κεντρική περιοχή που περιείχε τη δομική περιοχή μεθυλτρανσφεράσης, η οποία διατηρήθηκε εξελικτικά (61). Συνολικά, οι αλληλεπιδράσεις PRMT-χημοκίνης είναι δυναμικές και εξαρτώμενες από το πλαίσιο, έτσι ώστε η συμμετρική και ασύμμετρη διμεθυλίωση μπορεί να αντισταθμιστεί και να συμβεί σε διάφορα στάδια των αντιδράσεων NF-kB, στρατολογώντας έτσι διακριτά μόρια τελεστών και παράγοντας ποικίλα βιολογικά αποτελέσματα. Η παραγωγή χημειοκίνης θα πρέπει να προωθηθεί για να διευκολυνθεί η στρατολόγηση λεμφοκυττάρων που διεισδύουν στον όγκο στοχεύοντας επιλεκτικά διακριτά PRMT.

3.1.3 Ξεπερνώντας τα ανασταλτικά δίκτυα στο TME

Το TME θεωρείται πλέον ως ένα περίπλοκο οικοσύστημα όγκου παρά ως ένα μοτίβο ανάπτυξης με επίκεντρο τα κύτταρα του όγκου (62). Για να κατανοήσουμε καλύτερα πώς λειτουργεί το TME, πρέπει να κατανοήσουμε την εξωκυτταρική μήτρα και τη σύνθεση των στρωματικών κυττάρων. Τα στρωματικά κύτταρα κατηγοριοποιούνται ως εξής. διηθητικά ανοσοκύτταρα (IIC), αγγειογενή αγγειακά κύτταρα και ινοβλάστες που σχετίζονται με τον καρκίνο (63). Τα αντιγονοειδικά διεισδυτικά ανοσοκύτταρα περιλαμβάνουν έμφυτους τύπους ανοσοκυττάρων (μακροφάγα (Mjs), δενδριτικά κύτταρα (DCs), MDSCs, NKs, μαστοκύτταρα, ουδετερόφιλα και προσαρμοστικά ανοσοκύτταρα (Τ και Β λεμφοκύτταρα) που ανταποκρίνονται σε μια ποικιλία ερεθισμάτων). (64). Ενώ αρχικά στρατολογήθηκαν από τον περιβάλλοντα ιστό ή τον μυελό των οστών για να τυλίξουν τον καρκινικό ιστό, αυτά τα κύτταρα τελικά «εκπαιδεύονται» για να γίνουν διαφορετικοί τύποι κυττάρων που δημιουργούν χρόνια φλεγμονή και αγγειογένεση.

Σε αυτό το περιβάλλον, τα καρκινικά κύτταρα και το περιβάλλον στρώμα συνομιλούν μεταξύ τους καταστέλλοντας ανοσολογικά ευεργετικά γονίδια και προκαλώντας ανώμαλη σηματοδότηση οδού, παράγοντας τελικά ισχυρές κυτοκίνες και χημειοκίνες που επηρεάζουν την ανοσολογική επιτήρηση του ξενιστή για τη διατήρηση της ανάπτυξης, της εξέλιξης και της μετάστασης των καρκινικών κυττάρων. Πολλά κλινικά στοιχεία δείχνουν τώρα ότι το TME επηρεάζει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της ανοσοθεραπείας και τα κλινικά αποτελέσματα και ότι τα PRMTs μπορεί να παρέχουν νέους θεραπευτικούς στόχους για την ανοσοθεραπεία όγκου διαμορφώνοντας το TME προς υψηλή διήθηση λεμφοκυττάρων.

3.1.3.1 Στόχευση πολλαπλασιασμού και διαφοροποίησης των Τ-κυττάρων

Επειδή τα CD{0}}αποτελεσματικά Τ κύτταρα είναι τα πιο ισχυρά κύτταρα που σκοτώνουν όγκους, οι πληθυσμοί Τ-κυττάρων αποτελούν εξαιρετικά τοπικά ερευνητικά θέματα. Τα CD8 συν κυτταροτοξικά Τ κύτταρα και τα CD4 συν Τ βοηθητικά κύτταρα αποτελούν υποπληθυσμούς Τ κυττάρων στο TME. Τα αφελή κύτταρα CD4 plus διαφοροποιούνται κυρίως σε τέσσερις διακριτούς πληθυσμούς: Τ βοηθητικά κύτταρα 1 (Th1), Th2, Th17 και ρυθμιστικά Τ (Treg) κύτταρα. Η διαφοροποίησή τους προσδιορίζεται από τα μοτίβα σημάτων που λαμβάνονται κατά τις αρχικές αλληλεπιδράσεις τους με τα αντιγόνα (65). Τα Τ κύτταρα στο TME όχι μόνο ασκούν αντικαρκινικές λειτουργίες, αλλά μερικά προάγουν την ανάπτυξη του όγκου. Μεταξύ αυτών, τα CD8 συν κυτταροτοξικά Τ κύτταρα και τα κύτταρα Th1, κοινώς γνωστά ως CTL, έχουν ρόλους θανάτωσης όγκου. Τα τελευταία κύτταρα χαρακτηρίζονται από την παραγωγή IFN-g, TNF-a και ιντερλευκίνης (IL)-2, που υποστηρίζουν τον προηγούμενο κυτταρικό τύπο ή δρουν ως κυτταροτοξικά Τ κύτταρα για την άμεση αφαίρεση των καρκινικών κυττάρων (66). Τα κύτταρα Th2 υποστηρίζουν Β κύτταρα απελευθερώνοντας IL{-4, IL{-5 και IL{-13, ενώ τα κύτταρα Th17 προάγουν την ανάπτυξη του όγκου παράγοντας IL-17, IL{-21 και IL22 (65, 67). Επιπλέον, οι Tregs εξασθενούν τις αντικαρκινικές αποκρίσεις που προκαλούνται από Τ-κύτταρα αναστέλλοντας άμεσα τη λειτουργία των Τ-κυττάρων και την παραγωγή κυτοκίνης ή αναστέλλοντας έμμεσα την παρουσίαση αντιγόνου για να εμποδίσουν την ενεργοποίηση των Τ-κυττάρων (68, 69). Μια υψηλή αναλογία Tregs προς CD8 συν Τ κύτταρα συνήθως υποδηλώνει κακή πρόγνωση για καρκίνο (70). Τα CD8 συν κυτταροτοξικά Τ κύτταρα συχνά αποτυγχάνουν να αναστείλουν το σχηματισμό όγκου κατά τη διάρκεια της ογκογένεσης λόγω της εξάντλησης των Τ-κυττάρων, η οποία ορίζεται ως η επίμονη έκφραση των ανασταλτικών υποδοχέων Tcell και η προοδευτική απώλεια της παραγωγής IFN-g και των λειτουργιών αποκοκκίωσης ως απόκριση σε μακροπρόθεσμους παράγοντες όπως χρόνια φλεγμονή ή διέγερση καρκίνου (71). Το IL-12 και το IFN-g πολώνουν τα αρχαία CD4 συν Τ κύτταρα προς τα κύτταρα Th1 μέσω των ενεργειών του μετατροπέα σήματος και του ενεργοποιητή του μεταγραφικού παράγοντα T box T-bet. Η διαφοροποίηση των κυττάρων Th2 απαιτεί GATA3, το οποίο βρίσκεται κατάντη της IL-4. Η διαφοροποίηση των κυττάρων Th17 απαιτεί ορφανό υποδοχέα (ROR)gt που σχετίζεται με ρετινοειδή, ο οποίος είναι ένας μεταγραφικός παράγοντας που επάγεται από τον αυξητικό παράγοντα μετασχηματισμού (TGF-b) σε συνδυασμό με IL-6, IL-21 και IL{{55 }}. Η διαφοροποίηση των κυττάρων Treg απαιτεί επίσης το κιβώτιο διακλάδωσης P3 (FOXP3) ως μεταγραφικό παράγοντα.

