treatment of cancer

37
1 TUGAS TERAPI GEN “TERAPI GEN UNTUK PENGOBATAN KANKER: DARI LABORATORIUM KE PASIEN” Oleh: G JENI CHRISTI A G851130321 REVISI

Upload: bam-so

Post on 31-Jan-2016

237 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

terapi gen untuk pengobatan kanker

TRANSCRIPT

Page 1: treatment of cancer

1

TUGAS TERAPI GEN“TERAPI GEN UNTUK PENGOBATAN KANKER: DARI

LABORATORIUM KE PASIEN”

Oleh:

G JENI CHRISTI AG851130321

SEKOLAH PASCA SARJANAINSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR2015

REVISI

Page 2: treatment of cancer

2

Terapi Gen untuk Pengobatan Kanker: Dari Laboratorium ke Pasien

Raphael F. Rousseau, Ettore Biagi, Martin Pule and Malcolm K. BrennerBaylor Collage of MedicineHouston, Texas, U.S.A

I. Strategi Transfer Gen untuk Pengobatan Kanker

Sejak tahun 1970-an, pendekatan multidisiplin yang menggabungkan operasi, kemoterapi, dan radiasi,memberikan peningkatan dramatis dalam hidup pasien yang menderita penyakit ganas. Terapi seluler, seperti transplantasi sel induk, telah memberikan kontribusi yang signifikan. Meskipun demikian, masih banyak pasien yang resisten terhadap terapi standar, yang juga memiliki keakutan dan toksisitas sistemik organ kronis yang tinggi yang sering tidak bisa diterima, dengan peningkatan risiko keganasan sekunder. Strategi baru diperlukan untuk meningkatkan kelangsungan hidup secara keseluruhan dan menurunkan angka morbiditas terkait pengobatan.

Beberapa pendekatan yang dianggap dapat menggabungkan teknik transfer gen pada perbaikan klinis melawan kanker:

1. Modifikasi sel tumor, dengan memperbaiki cacat genetik yang bertanggung jawab pada proliferasi tumoral, misalnya, dengan mengembalikan gen yang mengendalikan divisi seluler atau yang menginduksi kematian sel (apoptosis).

2. Sensitisasi jaringan normal atau sel-sel tumor untuk mengubah indeks terapeutiknya, dengan memperkenalkan ke dalam sel-sel tumor gen yang mengkode enzim yang dapat mengubah sebuah prodrugtidak beracun menjadi obat aktif, atau dengan memperkenalkan gen ke dalam jaringan normal yang dapat melindunginya dari efek racun obat antitumor.

3. Modulasi invasif tumor, dengan memberikan gen yang dapat menghambat pertumbuhan pembuluh darah baru untuk menghambat pasokan nutrisi ke sel-sel tumor (penghambatan neoangiogenesis).

4. Peningkatan respon imun antitumor, baik dengan menginduksi pengenalan sel tumor oleh sistem imun inang atau dengan meningkatkan fungsi sitotoksik efektor imun.

5. Penandaan gen. Meskipun penandaan gen bukan intervensi terapiper se, pendekatan ini membantu peneliti untuk memahami perilaku dan hasil dari sel-sel yang ditransduksi setelah diberikan kembali ke pasien. Strategi ini dibahas dibablain dari buku ini (lihat bab 44).

Bab ini menjelaskan strategi yang digunakan pada pasien penderita kanker, dengan penekanan khusus pada penggunaan transfer gen untuk meningkatkan pengenalan sel tumor oleh efektor imun.

Page 3: treatment of cancer

3

II. Modifikasi Sel Tumor

Kemajuan dalam pemahaman mengenai penyimpangan molekuler memungkinkan karakterisasi yang jauh lebih baik dari langkah-langkah yang berbeda yang mengarah ke kanker. Banyak penyimpangan yang mengubah langkah-langkah kunci regulasi, kelangsungan hidup, dan diferensiasi dari siklus sel normal. Penyimpangan lainnya menyebabkan produksi produk fusi abnormal, berikut dengan keuntungan atau kerugian dari fungsi penting siklus sel.

