Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2025. Том 70. № 5
DOI:10.33266/1024-6177-2025-70-5-28-35
Е.А. Кодинцева1, А.А. Аклеев2
РОЛЬ КЛЕТОК-ЭФФЕКТОРОВ ВРОЖДЕННОГО И АДАПТИВНОГО ИММУНИТЕТА В ПАТОГЕНЕЗЕ РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННОГО КАНЦЕРОГЕНЕЗА. ОБЗОР (ЧАСТЬ 2)
1 Уральский научно-практический центр радиационной медицины ФМБА России, Челябинск
2 Южно-Уральский государственный медицинский университет Минздрава России, Челябинск
Контактное лицо: Екатерина Александровна Кодинцева, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Кооперации клеток врожденного и адаптивного иммунитета в патогенезе канцерогенеза
2. Нейтрофильные гранулоциты и Т-цитотоксические лимфоциты
3. Нейтрофилы и антигенпрезентирующие клетки
4. Ассоциации иммунокомпетентных клеток с циркулирующими опухолевыми клетками
5. Нейтрофилы и натуральные киллеры
6. Микроокружение опухоли и ангиогенез
7. Влияние ионизирующих излучений на клетки врожденного иммунитета в микроокружении опухолей
8. Модулирующие микроокружение опухоли эффекты ионизирующих излучений
9. Влияние радиотерапии на макрофаги и миелоидные супрессорные клетки микроокружения опухолей
Заключение
Ключевые слова: клетки периферической крови, радиационное воздействие, канцерогенез, врожденный иммунитет, адаптивный иммунитет, межклеточная кооперация, радиочувствительность
Для цитирования: Кодинцева Е.А., Аклеев А.А. Роль клеток-эффекторов врожденного и адаптивного иммунитета в патогенезе радиационно-индуцированного канцерогенеза. Обзор. (Часть 2) // Медицинская радиология и радиационная безопасность // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2025. Т. 70. № 5. С. 28–35. DOI:10.33266/1024-6177-2025-70-5-28-35
Список литературы
1 Lee M.S., Kim Y.J. Signaling Pathways Downstream of Pattern-Recognition Receptors and their Cross Talk. Annual Review Biochemistry. 2007;76:447-480. doi: 10.1146/annurev.biochem.76.060605.122847.
2. Свитич О.А., Филина А.Б., Давыдова Н.В., Ганковская Л.В., Зверев В.В. Роль факторов врожденного иммунитета в процессе опухолеобразования // Медицинская иммунология. 2018. Т.20. №2. С. 151-162 [Svitich O.A., Filina A.B., Davydova N.V., Gankovskaya L.V., Zverev V.V. The Role of Innate Immunity Factors in the Process of Tumor Formation. Meditsinskaya Immunologiya = Medical Immunology. 2018;20;2:151-162 (In Russ.)]. doi: 10.15789/1563-0625-2018-2-151-162.
3. Wang L., Lankhorst L., Bernards R. Exploiting Senescence for the Treatment of Cancer. Nature Reviews Cancer. 2022;22:340-355. doi: 10.1038/s41568-022-00450-9.
4. Jarosz-Biej M., Smolarczyk R., Cicho´n T., Kułach N. Tumor Microenvironment as a “Game Changer” in Cancer Radiotherapy. International Journal of Molecular Sciences. 2019;20;13:1-19. doi: 10.3390/ijms20133212.
5. Cui Y., Guo G. Immunomodulatory Function of the Tumor Suppressor p53 in Host Immune Response and the Tumor Microenvironment. International Journal of Molecular Sciences. 2016;17:1942. doi: 10.3390/ijms17111942.
6. Albini A., Bruno A., Noonan D.M., Mortara L. Contribution to Tumor Angiogenesis from Innate Immune Cells within the Tumor Microenvironment: Implications for Immunotherapy. Frontiers in Immunology. 2018;9:527. doi: 10.3389/fimmu.2018.00527.
7. El Alaoui-Lasmaili K., Faivre B. Antiangiogenic Therapy: Markers of Response, “Normalization” and Resistance. Critical Reviews in Oncology/Hematology. 2018;128:118-129. doi: 10.1016/j.critrevonc.2018.06.001.
8. Klein D. The Tumor Vascular Endothelium as Decision Maker in Cancer Therapy. Frontiers in Oncology. 2018;8:367. doi: 10.3389/fonc.2018.00367.
9. Shevtsov M., Sato H., Multhoff G., Shibata A. Novel Approaches to Improve the Efficacy of Immuno-Radiotherapy. Frontiers in Oncology. 2019;9:156. doi: 10.3389/fonc.2019.00156.