Ο ολοκληρωμένος χαρακτηρισμός της μεθυλίωσης αργινίνης στα πρωτογενή Τ κύτταρα εντόπισε τους ρυθμιστικούς ρόλους των PRMTs στις αποφάσεις για την τύχη των Τ κυττάρων. Χρησιμοποιώντας φασματομετρία μάζας, οι Geoghegan et al. εντόπισε 2.502 θέσεις μεθυλίωσης αργινίνης σε 1.257 πρωτεΐνες σε ανθρώπινα Τ κύτταρα (72). Στη λίστα περιλαμβάνονταν στοιχεία μηχανήματος σήματος υποδοχέα αντιγόνου Τ κυττάρων και βασικοί μεταγραφικοί παράγοντες που ρυθμίζουν τον προσδιορισμό της τύχης των Τ κυττάρων. Επιπλέον, αυτοί οι συγγραφείς ποσοτικοποίησαν τις αλλαγές στην κατάληψη μεθυλίωσης αργινίνης κατά τη διάρκεια της πρωτογενούς διαφοροποίησης Τ-κυττάρων και κατέδειξαν αλλαγές στη στοιχειομετρία μεθυλίωσης αργινίνης κατά τη διέγερση των κυττάρων σε ένα υποσύνολο πρωτεϊνών κρίσιμων για τη διαφοροποίηση των Τ-κυττάρων (72).

Τρεις ανεξάρτητες μελέτες που χρησιμοποιούν ποντίκια με ανεπάρκεια PRMT{1}} ειδικά για Τ κύτταρα επιβεβαίωσαν τον βασικό ρόλο του PRMT5 στη διατήρηση των περιφερειακών Τ κυττάρων και στην καθοδήγηση της μετάβασης των αφελών Τ κυττάρων σε έναν φαινότυπο τελεστή/μνήμης (73-75). Inoue et al. ανέφεραν ότι σε σύγκριση με τα ποντίκια ελέγχου, τα ποντίκια με ανεπάρκεια ομόζυγων ειδικών για PRMT5 Τ κύτταρα είχαν χαμηλότερο αμετάβλητο αριθμό NK (iNK) T, CD4 συν Τ και CD8 συν Τ κύτταρα. Επίσης, το PRMT5 απαιτήθηκε για την επιβίωση και τον πολλαπλασιασμό των Τ-κυττάρων (74). Οι Tanaka et al. έδειξε ότι το PRMT5 ήταν κρίσιμο για τη μετάβαση των Τ κυττάρων από έναν αρχαίο σε έναν ενεργοποιημένο φαινότυπο, καθώς και για τη διατήρηση ήδη ώριμων Τ κυττάρων (73). Οι Lindsay et al. επιβεβαίωσε επίσης ότι το PRMT5 χρειαζόταν για τη διατήρηση φυσιολογικών πληθυσμών κυττάρων Τ iNKT, CD4 συν T και CD8 συν περιφερειακών Τ κυττάρων (75). Τόσο η δραστηριότητα της συμμετρικής διμεθυλίωσης αργινίνης όσο και τα επίπεδα έκφρασης PRMT5 προκλήθηκαν σημαντικά σε ενεργοποιημένα Τ κύτταρα.

Επιπλέον, οι Inoue et al. ανέφερε επίσης ότι το PRMT5 διευκόλυνε το μάτισμα προ-mRNA από τα Il2rg και Jak3 για να αυξήσει τα επίπεδα έκφρασής τους για να διατηρήσει τους πληθυσμούς Τ-κυττάρων. Το Il2rg κωδικοποιεί το gc, το οποίο είναι μια υπομονάδα υποδοχέα που μοιράζεται οι κυτοκίνες, συμπεριλαμβανομένων των IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL{-15 και IL{11}} (76). Η οικογένεια κυτοκινών gc ρυθμίζει στενά την ανάπτυξη και τη λειτουργία των λεμφοκυττάρων μέσω των κινασών τυροσίνης JAK1 και JAK3 (77). Ελαττωματική ανάπτυξη λεμφοκυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των κυττάρων Τ, Β, ΝΚ και iNKT παρατηρείται σε ποντικούς με έλλειψη είτε σε gc είτε σε JAK3. Αυτοί οι συγγραφείς έδειξαν επίσης ότι η συμμετρική διμεθυλίωση των υπολειμμάτων αργινίνης στις πρωτεΐνες Sm από την PRMT5 πιθανώς να ευθύνεται για τις αλλαγές ματίσματος που προκαλούνται από την ανεπάρκεια PRMT5 (74).