Secara teori, terapi gen dapat digunakan untuk menggantikan gen tidak aktif dengan yang aktif atau untuk menetralisir fungsi abnormal yang disebabkan oleh mutasi gen. Inaktivasi regulasi gensering diinduksi oleh pertumbuhan sel tumor. Misalnya, mutasi gen p53 telah diidentifikasi dalam berbagai model tumor. Peran terperinci dari gen p53 tipe ganas belum benar-benar teridentifikasi, tetapi produknya menekan ekspresi gen yang terlibat dalam proliferasi sel dan dapat menyebabkan proapoptosis gen. Pemulihan aktivitas gen p53 pada mutasi p53 tumor dapat menghentikan pertumbuhan sel yang tidak terkendali atau menginduksi apoptosis. Beberapa strategi menggunakan adenovirus, retrovirus, atau nonvirusuntuk transfer gen p53 telah menguji hipotesis ini dalammodel tumor praklinis. Uji klinis menunjukkan potensi transfer gen p53 di hepatoseluler, kepala dan leher, dan karsinoma paru-paru. Respon klinis objektif, termasuk regresi tumor transien, diamati dalam uji coba terakhir dan dijelaskan dalam bab lain buku ini (lihat bab 38). Perubahan dari p16 telah dijelaskan pada kepala dan leher karsinoma skuamosa, dan pendekatan serupa dengan yang dikembangkan untuk mutasi p53 sedang berlangsung.

Banyak onkogen atau transkrip fusi menyimpang yang terlibat dalam proses tumorigenik. Onkogen atau produknya adalah target dari beberapa strategi terapi yang bertujuan untuk memulihkan fungsi normalnya baik untuk menghentikan pertumbuhan sel berbahaya atau untuk menginduksi apoptosis. Onkogen dari keluarga ras (H-ras, N-ras, dan K-ras) diaktifkan oleh mutasi titik sederhana. Ini memungkinkan dalam model kanker paru-paru untuk memblokir mRNA dari mutasi gen K-ras dan kemudian mencegah sekresi protein yang diubah dan menunda pertumbuhan sel tumor secara in vitro dan in vivo. Pendekatan serupa telah diuji untuk memblokir efek onkogen fos dalam model murin dari tumor mamae menggunakan vektor retrovirus. Metode lainnyamenggunakan ribozim (lihat bab 18), antisense RNA (lihat bab 19) atau antibodi intraseluler telah menunjukkan hasil yang menjanjikan, tetapi terlalu awal untuk membayangkan aplikasi klinis dalam waktu dekat .

Banyak kesulitan yang harus diatasi sebelum strategi koreksi tumor dapat berhasil dalam percobaan klinis. Misalnya, pertama, ini akan diperlukan untuk mendapatkan gen korektif dengan proporsi yang sangat tinggi dari sel-sel ganas, meskipun telah disarankan bahwa ada beberapa bentuk efek tidak terkarakterisasi ''bystander'' pada tumor nontransduksi. Kedua, biasanya memerlukan penargetan metastasis. Ketiga, koreksi cacat tunggal mungkin tidak memadai untuk benar-

Page 4: treatment of cancer

4

benar membunuh sel tumor, menghilangkan kumpulan ''sel n-1'' (dimana n adalah jumlah mutasi yang diperlukan sampai terjadi keganasan) dapat mengakibatkan mutasi lain untuk memulai proses ganas.

Oleh karena itu, eksploitasi strategi koreksi tumor akan memerlukan perbaikan yang signifikan dalam efisiensi vektor dan penargetan, dan sampai ini terjadi, kebaruan pengembangan dari penargetan molekul kecil kemungkinan akan mendominasi pendekatan ini.

Gambar 1Skema representasi dari p53 transfeksi dan induksi apoptosis konsekuen dalam sel-sel kanker yang ditargetkan. (1) enkapsulasi p53 DNA dalam gen pembawa yang sesuai, (2) Serapan/pembawa kompleks DNA oleh sel-sel yang ditargetkan, (3) rilis DNA dalam sitoplasma, (4) penyerapan DNA dengan inti, (5) produksi protein p53, (6) penyusutan sel dan kondensasikromosom, (7) membran menggelegak, (8) apoptosis badan formasi, (9) fagositosis dan pencernaan tubuh apoptosis oleh sel tetangga (El-Aneed 2004).