10. Ballesteros I., Rubio-Ponce A., Genua M., Lusito E., Kwok I., Fernández-Calvo G., Khoyratty T.E., van Grinsven E., González-Hernández S., Nicolás-Ávila J.Á., Vicanolo T., Maccataio A., Benguría A., Li J.L., Adrover J.M., Aroca-Crevillen A., Quintana J.A., Martín-Salamanca S., Mayo F., Ascher S., Barbiera G., Soehnlein O., Gunzer M., Ginhoux F., Sánchez-Cabo F., Nistal-Villán E., Schulz C., Dopazo A., Reinhardt C., Udalova I.A., Ng L.G., Ostuni R., Hidalgo A. Co-Option of Neutrophil Fates by Tissue Environments. Cell. 2020;183:1282-1297. doi: 10.1016/j.cell.2020.10.003.
11. Guo B., Oliver T.G. Partners in Crime: Neutrophil–CTC Collusion in Metastasis. Trends in Immunology. 2019;40;7:556-559. doi: 10.1016/j.it.2019.04.009.
12. Jaeger B.N., Donadieu J., Cognet C., Bernat C., Ordoñez-Rueda D., Barlogis V., Mahlaoui N., Fenis A., Narni-Mancinelli E., Beaupain B., Bellanné-Chantelot C., Bajénoff M., Malissen B., Malissen M., Vivier E., Ugolini S. Neutrophil Depletion Impairs Natural Killer Cell Maturation, Function, and Homeostasis. Journal of Experimental Medicine. 2012;209:565-580. doi: 10.1084/jem.20111908.
13. Shaul M.E. Fridlender Z.G. Tumour-Associated Neutrophils in Patients with Cancer. Nature Reviews Clinical Oncology. 2019;16:601-620. doi: 10.1038/s41571-019-0222-4.
14. Valayer A., Brea D., Lajoie L., Avezard L., Combes-Soia L., Labas V., Korkmaz B., Thibault G., Baranek T., Si-Tahar M. Neutrophils can Disarm NK Cell Response through Cleavage of NKp46. Journal of Leukocyte Biology. 2017;101:253-259. doi: 10.1189/jlb.3AB0316-140RR.
15. Liang W., Ferrara N. The Complex Role of Neutrophils in Tumor Angiogenesis and Metastasis. Cancer Immunology Research. 2016;4:83-91. doi: 10.1158/2326-6066.CIR-15-0313.
16. Li P., Lu M., Shi J., Hua L., Hua L., Gong Z., Li Q., Shultz L.D., Ren G. Dual Roles of Neutrophils in Metastatic Colonization are Governed by the Host NK Cell Status. Nature Communications. 2020;11:4387. doi: 10.1038/s41467-020-18125-0.
17. Jensen K.N., Omarsdottir S.Y., Reinhardsdottir M.S., Hardardottir I., Freysdottir J. Docosahexaenoic acid Modulates NK Cell Effects on Neutrophils and their Crosstalk. Frontiers in Immunology. 2020;11:570380. doi: 10.3389/fimmu.2020.570380.
18. Tsai C.Y., Hsieh S.C., Liu C.W., Lu C.S., Wu C.H., Liao H.T., Chen M.H., Li K.J., Shen C.Y., Kuo Y.M., Yu C.L. Cross-Talk among Polymorphonuclear Neutrophils, Immune, and Non-Immune Cells via Released Cytokines, Granule Proteins, Microvesicles, and Neutrophil Extracellular Trap Formation: a Novel Concept of Biology and Pathobiology for Neutrophils. International Journal of Molecular Sciences. 2021;22:3119. doi: 10.3390/ijms22063119.
19. Khatami M. Chronic Inflammation: Synergistic Interactions of Recruiting macropHages (TAMs) and Eosinophils (Eos) with Host Mast Cells (MCs) and Tumorigenesis in CALTs. M-CSF, Suitable Biomarker for Cancer Diagnosis! Cancers (Basel). 2014;6:297-322. doi: 10.3390/cancers6010297.
20. Engblom C., Pfirschke C., Pittet M.J. The Role of Myeloid Cells in Cancer Therapies. Nature Reviews Cancer. 2016;16;7:447-462. doi: 10.1038/nrc.2016.54.
21. Hekim N., Cetin Z., Nikitaki Z., Cort A., Saygili E.I. Radiation Triggering Immune Response and Inflammation. Cancer Letters. 2015;368:156-163. doi: 10.1016/j.canlet.2015.04.016.