Τα υψηλής πυκνότητας CD8 συν κυτταροτοξικά Τ κύτταρα σχετίζονται με καλύτερη πρόγνωση σε πολλούς καρκίνους (78). Ως εκ τούτου, οι συσχετίσεις μεταξύ των PRMTs, του πολλαπλασιασμού των CD8 συν Τ κυττάρων και της ικανότητας παραγωγής κυτοκίνης έχουν διερευνηθεί σε πολυάριθμες μελέτες. Kumar et al. έδειξε ότι η αναστολή CARM1 αύξησε τους αριθμούς των CD8 συν Τ κυττάρων διείσδυσης όγκου, προήγαγε την έκφραση του granzyme B και IFN-g και τον πολλαπλασιασμό των δεικτών Ki-67, που διευκόλυνε ισχυρότερη ικανότητα θανάτωσης όγκου στα CD8 συν Τ κύτταρα, υποδηλώνοντας την αναστολή του CARM1 ενισχυμένο πολλαπλασιασμό CD8 συν Τ και παραγωγή κυτοκίνης (79). Kumar et al. έδειξε επίσης ότι τα κύτταρα Τ Carm{14}knockout εξέφρασαν υψηλότερα επίπεδα μνήμης CD8 συν μεταγραφικούς παράγοντες που σχετίζονται με τα Τ κύτταρα, όπως τα Tcf7 και Myb (79). Το Myb προώθησε το σχηματισμό μνήμης CD8 συν Τ κυττάρων μέσω της μεταγραφικής ενεργοποίησης της καταστολής Tcf7 και Zeb2 (80). Συγκεκριμένα, τα Τ κύτταρα Carm1-knockout συνεξέφρασαν χαμηλά επίπεδα των ανασταλτικών υποδοχέων PD-1 και TIM3, οι οποίοι είναι δείκτες εξάντλησης των Τ κυττάρων (79). Διαφορετικά από το CARM1, η αναστολή PRMT5 κατέστειλε την επαγωγή των ειδικών για αντιγόνο όγκου CD8 συν Τ κυττάρων in vitro (81). Οι αντιδράσεις μεθυλίωσης PRMT μετέτρεψαν το SAM, ως συμπαράγοντα δότου μεθυλίου, σε Sadenosyl-l-ομοκυστεΐνη (SAH), ενώ το SAM μετατράπηκε επίσης σε μεθυλθειοαδενοσίνη (MTA). Τόσο το SAH όσο και το MTA ανέστειλαν τα PRMTs στους βρόχους ανάδρασης, ενώ το MTA ανέστειλε αποτελεσματικά τη δραστηριότητα PRMT5 (82). Το MTA μείωσε τον πολλαπλασιασμό και τη βιωσιμότητα των CD8 συν Τ κυττάρων, καθώς ανέστειλε τις λειτουργίες τελεστών σε ανθρώπινα αντιγονοειδικά CD8 συν κυτταροτοξικά Τ κύτταρα μειώνοντας την ικανότητα αποκοκκίωσης των CD8 συν Τ κυττάρων και αναστέλλοντας την έκκριση IFN-g και IL-2 δοσοεξαρτώμενο τρόπο (81). Οι Strobl et al. ανέφερε ότι ο ειδικός αναστολέας μεθυλτρανσφεράσης PRMT{46}, EPZ015666 κατέστειλε τον πολλαπλασιασμό, τη βιωσιμότητα και τη λειτουργικότητα των CD8 συν Τ κυττάρων (83).

Επιπλέον, αυτοί οι συγγραφείς συσχέτισαν το PRMT5 με την επιλεκτική μάτιση MDM4 που προκάλεσε τη μεταγωγή του καταρράκτη σηματοδότησης p53 για να μεσολαβήσει στη διακοπή του κυτταρικού κύκλου και την απόπτωση στα CD8 συν Τ κύτταρα. Η αναστολή PRMT5 μείωσε επίσης τη σηματοδότηση πρωτεϊνικής κινάσης Β (AKT)/ θηλαστικού στόχου της ραπαμυκίνης (mTOR), η οποία μείωσε τον πολλαπλασιασμό και την επιβίωση των CD8 συν Τ κυττάρων (83).

Το CD28 δεσμεύτηκε στο B7 στα APC και η συνδιέγερση με TCR μείωσε το κατώφλι ενεργοποίησης των Τ κυττάρων, προάγοντας έτσι τη διαφοροποίηση των CD4 συν Τ κυττάρων και την έκφραση κυτοκίνης τύπου Th2- (84). Οι Blanchet et al. ανέφερε ότι τα συν-διεγερτικά σήματα CD28 προκάλεσαν μεθυλίωση αργινίνης σε Τ κύτταρα (85). Δεδομένου ότι το SAH εξαλείφθηκε γρήγορα από την υδρολάση της S-αδενοσυλ-L-ομοκυστεΐνης (SAHase) και τις δραστηριότητες PRMT που ανέστειλε το SAH, η SAHase χρησιμεύει ως ενεργοποιητής PRMTs. Οι φαρμακολογικοί αναστολείς SAHase ανέστειλαν έντονα την ενεργοποίηση αρκετών βασικών πρωτεϊνών που διεγείρονται από τη σηματοδότηση TCR, συμπεριλαμβανομένου του AKT, των εξωκυτταρικών ρυθμιζόμενων πρωτεϊνικών κινασών (ERK) 1/2 και του NF-kB. οδηγεί σε εξασθενημένη ενεργοποίηση των CD4 συν Τ κυττάρων (86).

Επομένως, τα PRMTs μπορεί να έχουν σημαντικούς ρόλους στην ενεργοποίηση και διαφοροποίηση των CD4 συν Τ κυττάρων. Οι εκλεκτικοί αναστολείς για το PRMT5 θα μπορούσαν να καταστέλλουν τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων Th2 (87). Webb et al. παρατήρησε ότι σε ομόζυγα ποντίκια με έλλειψη ειδικών για PRMT5 Τ κύτταρα, η αναλογία IFN-g συν T-bet plus, IFN-g συν και T-bet συν Τ κύτταρα αυξήθηκε κατά τη διαφοροποίηση των κυττάρων Th1, αλλά ο συνολικός αριθμός διαφοροποιημένων κυττάρων Th1 ήταν μειωμένο, περισσότερο από πιθανό λόγω μειωμένου πολλαπλασιασμού της Th1 (75). Επιπλέον, αυτοί οι συγγραφείς παρατήρησαν ότι το ποσοστό GATA-3 συν IL-4 συν και IL-4 συν Τ κύτταρα αυξήθηκε κατά τη διάρκεια της διαφοροποίησης Th2 (75). Έτσι, η αναστολή PRMT5 ενίσχυσε τη διαφοροποίηση των CD4 συν Τ κυττάρων αλλά κατέστειλε τον πολλαπλασιασμό. Μηχανιστικά, οι αναστολείς SAHase αποδείχθηκε ότι μειώνουν τη μεθυλίωση αργινίνης του Παράγοντα Ανταλλαγής Νουκλεοτιδίων 1 Vav Γουανίνης (Vav1), ενός ουσιαστικού μορίου, που οδηγεί σε περιορισμένη ενεργοποίηση των CD4 συν Τ κυττάρων (86, 88). Με συνέπεια, η μεθυλιωμένη αργινίνη Vav1 συσσωρεύτηκε στον πυρήνα και ενεργοποίησε τον μεταγραφικό σύνθετο πυρηνικό παράγοντα των ενεργοποιημένων Τ κυττάρων (NFAT) και του NF-kB για την προώθηση της παραγωγής IL-2 και του πολλαπλασιασμού των Τ κυττάρων (85). Το PRMT5 ρύθμισε επίσης τη μεταγραφή της IL-2 με μεθυλίωση συγκεκριμένων πρωτεϊνών που περιέχουν sDMA (89).