III.Sensitisasi dari Jaringan Normal atau Sel Tumor

A. Enzim Prodrug-metabolisme

Pengenalan gen yang mengkode enzim yang memetabolisme molekul inert menjadi agen sitotoksik sering digunakan dalam terapi gen tumor. Meskipun

Page 5: treatment of cancer

5

herpes simplex thymidine kinase (HSV-Tk)-sistem gansiklovir paling banyak digunakan, ada lebih dari 20 sistem prodrug metabolism enzyme (PDME) yang saat ini dalam tahap pengembangan dan/atau uji klinis. Untuk ini, konsepnya adalah gen yang mengkode PDME diekspresikan dalam sel kanker dan memetabolisme molekul kecil ke bagian aktif, yang kemudian membunuh sel tumor secara langsung. Molekul juga dapat menyebar melalui celah antar sel atau ruang ekstra selular dan menghancurkan sel-sel tumor yang berdekatan. Dengan cara ini, transduksi dari sebagian kecil sel tumor dapat menghasilkan ''bystander'' efek besar pada jaringan tumor yang berdekatan. Hal ini mengkompensasi perubahan rendahnya efisiensi transduksi yang dicapai oleh vektor yang ada dan dapat membantu untuk menghancurkan beban tumor besar.

Tumor otak adalah target awal yang menarik untuk terapi gen PDME. Karena tumor jarang bermetastasis, tujuan terapi adalah pemberantasan lokal tumor. Oleh karena itu, keterbatasan utama dari PDME-yaitu memerlukan inokulasi lokal tumor dengan vektor mengkode gen-tidak merepresentasikan banyak kekurangan. Sejumlah penelitian telah dilakukan dengan menggunakan vektor retrovirus dan adenovirus (lebih baru). Dua belas anak-anak terdaftar dengan tumor otak supratentorial berulang atau progresif, dan setelah reseksi tumor, mereka diobati dengan pelan-pelan di dasar tempat tumor sel penghasil retrovirusyang menghasilkan partikel yang mengkode HSV-Tk diikuti dengan pemberian gansiklovir. Perkembangan penyakit terlihat pada 10 dari 11 pasien, meskipun 1 pasien tetap bebas dari perkembangan selama 18 bulan.

Baru-baru ini, sebuah penelitian telah dilakukan pada pasien dengan retinoblastoma, yang juga merupakan tumor lokal yang umumnya diobati dengan enukleasi dan/atau kemoradioterapi. Enukleasi dengan jelas menonaktifkan dan mendeformasi, dan jika tumor bersifat bilateralakan mengarah ke kebutaan. Alternatif kemoterapi dan radioterapi kurang memutilasi tetapi keduanya berhubungan dengan keganasan sekunder. Dalam sebuah studi di Baylor College of Medicine, Hurwitz dan rekannya disuntikkan retinoblastomas bilateral dengan adenovirus (Ad) tipe 5 yang mengkode gen timidin kinase, diikuti dengan pemberian gansiklovir. Tiga dari 5 pasien pertama menunjukkan respon tumor kuat dengan Ad Tk dan bebas penyakit, dengan daya lihat dipertahankan, sampai dengan 1 tahun pasca terapi. Percobaan ini sekarang menyebabkan pasien dengan retinoblastoma monolateral.

Terapi gen bunuh diri lainnya sedang dievaluasi. Di antara yang paling maju dari ini adalah sistem sitosin deaminase, yang mengubah fluorositosin untuk fluorourosil. Namun demikian, dikhawatirkan bahwa sistem bunuh diri ini mungkin kurang kuat jika dibandingkan dengan sistem prodrug Tk-gansiklovir. Molekul lain yang memetabolisme obat-obatan atau memicu jalur apoptosis dalam sel tumor juga sedang dipertimbangkan. Kemungkinan tren masa depan yang paling penting adalah mencoba untuk meningkatkan efek bystander. Sekarang ini mediasi didominasioleh transfer dari obat sitotoksik molekul kecil dari sel ke sel.

Page 6: treatment of cancer

6

Namun, jelas bahwa setidaknya sebagian dari efek pengamat tergantung pada respon imun yang dihasilkan tumor lisis. Efek pengamat pada hewan immunocompromised yang diamati secara substansial kurang jika dibandingkan pada hewan dengan sistem imun yang utuh. Penelitian sekarang ini berusaha untuk menggabungkan gen PDME dengan sekuen yang mengkode berbagai molekul imunostimulan (lihat bagian V.E.1), termasuk terapi tidak terbatas pada interleukin 2 (IL-2) IL-12, dan granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM- CSF). Data dari studi ini masih harus dievaluasi. Upaya lain juga sedang dilakukan untuk menghasilkan vektor, yang dapat selektif dalam sel-sel ganas (replikasi kondisional-vektor kompeten: lihat bab 3 dan 38) dan oleh karena itu dapat menyebarkan gen yang mengkode PDME mereka sepanjang dasar tumor.

