Rudolph Virchow fu uno dei primi medici del tempo moderno a osservare la relazione tra il sistema immunitario ("infiltrati linforeticolari") e i tumori.Virchow scoprì che le zone tumorali sono circondate da linfociti e ipotizzò che lo stato pro-infiammatorio potrebbe indurre la trasformazione del tessuto sano in maligno. (Balkwill F et al, 2011) Da questo momento in poi, noi abbiamo imparato molto su come il sistema immune risponda e reagisca ai tumori, come gli antigeni tumorali siano riconosciuti come "estranei" dall'ospite e come la risposta immune possa essere manipolata e sfruttata per portare alla morte le cellule tumorali. (Shih K et al, 2014) Recentemente si è scoperto che la presentazione dei peptidi tumorali attraverso il major histocompatibility complex (MHC) ai recettori dei linfociti T è inadeguata per l'attivazione delle cellule T stesse e per la distruzione delle cellule tumorali: c'è bisogno di segnali co-regolatori sia inibitori che eccitatori. (Bour-Jordan H et al, 2011;Pardoll DM, 2012) Questo sistema di controllo e di equilibrio è importante non solo per l'eliminazione degli antigeni patogeni e tumorali, ma anche per prevenire la risposta immunitaria contro i tessuti normali. (Pardoll DM, 2012) Un esempio di meccanismo costimolatore è quello che si instaura tra CD28, espresso sulla superficie dei linfociti T, e B7 (CD80-CD86), presente sulle cellule presentanti l'antigene. CTLA4 è una proteina trans-membrana con alta omologia con CD28 che lega anch'essa il ligando B7.Quando le cellule T vengono attivate dalle APC (cellule presentanti l'antigene), esprimono CTLA4 sulla loro superficie e legano la molecola B7 sulle APC. Il segnale che ne consegue è di inibizione delle cellule T con un aumento della soglia di attivazione e un'attenuazione dell'espansione clonale. (Linsley PS et al, 1991;Walunas TL et al, 1994;Krummel MF et al, 1995;Shih K et al, 2014) In alternativa o in addizione, i tumori possono sopprimere la risposta immune bloccando le vie coinvolte nel controllo dell'inibizione delle cellule T e dell'attivazione (Mellman I et al, 2011;Pardoll DM, 2012) oppure possono reclutare diversi tipi di cellule immunosoppressorie come cellule T regolatorie (T reg) e cellule soppressorie derivanti dalle cellule mieloidi. Nella Figura 4 sono mostrati i vari recettori espressi rispettivamente a livello delle cellule presentanti l'antigene (APC) e i linfociti T. Tutte le molecole di membrana del linfocita T (PD-1, TCR e CTLA-4) per trasmettere il segnale a valle, devono incontrare i rispettivi ligandi a livello delle cellula presentanti l'antigene (PD-L1, MHC, B7). I nuovi anticorpi (anti-PD1, anti-PDL1, anti-CTLA-4) interrompono questa interazione e l'attivazione delle cellule del sistema immunitario.Figura 4: Bersagli molecolari dell'immunoterapia (Mc Dermott D et al, 2014) Il rilasciamento di fattori come adenosina, prostaglandina E e enzima indole amina 2,3-diossigenasi (IDO) è un altro meccanismo che i tumori possono utilizzare per sopprimere l'attività immune. (Mellman I et al, 2011) L'idea di marcare il sistema immunitario nel cancro come approccio terapeutico non è nuovo. Le citochine (IL2 e IFN alfa) sono state usate per decadi, soprattutto nei pazienti con cancro renale e melanoma. Sfortunatamente queste non hanno un target specifico e sono associate a una significativa tossicità e una limitata efficacia, tutto ciò limita l'uso di questi farmaci a pazienti in salute. (Antony GK et al, 2010;Amin A et al, 2013) L'immunoncologia è una modalità di trattamento in evoluzione che include l'immunoterapia ossia una metodica che sfrutta il sistema immunitario del paziente per uccidere il tumore. (Finn OJ, 2012;Eggermont AM, 2012) Siccome questi approcci marcano direttamente il sistema immunitario del paziente, si può agire contro multipli tipi di cancro. Partendo da queste conoscenze, l'inibizione dell'interazione tra CTLA-4 e B7 potrebbe determinare una risposta delle cellule T abbastanza duratura da eradicare il tumore. Dopo i primi studi sui costimolatori e coinibitori, si è pensato di sfruttare l'effetto sinergico tra l'anticorpo contro CTLA-4 e agenti che uccidono direttamente le cellule tumorali (chemioterapici). In questo modo sono rilasciati antigeni captati dalle APC e presentati alle cellule T; queste ultime a loro volta attivano una risposta antitumorale mediante immunosoppressori.Gli ultimi successi preclinici e clinici nel campo degli anti-CTLA4, hanno dato inizio alla ricerca di nuovi checkpoint immuni. (Sharma P et al, 2011;Pardoll DM, 2012) 6.5.1. Terapia con Interluchina-2 L'uso di alte dosi di Interluchina-2 (IL-2) furono approvate dall'FDA nel 1998 sulla base di studi di fase II. Questi ultimi però hanno mostrato una risposta completa e di lunga durata solo in un piccolo numero di pazienti con melanoma metastatico (Stadio IV). (Atkins MB et al, 1999;Almeida VL et al, 2005) Attraverso un meccanismo di immunomodulazione, IL-2 stimola la crescita di cellule T e NK e perciò facilita l'effetto citolitico causando la distruzione delle cellule maligne. Le alte dosi di Interluchina-2 (HD IL2) sono usate solo per pazienti con melanoma metastatico e con un buon performance status a causa di ua frequente e severa tossicità acuta. (Wainstein AJA et al, 2004) Un iniziale tentativo