Επιπλέον, η μειωμένη έκκριση IL-2 από τους αναστολείς PRMT5 βοήθησε στην καταστολή του πολλαπλασιασμού και της διαφοροποίησης των κυττάρων Th1 (87). Το PRMT1 μεθυλίωσε επίσης την πρωτεΐνη που αλληλεπιδρά με NFAT, το NIP45, η οποία διευκόλυνε τη συσχέτιση με το NFAT, μια απαραίτητη τροποποίηση για την ισχυρή επαγόμενη από την NIP45-αύξηση της μετενεργοποίησης NFAT και την συν-ενεργοποίηση PRMT1 του προαγωγέα IL-4 (90, 91). Συλλογικά, οι αναστολείς SAHase έλεγχαν μερικώς πρωτεΐνες που διεγείρονται από σηματοδότηση TCR μέσω μειωμένης μεθυλίωσης Vav1, αναστέλλοντας έτσι την ενεργοποίηση των CD4 συν Τ κυττάρων. Το PRMT5 προώθησε επίσης την παραγωγή IL-2 με μεθυλίωση Vav1 ή NF-45 και NF-90. Δεδομένου ότι η IL-2 έχει κρίσιμους ρόλους στην πόλωση των αφελών κυττάρων CD4 συν Τ στον φαινότυπο Th2 και στον πολλαπλασιασμό των Τ κυττάρων, τα υψηλά επίπεδα έκφρασης IL-2 που προκαλούνται από το PRMT5 συνέβαλαν στο CD4 συν Τ κύτταρα διαφοροποίηση και πολλαπλασιασμός (92, 93).

Πρόσφατες μελέτες έδειξαν ότι η απορρύθμιση της μεθυλίωσης αργινίνης συνέβαλε στη διαφοροποίηση Th17. Από τη μία πλευρά, η φαρμακολογική αναστολή του PRMT1 εμπόδισε τη δημιουργία κυττάρων Th17 (94). Μηχανιστικά, ως απόκριση στο IL-6 και τον αυξητικό παράγοντα μετασχηματισμού-b (TGF-b), το PRMT1 αλληλεπιδρά με έναν βασικό μεταγραφικό παράγοντα στη διαφοροποίηση των κυττάρων Th17, το RORgt και την επαγόμενη μεταγραφή και έκφραση της IL-17, η οποία χαρακτήρισε τον φαινότυπο Th17 (94). Μετά από συνδυασμό με RORgt, το PRMT1 στρατολογήθηκε στον προαγωγέα IL-17 και ασύμμετρα διμεθυλιωμένη ιστόνη 4 αργινίνη 3 (H4R3). Η μεθυλίωση του H4R3 σταθεροποίησε το STAT3 που ενεργοποιήθηκε από IL{-6 και αφαίρεσε το STAT5 που ενεργοποιήθηκε από IL-2, ανακουφίζοντας έτσι την ανασταλτική επίδραση του STAT5 στον προαγωγέα IL-17 και ενθαρρύνοντας τη διαφοροποίηση Th17 (95).

Ωστόσο, από την άλλη πλευρά, η διαφοροποίηση Th17 παρεμποδίστηκε σοβαρά σε ένα μοντέλο με έλλειψη PRMT5 ειδικά για Τ κύτταρα, με τον αριθμό των κυττάρων RORgt συν IL17 plus , IL-17 plus και RORgt συν Th17 να είναι πολύ χαμηλός σε αυτό το μοντέλο (96). Αυτή η κατάσταση μπορεί να προέκυψε λόγω των εξής: PRMT5 συμμετρικά διμεθυλιωμένο SREBP1 στο R321, το οποίο ανέστειλε τη φωσφορυλίωση του στο S430 και απέτρεψε την αποικοδόμηση του SREBP1 μέσω της οδού ουβικιτίνης-πρωτεασώματος (96). Αυτή η αλλαγή προώθησε τη σταθερότητα και τη μεταγραφική δραστηριότητα του SREBP1, ενός γονιδιακού μεταενεργοποιητή που προάγει τη βιοσύνθεση της χοληστερόλης, με αποτέλεσμα τη συσσώρευση ενός ισχυρού ενδογενούς αγωνιστή RORg, της δεσμοστερόλης (75, 97).

Εκτός από τις επιδράσεις του στη βιοσύνθεση της χοληστερόλης, το PRMT5 ενίσχυσε επίσης τον γλυκολυτικό μηχανισμό για τη ρύθμιση της διαφοροποίησης Th17. Η αναστολή PRMT5 κατέστειλε την έκφραση του παράγοντα ρύθμισης της γλυκόλυσης, του επαγόμενου από την υποξία παράγοντα 1-a (HIF-1a) για την προώθηση της διαφοροποίησης Th17 μέσω της άμεσης μεταγραφικής ενεργοποίησης του RORgt και της προώθησης της γλυκολυτικής οδού ( 75, 83, 98). Συνολικά, με τη μεθυλίωση των ιστονών για την ενεργοποίηση του προαγωγέα IL-17 και τη ρύθμιση του μεταβολικού επαναπρογραμματισμού, συμπεριλαμβανομένης της γλυκόλυσης και του μεταβολισμού των λιπιδίων μετά την ενεργοποίηση των Τ κυττάρων, τα PRMT προώθησαν τη διαφοροποίηση Th17.

Για τα κύτταρα Treg, το FOXP3 αναφέρθηκε ως ο μεταγραφικός ρυθμιστής που καθορίζει τη μοίρα, με υψηλά επίπεδα FOXP3 και σταθερότητα που απαιτούνται για την ανοσοκατασταλτική δραστηριότητα των κυττάρων Treg (99, 100). Τα PRMT ρύθμισαν ενεργά τη διαφοροποίηση και την κατασταλτική δραστηριότητα των Tregs ρυθμίζοντας το FOXP3. Η PRMT1-που καταλύθηκε απευθείας μεθυλίωση του FOXP3 στα R48 και R51 ενίσχυσε την κατασταλτική λειτουργία των κυττάρων Treg (101). Ομοίως, το PRMT1 μπορεί επίσης να έχει επηρεάσει τη δραστηριότητα Treg ρυθμίζοντας άλλες πρωτεΐνες που αλληλεπιδρούν με το FOXP3, όπως η πρωτεΐνη Forkhead box O1 (FOXO1) και ο παράγοντας μεταγραφής που σχετίζεται με το Runt μεταγραφικός παράγοντας 1 (Runx1) (102, 103). Το PRMT1 μεθυλιώθηκε FOXO1 στα R248 και R250 για να σταθεροποιήσει την πρωτεΐνη, και επίσης μεθυλιώθηκε Runx1 στα R206 και R21 για να ενισχύσει τη μεταγραφική του δραστηριότητα (104, 105).