22. Chajon E., Castelli J., Marsiglia H., De Crevoisier R. The Synergistic Effect of Radiotherapy and Immunotherapy: a Promising but not Simple Partnership. Critical Reviews in Oncology/Hematology. 2017;111:124-132. doi: 10.1016/j.critrevonc.2017.01.017.
23. McKelvey K.J., Hudson A.L., Back M., Eade T., Diakos C.I. Radiation, Inflammation and the Immune Response in Cancer. Mammalian Genome. 2018;29:843-865. doi: 10.1007/s00335-018-9777-0.
24. Manda K., Glasow A., Paape D., Hildebrandt G. Effects of Ionizing Radiation on the Immune System with Special Emphasis on the Interaction of Dendritic and T Cells. Frontiers in Oncology. 2012;2:102. doi: 10.3389/fonc.2012.00102.
25. Persa E., Balogh A., Safrany G., Lumniczky K. The Effect of Ionizing Radiation on Regulatory T Cells in Health and Disease. Cancer Letters. 2015;368:252-261. doi: 10.1016/j.canlet.2015.03.003.
26. Rubner Y., Wunderlich R., Rühle P.F., Kulzer L., Werthmöller N., Frey B., Weiss E.M., Keilholz L., Fietkau R., Gaipl U.S. How Does Ionizing Irradiation Contribute to the Induction of Anti-Tumor Immunity? Frontiers in Oncology. 2012;2:75. doi: 10.3389/fonc.2012.00075.
27. Deloch L., Derer A., Hartmann J., Frey B., Fietkau R., Gaipl U.S. Modern Radiotherapy Concepts and the Impact of Radiation on Immune Activation. Frontiers in Oncology. 2016;6:141. doi: 10.3389/fonc.2016.00141.
28. Frey B., Rückert M., Deloch L., Rühle P.F., Derer A., Fietkau R., Gaipl U.S. Immunomodulation by Ionizing Radiation-Impact for Design of Radio-Immunotherapies and for Treatment of Inflammatory Diseases. Immunological Reviews. 2017;280:231-248. doi: 10.1111/imr.12572.
29. Walle T., Martinez Monge R., Cerwenka A., Ajona D., Melero I., Lecanda F. Radiation Effects on Antitumor Immune Responses: Current Perspectives and Challenges. Therapeutic Advances in Medical Oncology. 2018;10:1758834017742575. doi: 10.1177/1758834017742575.
30. Carvalho H.A., Villar R.C. Radiotherapy and Immune Response: the Systemic Effects of a Local Treatment. Clinics. 2018;73:557. doi: 10.6061/clinics/2018/e557s.
31. Bernier J. Immuno-Oncology: Allying Forces of Radio- and Immuno-Therapy to Enhance Cancer Cell Killing. Critical Reviews in Oncology/Hematology. 2016;108:97-108. doi: 10.1016/j.critrevonc.2016.11.001.
32. Herrera F.G., Bourhis J., Coukos G. Radiotherapy Combination Opportunities Leveraging Immunity for the Next Oncology Practice. CA: a Cancer Journal for Clinicians. 2017;67:65-85. doi: 10.3322/caac.21358.
33. Gandhi S., Chandna S. Radiation-Induced Inflammatory Cascade and its Reverberating Crosstalks as Potential Cause of Post-Radiotherapy Second Malignancies. Cancer Metastasis Reviews. 2017;36:375-393. doi: 10.1007/s10555-017-9669-x.
34. Ma Y., Pitt J.M., Li Q., Yang H. The Renaissance of Anti-Neoplastic Immunity from Tumor Cell Demise. Immunological Reviews. 2017;280:194-206. doi: 10.1111/imr.12586.
35. Bockel S., Durand B., Deutsch E. Combining Radiation Therapy and Cancer Immune Therapies: from Preclinical Findings to Clinical Applications. Cancer Radiotherapie. 2018;22:567-580. doi: 10.1016/j.canrad.2018.07.136.
36. Arnold K.M., Flynn N.J., Raben A., Romak L., Yu Y., Di-
cker A.P., Mourtada F., Sims-Mourtada J. The Impact of Radiation on the Tumor Microenvironment: Effect of Dose and Factionation Schedules. Cancer Growth and Metastasis. 2018;11:1179064418761639. doi: 10.1177/1179064418761639.
37. Tsoutsou P.G., Zaman K., Martin Lluesma S., Cagnon L., Kandalaft L., Vozenin M.C. Emerging Opportunities of Radiotherapy Combined with Immunotherapy in the Era of Breast Cancer Heterogeneity. Frontiers in Oncology. 2018;8:609. doi: 10.3389/fonc.2018.00609.