PDME juga efektif digunakan untuk mengendalikan terapi sel T. Sebagai contoh, graft vs host disease (GvHD) dapat terjadi ketika sel-sel T donor yang diberikan kepada pasien setelah transplantasi sel induk alogenik untuk mengobati tumor yang kambuh (graftvs efek tumor) atau infeksi posttransplant. Beberapa kelompok yangdiberi sel T donor ditransduksi dengan gen HSV-Tk dan dilaporkan suksesmenghapus GvHD setelah pengobatan dengan gansiklovir. Baru-baru ini, telah dilakukan upaya untuk menginduksi ekspresi sinyal kematian Fas pada sel T donor. Konstruk yang diinduksi digunakan untuk mengekspresikan Fas yang terjadi dalamsuatu molekul kecil oral (rapamisin atau analognya) dimana dimerisasi 2 komponen individual dari transkripsi regulator Fastidak aktif, yang mengarah ke ekspresi reseptor Fas dan kematian sel pada paparan ligan.

Terapi sel T untuk kanker menjadi lebih luas, mekanisme bunuh diri akan menjadi sangat penting dalam memastikan bahwa terapi yang diterima aman.

Gambar 2 Aktivasi GCV oleh HSV-TK (El-Aneed 2004).

Page 7: treatment of cancer

7

Gambar 3 Konversi Gansiklovir oleh HSV-TK dan kinase seluler Gansiklovir trifosfat. Monofosforilasiobat GCV oleh HSV-TK, dan fosforilasi lebih lanjut dilakukan oleh kinase sel inang. Bentuk trifosfat dari GCV (deoksitimidin trifosfat) adalah analog purin yang menghambat polimerase DNA dan yang paling beracun (Dey & Evans 2011).

B. Transfer Gen Sitotoksik Resisten Obat

Konsep intensifikasi dosis telah lama adadalam onkologi modern, termasuk onkologi pediatrik. Memberi obat sitotoksik dalam periode yang lama diyakiniakan menyembuhkan dengan proporsi yang lebih tinggi dari pasien. Meskipun ada banyak pengecualian yang jelas untuk aturan ini, selama bertahun-keganasan pediatrik menjelaskanbahwa kegagalan untuk mentoleransi kemoterapi dalam dosis yang dimaksudkan berkorelasi baik dengan peningkatan risiko kambuh. Pentingan untuk menggunakan gen, yang akan melindungi jaringan normal yang rentan terhadap kerusakan ketika meninggalkan sel-sel ganas. Peningkatan indeks terapeutik padacara ini, diharapkan lebih banyak obat yang dapat diberikan dan persentase pasien untuk sembuh lebih tinggi.

Ada banyak gen yang resistan terhadap obat yang berbeda yang akan ditransfer, tapi mungkin yang paling banyak dipelajari adalah genmultidrug resistance-1 (MDR-1) pada manusia. Produk gen bertindak sebagai pompa penghabisan obat dan mencegah akumulasi molekul kecil beracun, termasuk berbagai obat sitotoksik seperti mitosantron dan daunorubisin. Toksisitas utama

Page 8: treatment of cancer

8

dari banyak obat sitotoksik adalah pada sel progenitor hematopoietik. Transfer gen yang dimediasi retrovirus dari gen resisten obat ke dalam sel induk hematopoietik baru-baru ini sulit untuk dicapai. Penggabungan fibronektin bersama-sama dengan faktor pertumbuhan hematopoietik ke dalam rejimen transduksi, bersama-sama dengan siklus pengulangan transfer gen, memungkinkan proporsi yang signifikan dari sel hematopoietik untuk dilindungi dengan tingkat ekspresi yang memadai untuk mengurangi sensitivitas sel-sel induk dari agen kemoterapi. Beberapa gen yang resistan terhadap obat lainnya saat ini sedang dipelajari dan akansegera bergabung dengan MDR-1 dalam uji klinis. Termasuk gen bakteri nitroreduktase, yang melindungi dari resiko obat seperti thiotepa, dan mutasi reduktase dihidrofolat, yang melindungi dari metotreksat /trimetreksat.