Επιπλέον, η θεραπεία με αναστολέα PRMT1 AMI-1 ενίσχυσε την ευαισθησία του Treg στην έκφραση FOXP3 που προκαλείται από το TGF-b και αύξησε τη συχνότητα και την κατασταλτική δράση των Tregs μέσω της άμεσης ενίσχυσης της έκφρασης FOXP3 (106, 107). Εκτός από το PRMT1, το PRMT5 ρύθμισε επίσης την έκφραση FOXP3 σε παρθένα Τ κύτταρα επηρεάζοντας την έκφραση DNMT1 που έλεγχε τη μεθυλίωση του CpG στον προαγωγέα FOXP3 και επομένως ενίσχυσε τη μεταγραφική προσβασιμότητα στις ρυθμιστικές περιοχές FOXP3 (108, 109). Επιπλέον, η αναστολή PRMT5 επηρέασε την τροποποίηση H3K27me3 στον προαγωγέα FOXP3 και διευκόλυνε την έκφραση FOXP3 (106). Καθώς το PRMT5 αλληλεπιδρούσε με το EZH2, με αποκορύφωμα την αυξημένη εναπόθεση H3K27me3, οι αλλαγές H3K27me3 σε κύτταρα με έλλειψη PRMT5 μπορεί να προκλήθηκαν από αλληλεπιδράσεις PRMT5-EZH2 (110).

Αντίθετα, οι Yasuhiro et al., σε ένα μοντέλο ανεπάρκειας PRMT5-του κυττάρου Treg, παρατήρησαν ότι η κατασταλτική δραστηριότητα και ο φαινότυπος της μνήμης του Tregs μειώθηκαν, ως αποτέλεσμα του μειωμένου συμμετρικού δείκτη διμεθυλίωσης του τόπου FOXP3 R51 (111 ). Ωστόσο, αυτοί οι συγγραφείς ανακάλυψαν αργότερα ότι η ανεπάρκεια PRMT5 πιθανώς συνδέθηκε με ελαττωματική συντήρηση, ενεργοποίηση και πολλαπλασιασμό των κυττάρων Treg μέσω εξασθενημένης σηματοδότησης gc και όχι μεθυλιωμένου FOXP3 (73).

3.1.3.2 Στόχευση Β κυττάρων Ενεργοποίηση και διαφοροποίηση

Ενώ τα Τ κύτταρα αποτελούν από καιρό το επίκεντρο της έρευνας για την ανοσία του όγκου, άλλα υποσύνολα ανοσοκυττάρων σχετίζονται με αυτό το πεδίο, ιδιαίτερα όσον αφορά την έννοια της τριτογενούς λεμφικής δομής (TLS). Αντί να απαιτείται από τα DCs να μεταναστεύσουν από τη θέση του όγκου στα SLO, η υπόθεση TLS θέτει ότι αυτό το φαινόμενο εμφανίζεται απευθείας σε έκτοπα λεμφοειδή όργανα, που δημιουργούνται από μη λεμφοειδή ιστό που διεισδύουν στα όρια του όγκου και στο στρώμα (112). Τέτοιες δομές αποτελούνται από μια ζώνη CD3 συν Τ κυττάρου και μια ζώνη CD20 συν Β κυττάρων, με την πρώτη να περιέχει DCs θετικά για γλυκοπρωτεΐνη μεμβράνης σχετιζόμενη με DC-λυσόσωμα και δικτυοερυθροκύτταρα ινοβλαστών και η δεύτερη να περιέχει βλαστικά κέντρα, πλασματοκύτταρα, ωοθυλακικά DCs και σύμπλοκα αντιγόνου-αντισώματος (113). Στο TLS, τα σχετιζόμενα με τον όγκο αντιγόνα πυροδοτούν μετασχηματισμό Β κυττάρων σε φαινότυπο τελεστή/μνήμης που παράγει αντισώματα και παρουσιάζει αντιγόνα όγκου στα Τ κύτταρα, ενισχύοντας έτσι την προγνωστική λειτουργία των CD8 συν Τ κυττάρων και προάγοντας την ανάπτυξη των Τ κυττάρων (113). Τα αυξημένα επίπεδα CD8 plus και CD4 plus Τ κυττάρων που συνεντοπίζονται με σημαντική διήθηση κυττάρων CD20 συν Β συνδέθηκαν με μακροχρόνια κλινική επιβίωση (114).

Επιπλέον, αρκετές χημειοκίνες εκκρίθηκαν από Β κύτταρα για να στρατολογήσουν DC, Τ κύτταρα και ΝΚ κύτταρα (113). Τόσο οι κλινικές μελέτες κοόρτης όσο και οι αναλυτικές μελέτες του TME εντόπισαν θετικές συσχετίσεις μεταξύ της ανταπόκρισης των ασθενών στη θεραπεία με ICB και της διήθησης Β κυττάρων και του σχηματισμού TLS. Αυτές οι μελέτες τόνισαν τον μέχρι τώρα μη εκτιμημένο ρόλο των Β κυττάρων στην ανθρώπινη κατά του όγκου ανοσία, επομένως οι όγκοι που δεν είναι ευαίσθητοι στο ICB μπορεί να ανταποκρίνονται καλύτερα σε αναδυόμενες θεραπείες που στοχεύουν τη δραστηριότητα των Β-κυττάρων (115-117).

Τα PRMT1, PRMT5 και PRMT7 ρυθμίζουν τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση των προ-Β κυττάρων, το σχηματισμό βλαστικού κέντρου και τις αποκρίσεις αντισωμάτων. Σε ποντίκια με ανεπάρκεια PRMT1-ειδικών Β-κυττάρων, ο αριθμός των Β κυττάρων στο μυελό των οστών και σε άλλα περιφερειακά λεμφοειδή όργανα μειώθηκε σημαντικά (118), ενώ η ανάπτυξη των Β κυττάρων περιορίστηκε σοβαρά στο στάδιο προ-Β κυττάρων (119 ). Τα ενεργοποιημένα Β κύτταρα έδειξαν αυξημένα επίπεδα PRMT1 και μεθυλιωμένης πρωτεΐνης αργινίνης. Με τη ρύθμιση προς τα κάτω, τα γονίδια ενεργοποίησης ανασυνδυασμού, Rag1 και Rag2, FOXO1 εμπόδισαν την εξέλιξη της διαφοροποίησης των Β-κυττάρων πέρα ​​από το στάδιο των προ-Β κυττάρων (120). Οι Yamagata et al. έδειξε ότι το PRMT1 μεθυλιώνει απευθείας το FOXO1 για να αναστείλει τη φωσφορυλίωση από το AKT και την επακόλουθη πρωτεασωμική αποικοδόμηση (105). Επιπλέον, το PRMT1 μεθυλίωσε επίσης την υπομονάδα Iga του υποδοχέα Β-κυττάρων (BCR) για να αναστείλει την επαγόμενη από BCR ενεργοποίηση Syk και τη σηματοδότηση της κινάσης 3-φωσφοϊνοσιτίδος (PI3K), εμπόδισε την αποικοδόμηση της πρωτεΐνης FOXO και προώθησε τη διαφοροποίηση των προ-Β κυττάρων αντί πολλαπλασιασμός (121, 122).