38. Jeong H., Bok S., Hong B.J., Choi H.S., Ahn G.O. Radiation-Induced Immune Responses: Mechanisms and Therapeutic Perspectives. Blood Research. 2016;51:157-163. doi: 10.5045/br.2016.51.3.157.
39. Nguyen H.Q., To N.H., Zadigue P., Kerbrat S., De La Taille A., Le Gouvello S., Belkacemi Y. Ionizing Radiation-Induced Cellular Senescence Promotes Tissue Fibrosis after Radiotherapy. A Review. Critical Reviews in Oncology/Hematology. 2018;129:13-26. doi: 10.1016/j.critrevonc.2018.06.012.
40. Meziani L., Deutsch E., Mondini M. Macrophages in Radiation Injury: a New Therapeutic Target. Oncoimmunology. 2018;7:1494488. doi: 10.1080/2162402X.2018.1494488.
41. Crittenden M.R., Cottam B., Savage T., Nguyen C., Newell P., Gough M.J. Expression of NF-κB p50 in Tumor Stroma Limits the Control of Tumors by Radiation Therapy. PLoS One. 2012;7:9295. doi: 10.1371/journal.pone.0039295.
42. Tsai C.S., Chen F.H., Wang C.C., Huang H.L., Jung S.M., Wu C.J., Lee C.C., McBride W.H., Chiang C.S., Hong J.H. Macrophages from Irradiated Tumors Express Higher Levels of iNOS, Arginase-I and COX-2, and Promote Tumor Growth. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 2007;68;2:499-507. doi: 10.1016/j.ijrobp.2007.01.041.
43. Okubo M., Kioi M., Nakashima H., Sugiura K., Mitsudo K., Aoki I., Taniguchi H., Tohnai I. M2-Polarized Macrophages Contribute to Neovasculogenesis, Leading to Relapse of Oral Cancer Following Radiation. Scientific Reports. 2016;6:27548. doi: 10.1038/srep27548.
44. Balachandran V.P., Beatty G.L., Dougan S.K. Broadening the Impact of Immunotherapy to Pancreatic Cancer: Challenges and Opportunities. Gastroenterology. 2019;156;7:2056-2072. doi: 10.1053/j.gastro.2018.12.038.
45. Pinto Т.A., Pinto L.M., Cardoso P.A., Monteiro C., Pinto T.M., Maia F.A., Castro P., Figueira R., Monteiro A., Marques M., Mareel M., Dos Santos S.G., Seruca R., Barbosa A.M., Rocha S., Oliveira J.M. Ionizing Radiation Modulates Human Macrophages Towards a Pro-Inflammatory Phenotype Preserving their Pro-Invasive and Pro-Angiogenic Capacities. Scientific Reports. 2016;6:18765. doi: 10.1038/s41598-022-08498-1.
46. Prakash H., Klug F., Nadella V., Mazumdar V., Schmitz-Winnenthal H., Umansky L. Low Doses of Gamma Irradiation Potentially Modifies Immunosuppressive Tumor Microenvironment by Retuning Tumor-Associated Macrophages: Lesson from Insulinoma. Carcinogenesis. 2016;37;3:301-313. doi: 10.1093/carcin/bgw007.
47. Wu Q., Allouch A., Paoletti A., Leteur C., Mirjolet C., Martins I., Voisin L., Law F., Dakhli H., Mintet E., Thoreau M., Muradova Z., Gauthier M., Caron O., Milliat F., Ojcius D.M., Rosselli F., Solary E., Modjtahedi N., Deutsch E., Perfettini J.L. NOX2-Dependent ATM Kinase Activation Dictates Pro-Inflammatory Macrophage Phenotype and Improves Effectiveness to Radiation Therapy. Cell Death and Differentiation. 2017;24;9:1632-1644. doi: 10.1038/cdd.2017.91.
48. Pinto A.T., Pinto M.L., Velho S., Pinto M.T., Cardoso A.P., Figueira R., Monteiro A., Marques M., Seruca R., Barbosa M.A., Mareel M., Oliveira M.J., Rocha S. Intricate Macrophage-Colorectal Cancer Cell Communication in Response to Radiation. PLoS ONE. 2016;11;8:160891. doi: 10.1371/journal.pone.0160891.
49. Klug F., Prakash H., Huber P.E., Seibel T., Bender N., Halama N., Pfirschke C., Voss R.H., Timke C., Umansky L., Klapproth K., Schäkel K., Garbi N., Jäger D., Weitz J., Schmitz-Winnenthal H., Hämmerling G.J., Beckhove P. Low-Dose Irradiation Programs Macrophage Differentiation to an iNOS+/M1 Phenotype that Orchestrates Effective T Cell Immunotherapy. Cancer Cell. 2013;24;5:589-602. doi: 10.1016/j.ccr.2013.09.014.