è stato quello di usare IL-2 ad alte dosi (HD IL-2) per potenziare la risposta in pazienti con melanoma avanzato. (Eklund JW et al, 2004) Il razionale di questa terapia è basato su due osservazioni che suggeriscono un'evoluzione del sistema immune nella storia naturale del melanoma.Prima di tutto è stata osservata una spontanea regressione del tumore primario non metastatico in una piccola proporzione di pazienti, facendo ipotizzare a una modulazione immunitaria del tumore. (Printz C, 2001) In un secondo momento, l'uso di alte dosi di IL2 ha portato a una promettente attività antitumorale nei modelli murini. (Rosenberg SA et al, 1985) Viste le numerose tossicità associate con HD IL-2, si sono provate a utilizzare delle basse dosi di queste Interluchina-2 (LD-IL2). Sebbene LD IL-2 abbiano portato a minor effetti collaterali rispetto a HD IL-2 (Schwartz RN et al, 2002), questo regime di citochine ha fallito nel produrre una risposta completa e duratura nel tempo nei trials clinici del melanoma. (Atkins MB, 2002;Amin A et al, 2013) Nonostante questi limiti, l'esperienza con HD IL-2 ha dato prova di poter indurre una buona risposta prolungata anche se in un piccolo gruppo di pazienti (in circa un 4% in monoterapia). (Atkins MB et al, 1999) Atkins et al. (1999) hanno costruito uno studio con lo scopo di determinare la tossicità e l'efficacia della terapia con alte dosi di IL-2 a breve e a lungo termine.Questo lavoro ha valutato 70 pazienti reclutati in 8 studi clinici e raccolti dal 1985 al 1993, con dosaggi da 600.000 a 720.000 IU/kg somministrati ev. Dopo 6-9 giorni, fu somministrata una seconda dose di trattamento identica alla prima. (Atkins MB et al, 1999) La risposta generale è stata del 16% (95% CI 12-21%), inclusi 17 complete risposte (CR) (6%), e 26 risposte parziali (PR) (10%). La durata media di risposta per tutti i pazienti sensibili alla terapia (43 pazienti) è stata di 8.9 mesi. Dieci pazienti con una CR e due con una PR (59%) hanno avuto una sopravvivenza libera da malattia di 12 mesi, e la loro risposta è durata per questo prolungato periodo. Perciò, alte dose di Interluchina-2 in alcuni pazienti con melanoma metastatico sembrano efficaci e producono una risposta parziale o una risposta completa di lunga durata. (Atkins MB et al, 1999;Atkins MB et al, 2000;Lee B et al, 2012) Anche se le premesse della terapia con IL-2 sono state buone, l'uso di queste citochine è attualmente limitato a causa delle elevate tossicità a livello del sistema cardiovascolare, respiratorio, nervoso, renale, digestivo, e pelle. (Schwartz RN et al, 2002;Wainstein AJA et al, 2004) Per questo motivo, il trattamento può essere offerto solo ai pazienti che possiedono un'adeguata funzione cardiaca, polmonare, e renale. Per somministrare il farmaco in sicurezza è necessaria una sufficiente informazione da parte dei medici per quanto riguarda gli effetti collaterali del farmaco. (Rietschel P et al, 2006;Davis FB et al, 2006) Le principali tossicità associate con alte dosi di Interluchina-2 includono ipotensione, flebiti, aritmie cardiache, disfunzioni epatiche, febbre, nausea, diarrea, sepsi da catetere, e morte. (Norris BL et al, 2008;Lee B et al, 2012) Sebbene i medici siano ora più abili a prevenire e a gestire gli effetti collaterali associati con IL-2, questa tossicità ha portato a cercare fattori predittivi per determinare quali pazienti siano più adatti a ricevere questa terapia.Studi retrospettici hanno mostrato che i pazienti con un buon performance status, un normale lattato deidrogenasi, meno di tre organi coinvolti dalla malattia e metastasi cutanee o sottocutanee hanno una maggiore probabilità di avere una risposta prolungata e completa ad alte dosi di IL-2. (Petrella T et al, 2007) Negli ultimi anni, inoltre, le analisi retrospettive hanno evidenziato che i pazienti con melanoma NRAS mutato trattati con IL-2 hanno un aumento della sopravvivenza globale rispetto ai pazienti con un tumore non mutato. (Joseph RW, et al 2012) Un altro studio retrospettivo condotto su pazienti con melanoma metastatico trattati con una terapia ad alte dosi di Interluchina-2, ha dimostrato che i tumori esprimenti una specifica mutazione sono più propensi a rispondere alla terapia. (Sullivan RJ et al, 2009) Il profilo di espressione genica dimostrò che i pazienti mutati in geni coinvolti nella risposta immunitaria innata (citochine, chemochine, e recettori di citochine, fino a fattori di crescita connessi con il melanoma) hanno un maggior numero di benefici dalla terapia con IL2. (Sullivan RJ et al, 2009) Fattori di crescita endoteliali sierici e livelli di fibronectina al basale sono predittori negativi di risposta all'IL-2 (Sabatino M et al, 2009), mentre pazienti che manifestino ipotiroidismo durante la terapia con IL-2 sono più propensi a rispondere. (Atkins MB et al, 1988) Sebbene la terapia con le citochine sia gravata da molte tossicità che ne limitano l'uso clinico, queste hanno preso posto nel trattamento del melanoma avanzato da quando hanno dimostrato una bassa ma misurabile risposta globale e una remissione duratura nel tempo.In conclusione, in questa epoca in cui ci sono multiple immunoterapie anche più tollerabili di IL-2, il ruolo di questa citochina rimarrà secondario e sarà associata con agonisti delle cellule T.