Έτσι, το PRMT1 ρύθμισε αρνητικά συμβάντα σηματοδότησης Β-κυττάρων, όπως ανασυνδυασμό διακόπτη κατηγορίας και επιλογή αντιγόνου μέσω σηματοδότησης PI3K-FOXO1, διευκολύνοντας έτσι την ανάπτυξη από προ-Β κύτταρα σε ανώριμα Β κύτταρα. Επιπλέον, το PRMT1 μεσολάβησε στη μεθυλίωση αργινίνης του CDK4, αποσταθεροποίησε το σύμπλεγμα CDK4-Cyclin-D3, προκάλεσε διακοπή του κυτταρικού κύκλου και προώθησε τη διαφοροποίηση των προ-Β κυττάρων (119). Σε ένα περιφερειακό διαμέρισμα Β-κυττάρων με ελλιπές μοντέλο ποντικού PRMT{15}, ο πολλαπλασιασμός και η διαφοροποίηση των ώριμων Β κυττάρων μετά τη διέγερση παρεμποδίστηκε σοβαρά, η δημιουργία κυττάρων Β (GC-B) του βλαστικού κέντρου ήταν ελαττωματική και η ενεργοποίηση και ο πολλαπλασιασμός των Β κυττάρων μνήμης ήταν μειώθηκε σημαντικά (121). Το PRMT1 διατήρησε επίσης αριθμούς θυλακικών κυττάρων Β (FO-B) και προώθησε το σχηματισμό βλαστικού κέντρου (GC) κατά την ενεργοποίηση των FO-B κυττάρων (118). Το PRMT1 προστάτευσε τα ενεργοποιημένα Β κύτταρα από την απόπτωση ρυθμίζοντας την έκφραση των πρωτεϊνών προεπιβίωσης της οικογένειας BCL2, MCL1, BCL2, A1 και BCLX (121).

Οι Litzler et al. ανέφερε ότι τόσο τα επίπεδα πρωτεΐνης PRMT5 όσο και τα επίπεδα sDMA ρυθμίστηκαν προς τα πάνω στα στάδια πολλαπλασιασμού των Β κυττάρων και ότι το PRMT5 προήγαγε την επιβίωση των ενεργοποιημένων Β κυττάρων (123). Το PRMT5 ήταν απαραίτητο για την ανάπτυξη Β κυττάρων σε κύτταρα Pro-B και Pre-B. Το PRMT5 προστάτευσε τα ώριμα Β κύτταρα από την απόπτωση και προώθησε τον πολλαπλασιασμό και το σχηματισμό GC ρυθμίζοντας τη μεταγραφή των Β κυττάρων και την πιστότητα ματίσματος (123). Επιπλέον, το PRMT5 αλληλεπίδρασε άμεσα με το BCL6 και το μεθυλιώθηκε για να διευκολύνει τη μεταγραφική καταστολή με τη μεσολάβηση του BCL{11}, ρυθμίζοντας έτσι τον σχηματισμό GC (124). Τα γονίδια στόχοι BCL6 Irf4 και Prdm1, τα οποία μεσολαβούσαν στη διαφοροποίηση των κυττάρων πλάσματος, ρυθμίστηκαν επίσης προς τα κάτω από το PRMT5 (123).

Χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο ποντικιού knockout PRMT7 ειδικά για Β κύτταρα, οι Ying et al. έδειξε ότι η απώλεια του PRMT7 μείωσε την ανάπτυξη των Β κυττάρων μείωσε τα κύτταρα της οριακής ζώνης Β (ΜΖ-Β), αύξησε τα κύτταρα FO-B και προώθησε το σχηματισμό GC μετά την ανοσοποίηση (125). Η εξάντληση του PRMT7 αύξησε την έκφραση Bcl6 στρατολογώντας H4R3me1 και συμμετρικό H4R3me2 στον προαγωγέα Bcl6. Η διαφοροποίηση των υποτύπων κυττάρων πλάσματος που εκκρίνουν IgA- και IgG1-μειώθηκε επίσης σε ποντίκια με ανεπάρκεια PRMT{17}, πιθανώς επειδή η απώλεια PRMT7 προκάλεσε την ανοδική ρύθμιση του Bcl6 και ανέστειλε τα Irf4 και Prdm1 στα GC-B κύτταρα (125 ).

3.1.3.3 Διαφοροποίηση σχετιζόμενων με όγκο μακροφάγων (TAM) και έκφραση άλλων ανοσοκυττάρων

Τα αυξανόμενα στοιχεία έχουν πλέον δείξει ότι το TME μεταβάλλει τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος για να καταστέλλει την ανοσολογική επιτήρηση και τις ανοσολογικές αποκρίσεις (126). Τα κλασικά ενεργοποιημένα μακροφάγα Μ1 τείνουν να φαγοκυτταρώνουν τα καρκινικά κύτταρα δημιουργώντας ένα προφλεγμονώδες περιβάλλον και διευκολύνοντας τις αποκρίσεις Th1 και CTL.

Ωστόσο, εναλλακτικά ενεργοποιημένα μακροφάγα Μ2 όπως τα ΤΑΜ προάγουν την ανάπτυξη και την εισβολή του όγκου ενισχύοντας την πόλωση Th2, την αγγειογένεση του όγκου και αναστέλλοντας τις αντικαρκινικές ανοσοαποκρίσεις (127). Τα DCs ειδικεύονται στην επεξεργασία και την παρουσίαση αντιγόνων, ενώ τα NKs εντοπίζουν αποτελεσματικά τα καρκινικά κύτταρα και χρησιμοποιούν την κυτταροτοξικότητα με τη μεσολάβηση περφορίνης/γρανζύμου για να περιορίσουν την ανάπτυξη του όγκου, ενώ τα συσσωρευμένα MDSC ασκούν εξέχοντα ανοσοκατασταλτικά αποτελέσματα αντί για διαφοροποίηση σε ώριμα μυελοειδή κύτταρα (128).