50. Tsukimoto M., Homma T., Mutou Y., Kojima S. 0.5 Gy Gamma Radiation Suppresses Production of TNF-Alpha through Up-Regulation of MKP-1 in Mouse Macrophage RAW264.7 Cells. Radiation Research. 2009;171;2:219-224. doi: 10.1667/RR1351.1.
51. Beyranvand Nejad E., Welters M.J., Arens R., van der Burg S.H. The Importance of Correctly Timing Cancer Immunotherapy. Expert Opinion on Biological Therapy. 2017;17:87-103. doi: 10.1080/14712598.2017.1256388.
52. Wang S.J., Haffty B. Radiotherapy as a Тew Player in Immuno-Oncology. Cancers (Basel). 2018;10:515. doi: 10.3390/cancers10120515.
53. Schaue D., McBride W.H. Opportunities and Challenges of Radiotherapy for Treating Cancer. Nature Reviews Clinical Oncology. 2015;12:527-540. doi: 10.1038/nrclinonc.2015.120.
54. Ostrand-Rosenberg S., Horn L.A., Ciavattone N.G. Radiotherapy Both Promotes and Inhibits Myeloid-Derived Suppressor Cell Function: Novel Strategies for Preventing the Tumor-Protective Effects of Radiotherapy. Frontiers in Oncology. 2019;9:215. doi: 10.3389/fonc.2019.00215
55. Rückert M., Deloch L., Fietkau R., Frey B., Hecht M., Gaipl U.S. Immune Modulatory Effects of Radiotherapy as Basis for Well-Reasoned Radioimmunotherapies. Strahlentherapie Und Onkologie. 2018;194:509-519. doi: 10.1007/s00066-018-1287-1.
56. Barker H.E., Paget J.T., Khan A.A., Harrington K.J. The Tumour Microenvironment after Radiotherapy: Mechanisms of Resistance and Recurrence. Nature Reviews Cancer. 2015;15:409-425. doi: 10.1038/nrc3958.
57. Shi X., Shiao S.L. The Role of Macrophage Phenotype in Regulating the Response to Radiation Therapy. Translational Research. 2018;191:64-80. doi: 10.1016/j.trsl.2017.11.002.
58. Wennerberg E., Lhuillier C., Vanpouille-Box C., Pilones K.A., García-Martínez E., Rudqvist N.P., Formenti S.C., Demaria S. Barriers to Radiation-Induced in Situ Tumor Vaccination. Frontiers in Immunology. 2017;8:229. doi: 10.3389/fimmu.2017.00229.
59. Shen M.J., Xu L.J., Yang L., Tsai Y., Keng P.C., Chen Y., Lee S.O., Chen Y. Radiation Alters PD-L1/NKG2D Ligand Levels in Lung Cancer Cells and Leads to Immune Escape from NK Cell Cytotoxicity Via IL-6-MEK/Erk Signaling Pathway. Oncotarget. 2017;8;46:80506-80520. doi: 10.18632/oncotarget.19193.
60. Jeong S.K., Kim J.S., Yoon S.O., Park Y.S., Kim S.D., Yoon S.O., Han D.H., Lee K.Y., Jeong M.H., Jo W.S. DOI Tumor Associated Macrophages Provide the Survival Resistance of Tumor Cells to Hypoxic Microenvironmental Condition through IL-6 Receptor-Mediated Signals. Immunobiology. 2017;222;1:55-65. doi: 10.1016/j.imbio.2015.11.010.
PDF (RUS) Полная версия статьи
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Научно-исследовательская работа выполнена в рамках государственного задания ФМБА России по теме «Исследование функционального состояния клеток-эффекторов противоопухолевого иммунитета человека в период реализации канцерогенных эффектов хронического радиационного воздействия» (Соглашение о предоставлении субсидии из федерального бюджета на финансовое обеспечение выполнения государственного задания на оказание государственных услуг (выполнение работ) № 388-03-2025-085 от 24 января 2025 года).
Участие авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE. Кодинцева Е.А. – разработала концепцию статьи, подготовила первый вариант документа, прочитала и согласовала последний вариант рукописи. Аклеев А.А. – разработал концепцию статьи, выполнил научное редактирование, прочитал и утвердил последний вариант рукописи.
Поступила: 20.05.2025. Принята к публикации: 25.06.2025.