Ada 2 masalah utama dalam penggunaan transfer gen resisten obat. Kurangnya target vektor berarti bahwa mereka mungkin transduk sel-sel ganas dan sel normal, dan karena itu meningkatkan ketahanan keduanya dari obat sitotoksik. Selain itu, meskipun dimungkinkan untuk melindungi proporsi yang signifikan dari sel-sel induk sum-sum, toksisitas sekunder untuk sistem organ lain seperti kulit, paru-paru, dan usus akan cepat menjadi jelas sebagai peningkatan dosis karena jaringan-jaringan ini sedikit jauh lebih mudah dilindungi dibandingkan sel induk hematopoietik.

IV. Terapi Gen Antiangiogenesis

Karena angiogenesis merupakan prasyarat untuk pengembangan penyakit metastasis untuk tumor ganas, dan mungkin juga untuk leukemia dan limfoma, serangan pada pembuluh darah yang baru dibentuk dapat membantu menghambat penyebaran penyakit. Sejumlah perbedaan inhibitor molekul besar dan kecil saat ini sedang dipelajari, dan beberapa di antaranya cocok untuk pendekatan terapi gen. Sebagai contoh, endostatin, sebuah fragmen 20-kd dari kolagen XVIII efisien untuk memblokir angiogenesis, tetapi protein rekombinan ini sulit dan mahal untuk diproduksi dan kurang stabil. Pengiriman endostatin dalam model tumor murin oleh beberapa sistem vektor yang berbeda telah mampu mengatasi keterbatasan ini dan terbukti sangat menjanjikan. Demikian pula, angiostatin, sebuah fragmen dari plasminogen, juga berfungsi sebagai inhibitor molekul besar pertumbuhan pembuluh dan menghambat tumor metastastik. Hal ini juga dapat ditransfer (misalnya, dengan virus adeno-associated virus) untuk menghasilkan keuntungan pada model hewan dari tumor otak ganas.

Masih banyak yang harus dipelajari mengenai rute yang paling tepat dan sel pengiriman inhibisi angiogenesis, tetapi karena setiap protein berbasis terapeutik, transfer gen harus memungkinkan pengiriman obat terus-menerus sehingga puncak dan konsentrasi yang dihasilkan lebih baik dari kebanyakan bentuk injeksi, sehingga dapat menghasilkan respon yang lebih berkelanjutan dan efektif.

Page 9: treatment of cancer

9

Gambar 4Inhibitor antiangiogenik. Flowchart menggambarkan dua kelompok utama inhibitor antiangiogenik, langsung dan tidak langsung. Menyoroti perbedaan utama antara kelompok dan menunjukkan beberapa contoh perwakilan di setiap kategori (Tandle et al. 2004).

Gambar 5 Terapi gen antiangiogenik: Perkembangan Terakhir. Angka tersebut menggambarkan modus yang berbeda dari terapi gen diarahkan ke sel endotel tumor (EC) dan mikro nya (Tandle et al. 2004).

V. Modifikasi Gen Respon Imun

Imunoterapi merupakan salah satu yang paling menarik dari pendekatan baru antitumor dan khususnya imunisasi aktif telah terbukti menjadi salah satu yang

Page 10: treatment of cancer

10

paling penting dari strategi selular baru ini karena kemampuannya untuk merangsang sistem imun untuk secara aktif mengenali dan membunuh sel-sel ganas. Identifikasi antigen yang diekspresikan pada sel tumor (Tabel 1) dan perbaikan yang telah dilakukan dalam teknik transfer gen, bersama dengan pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme molekuler dan seluler yang terlibat dalam respon imun melawan kanker, telah memberikan peneliti alat memanipulasi sistem imun untuk menginduksi respon imun yang efisien dalam kaitannya dengan inang tumor.

Tabel 1 Antigen Tumor yang Dikenali oleh Limfosit TAntigen Tumor Primera Jaringan NormalDiferensias AntigenTirosinase Melanoma MelanositACE Usus besar, tumor pencernaan Usus besarImmunoglobulin (idiotype)

Limfomas B Limfosit B

gp 100 Melanoma Melanosit, retinab

melan A/Mart 1 Melanoma Melanosit, retinab

gp75/TRP 1 MelanomaPSA Prostat Prostat

Antigen yang diekspresikan sendiri pada level rendah di jaringan normalMAGE-1 Melanoma Testis,b tropoblasMAGE-3 Melanoma Testisb