Χρησιμοποιώντας ένα ειδικό για μυελοειδή PRMT1 μοντέλο ποντικιού knock-out, οι Tikhanovich et al. έδειξε ότι το PRMT1 ήταν απαραίτητο για τη διαφοροποίηση των μακροφάγων Μ2. Η επαγωγή PRMT1 παρατηρήθηκε κατά τη διαφοροποίηση από μονοκύτταρα σε μακροφάγο, η οποία οδήγησε σε εναπόθεση H4R3me2a στον υποδοχέα g (PPARg) που ενεργοποιείται από τον πολλαπλασιαστή υπεροξισώματος που ενίσχυσε την έκφραση PPARg (ένας βασικός μεταγραφικός παράγοντας που απαιτείται για τη διαφοροποίηση του φαινοτύπου M2). Η ειδική για μακροφάγο διαγραφή του PPARg μείωσε την ωρίμανση εναλλακτικά ενεργοποιημένων μακροφάγων Μ2 (129, 130). Σύμφωνα με αυτήν τη μελέτη, το PRMT1 προκάλεσε πόλωση μακροφάγων σε τύπους M2 και αύξησε την έκφραση IL{19}} και κατάντη STAT3 προάγοντας την εξαρτώμενη από PPARg μακροφάγο ετεροκύττωση για την κατανάλωση αποπτωτικών σωμάτων σε ένα μοντέλο ποντικού αλκοολο-εξαρτώμενου ηπατοκυτταρικού καρκινώματος (131).

Επίσης, η ανεπάρκεια PRMT1 μείωσε τους τύπους M2 μέσω της οδού PPARg που διαμεσολαβείται από c-Myc, η οποία επηρέασε τη διακίνηση, την εφροκυττάρωση, τη φαγοκυττάρωση και την εναλλακτική ενεργοποίηση των μακροφάγων (132-134). Το PRMT1 μεθυλίωσε επίσης το c-Myc στα R299 και R346 για να ρυθμίσει προς τα πάνω την ικανότητά του για δέσμευση στο p300, αντί του HDAC1. Αυτή η ενισχυμένη στρατολόγηση συμπλόκου c-Myc-p300 σε γονίδια πυροδότησε επακόλουθη μεταγραφή Μ2, όπως PPARg και υποδοχείς μαννόζης τύπου C 1 (MRC1) προαγωγείς (129).

Επιπλέον, τα PRMT επηρέασαν την έκφραση και τη λειτουργία του c-MYC σε άλλες κυτταρικές σειρές ως εξής: 1) Τα PRMT1 και CARM1 κατέθεσαν δείκτες H4R3me2a στον προαγωγέα γονιδίου cMYC, οι οποίοι διαβάστηκαν από την πρωτεΐνη 3 (TDRD3)-τοποϊσομεράση IIIB (TOP3B) που περιέχει τον τομέα Tudor ) περίπλοκη και διευκολυνόμενη μεταγραφή c-MYC (135). 2) Το PRMT5 μεθυλίωσε τις θέσεις R218 και R225 στην ετερογενή πυρηνική ριβονουκλεοπρωτεΐνη Α1 (hnRNP A1) για να ρυθμίσει την εξαρτώμενη από την εσωτερική θέση εισόδου ριβοσώματος (IRES) μετάφραση του c-MYC (136). 3) Η εξαρτώμενη από ένζυμο αναστολή της c-MYC πολυουβικιτίνης από το PRMT3 εξάλειψε την υποβάθμιση του C-MYC που προκαλείται από την ουβικιτίνη (137) και 4) Η επισήμανση H4R3me2 με τη μεσολάβηση PRMT{31}}ήταν πλούσια σε δέσμευση c-Myc στο CANNTG E- στοιχεία κουτιού και επίσης ρυθμιζόμενη λειτουργία MYC (138).

Το PRMT6 προώθησε επίσης την εξέλιξη του όγκου διευκολύνοντας τη διαφοροποίηση των μακροφάγων στον φαινότυπο Μ2 αντί για τον φαινότυπο Μ1 και υποστηρίζοντας τη νεοαγγειογένεση του όγκου. Το PRMT6 αλληλεπιδρά με το ILF2 στο αδενοκαρκίνωμα του πνεύμονα για να ρυθμίσει τη σύνθεση ανασταλτικών παραγόντων μετανάστευσης μακροφάγων για να προκαλέσει εναλλακτική ενεργοποίηση ΤΑΜ (139, 140).

Η μεθυλίωση της αργινίνης επηρέασε επίσης άλλα κύτταρα του ανοσοποιητικού, εκτός από τα μακροφάγα. Ο αναστολέας μικρού μορίου CARM1, όγκοι που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με EZM2302 διείσδυσαν από μεγάλο αριθμό δενδριτικών κυττάρων, διασταυρούμενων κυττάρων cDC1 και κυττάρων ΝΚ. Με συνέπεια, σε ένα μοντέλο PRMT5-knockdown όγκου, παρατηρήθηκε υψηλότερη αφθονία NKs, DCs και MDSCs σε σύγκριση με το μοντέλο ελέγχου-knockdown (19, 79).

Όταν συνδυάζονται, τα PRMT έχουν ουσιαστικούς ρόλους στη ρύθμιση της διαφοροποίησης των μακροφάγων και του πολλαπλασιασμού των κυττάρων NK, DC και MDSC. Αυτές οι λειτουργίες όχι μόνο παρέχουν νέες προοπτικές για εναλλακτική ενεργοποίηση μακροφάγων, αλλά θα μπορούσαν να εντοπίσουν νέους θεραπευτικούς στόχους για τον καρκίνο.

3.2 PRMT και σηματοδότηση IFN Τύπου I

Οι IFN τύπου Ι διευκολύνουν την ανοσοεπιτήρηση του καρκίνου, την αντικαρκινική ανοσία και την αποτελεσματικότητα της ανοσοθεραπείας με διάφορους τρόπους, κυρίως διεγείροντας την ωρίμανση DC και βελτιώνοντας την ικανότητά τους να επεξεργάζονται και να παρουσιάζουν αντιγόνα στον κύκλο της έμφυτης ανοσίας του καρκίνου (141). Οι IFN τύπου αυξάνουν επίσης την έκφραση των κυτταροτοξικών μεσολαβητών στα CTL και εμποδίζουν τα κύτταρα ΝΚ να καθαρίσουν τα ενεργοποιημένα CD8 συν CTL, ενώ ταυτόχρονα διατηρούν τον φαινότυπο μνήμης και επηρεάζουν τις κατασταλτικές λειτουργίες Treg (142). Όταν διαφορετικές κατηγορίες υποδοχέων αναγνώρισης προτύπων (PRR), συμπεριλαμβανομένων των υποδοχέων τύπου Toll (TLRs), των υποδοχέων που επάγονται από το ρετινοϊκό οξύ (RIG)-I (RLRs) και των αισθητήρων κυτοσολικού DNA αναγνωρίζουν μοριακά μοτίβα που σχετίζονται με παθογόνο ή μοριακά μοτίβα που σχετίζονται με βλάβη, προκαλείται η στρατολόγηση TBK1, μαζί με τη διαδοχική ενεργοποίηση των IRF3/7 και NF-kB, τα οποία αυξάνουν συμβατικά την έκφραση γονιδίου διεγερμένου από IFN (ISG) και τη δημιουργία IFN τύπου Ι (143). Είναι κατανοητό ότι η κατάλληλη διέγερση των IFN Τύπου Ι και των σχετικών οδών σηματοδότησης θα μπορούσε να αναπτυχθεί ως αποτελεσματικές αντικαρκινικές ανοσοθεραπείες.

3.2.1 Διαδρομές PRMT και TLR

Η αναγνώριση μοριακών προτύπων που σχετίζεται με το παθογόνο από τους TLRs συμβάλλει στη μεταγραφική προς τα πάνω ρύθμιση διαφορετικών γονιδίων. Ο παράγοντας 6 (TRAF6) που σχετίζεται με τον υποδοχέα παράγοντα νέκρωσης όγκου (TNFR) ταυτοποιήθηκε ως κλειδί για την εξαρτώμενη από την πρωταρχική οδό σηματοδότησης απόκρισης 88 (MyD88) μυελοειδούς διαφοροποίησης με ανοσορυθμιστικές λειτουργίες, η οποία ήταν κατάντη των TLRs (143). Το PRMT1 μεθυλιώθηκε και απενεργοποίησε το TRAF6 για να καταστείλει την εξαρτώμενη από το TRAF{11} μονοπάτι TLR. Αυτή η καταστολή αντιστράφηκε από την περιοχή jumonji που περιέχει 6 (JMJD6), με το TRAF6 απομεθυλιωμένο από το JMJD6. Η αναλογία PRMT1/JMJD6 καθόρισε την ενεργοποίηση της εξαρτώμενης οδού TLR{18}}MyD. Η μεθυλίωση αργινίνης του TRAF6 συνδέθηκε με χαμηλότερη δραστηριότητα TRAF6 και κατάντη NF-kB, ενώ η έκθεση στον συνδέτη TLR μείωσε παροδικά το PRMT1, οδηγώντας σε απομεθυλίωση του TRAF6 από την ενεργοποίηση JMJD6 και NF-kB, και στη συνέχεια, μόλις τερματιστεί το σήμα, το PRMT1 εκ νέου απέκλεισε την εξαρτώμενη διαδρομή TRAF6-(144) (Εικόνα 3).

3.2.2 PRMT και το RIG-I Pathway

Στην οδό RIG-I, ένας σημαντικός ρόλος για το PRMT5 εντοπίστηκε στη μεθυλίωση IFI16/IFI204. Η μεθυλίωση IFI16/IFI204 που προκάλεσε το dsRNA RIG-I/TLR3- μεσολάβησε αποκρίσεις ιντερφερόνης τύπου Ι, παρόλο που το IFI16/IFI204 συνήθως εξυπηρετούσε μια πρωτεΐνη που ανιχνεύει το DNA (19, 145). Το PRMT7 σχημάτισε συσσωματώματα για τη μονο-μεθυλίωση της μιτοχονδριακής αντιιικής πρωτεΐνης σηματοδότησης (MAVS) στο R52, αναστέλλοντας την αλληλεπίδρασή της με το RIG-I και το TRIM{18}}προκάλεσε τη συνδεδεμένη πολυουβικουϊτινοποίηση MAVS K{19}}με καταλυτικά εξαρτώμενο τρόπο. Η ενεργοποίηση MAVS και τα μοριακά συμβάντα που προκαλούνται από τον ιό (IRF3, IkB και STAT1 φωσφορυλίωση) αναστάλθηκαν από το PRMT7, αλλά διασώθηκαν από τον αναστολέα PRMT7, SGC3027 (146). Η MAVS στρατολόγησε τόσο το TRAF3 όσο και το TRAF6 για να σχηματίσει το σύμπλεγμα MAVS/ TRAF3/TRAF6 το οποίο αλληλεπιδρούσε με το TBK1 και το IKK για να ενεργοποιήσει την παραγωγή IRF3 και τύπου Ι IFN (147). Σε πρώιμα στάδια μόλυνσης από τον ιό, το PRMT7 αυτο-μεθυλιώθηκε στο R32, απενεργοποιώντας την ενζυματική του δραστηριότητα και συσσώρευση. Στη συνέχεια, το SMURF1 στρατολογήθηκε στο PRMT7 με τρόπο εξαρτώμενο από το MAVS για να καταλύσει τη συνδεδεμένη με K{41}πολυουβικουϊτινοποίηση του PRMT7 για να διασφαλίσει την έγκαιρη πρωτεασωμική του αποδόμηση και την επακόλουθη ενεργοποίηση του RIG-I-MAVS, ενώ το SMURF1 υποβάθμισε τα MAVS, TRAF6, USP25 σε μεταγενέστερα στάδια ιογενούς μόλυνσης για να αποφευχθεί η υπερβολική ενεργοποίηση σηματοδότησης RLR (146).

Στα ψάρια ζέβρα, τα PRMT2, PRMT3 και PRMT7 εξασθένησαν τις αντιικές αποκρίσεις καταστέλλοντας την οδό σηματοδότησης RIG-IMAVS. Η συνδεδεμένη με Lys63-αυτόματη ουμπικουϊτινοποίηση του TRAF6 αποτράπηκε από την ασύμμετρη διμεθυλίωση του R100 με τη μεσολάβηση PRMT2-στο TRAF6, απενεργοποιώντας έτσι τη σηματοδότηση TBK1/IKKϵ Nemoεξαρτώμενη (148). Το PRMT2 ανταγωνίστηκε επίσης το MAVS για τη σύνδεση του TRAF6 και απέτρεψε τη στρατολόγηση TBK1/IKKϵ στη MAVS (148). Μέσω των δύο προαναφερθέντων μηχανισμών, το PRMT2 έλεγχε δυσμενώς τη φωσφορυλίωση IRF3/IRF7 και την έκφραση των κατάντη γονιδίων IFN τύπου Ι (148). Αυτοί οι συγγραφείς πρότειναν επίσης ότι τόσο το PRMT3 όσο και το PRMT7 επηρέασαν τη φωσφορυλίωση του IRF3 και κατέστειλαν την παραγωγή IFN αλληλεπιδρώντας με το RIG-I (149, 150) (Εικόνα 4).