BAGE Melanoma Testis,b tropoblasGAGE 1,2 Melanoma Testis,b tropoblasRAGE-1 Karsinoma ginjal Retinab

NY-ESO-1 Melanoma, karsinoma payudara, paru-paru

Testisb

MUC-1 Payudara Payudara menyusui

Ekspresi berlebihan onkopeptida pada tumorHER2/neu Karsinoma payudara,

karsinoma ovariump53 (tipe ganas) Karsinoma sel skuamosaCDK4 Melanomaβ-katenin MelanomaCASP-8 Karsinoma sel skuamosap53 (mutasi) Banyak usus besar, paru-paru,

pancreasRas Usus besar, paru-paru,

pancreas

Page 11: treatment of cancer

11

Lanjutan Tabel 1Antigen Tumor Primera Jaringan NormalMUM-1 Melanomabcr/abl Leukemia myeloid kronis

a Ekspresi antigen pada lebih dari 25 % kasusb Jaringan ini tidak mengespresikan MHC kelas-1, karena, mungkin tidak ada antigen

Gambar 6Diagram skematik imunoterapi. Jalur A merupakan imunoterapi dengan sel kanker diubah. Jalur B merupakan imunoterapi dengan gen in vivo. Jalur C merupakan imunoterapi menggunakan sel kekebalan diubah (Cross & Burmester 2006).

A. TumorEscape

Meskipun banyak penelitianmengenai gen kankerdan imunoterapi secara in vitro telah dipublikasikan sejak awal tahun 1980-an, beberapa aplikasi klinis telah berhasil. Walaupun ada peningkatan yang mengesankan dalam teknologi transfer gen dan teknik untuk manipulasi imun, efikasi klinis masih sedikit. Perhatian sekarang lebih fokus pada pemahaman yang lebih baik dari mekanisme dimana tumor dapat melepaskan diri daripengawasan imunsecara in vivo, kemungkinan hambatan terbesar bagi keberhasilan penerapan strategi imunoterapi. Tabel 2 merangkum secara singkat cara yang paling penting dimana tumor dapat menghindari pengawasan imun.

Page 12: treatment of cancer

12

Tabel 2Mekanisme bagaimana tumor dapat menghindari pengawasan imunCacat pada presentasi antigen- Kekurangan adesi- Molekul/jalur MHC cacat- Cacat pada proses/transport antigen- Cacat pada jalur kostimulasi- Varian antigenik- Perangkap

Kelainan mikro- Penghambatan sitokin/ligan- Faktor pertumbuhan/kelangsungan hidup, angiogenesis- Perlindungan imun (mata, testis, system saraf pusat)- Pembentukan latensi (virus-menginduksi tumor seperti EBV, HPV, dan

HTLV)

Cacat sel T- Ketiadaan/delesi dari precursor spesifik sel T- Anergi- Penurunan regulasi dari rantai ζ TcR- Mutasi pada jalur signaling- Delesi/cacat pada pembantu sel T- Cacat pada pembentukan memori sel T- Inhibitor sel T

B. Presentasi Antigen Cacat

Pola yang sesuai daristimulasi sel T helper dan sel T sitotoksik telah terbukti penting dalam menjalankan respon imun yang efisien. Banyak tumor mencegah perekrutan respon imun sel T dengan menurunkan regulasi dari molekulmajor histocompatibility (MHC) atau kostimulatori dan molekul adesi.

Beberapa strategi imunoterapi telah disusun untuk mengatasi cacat ini. Pengenalan molekul MHC ke dalam tumor adalah strategi pertama yang diadopsi secara klinis pada tahun 1990-an. Sebelumnya model murin telah menunjukkan peningkatan ekspresi molekul MHC kelas I menurunkan tumorigensitas, karena peningkatan presentasi antigen ke CD8+ limfosit T sitotoksik (CTLs). Imunogenisitas tumor juga meningkat melalui transfer gen dari kedua alogenik molekul MHC kelas I dan II, sehingga menunjukkan relevansi dari sitotoksik CD8 dan sel T helper CD4 dalam meningkatkan kekebalan sistemik melawan kanker. Peningkatan ekspresi dari molekul MHC juga dapat diperoleh secara tidak langsung dengan transduksi sel tumor dengan sitokin yang dapat menginduksi peningkatan regulasi molekul MHC pada permukaan sel: contoh sitokin dengan

Page 13: treatment of cancer

13

properti ini adalah interferon-γ (IFN-γ), IL-4, dan Tumor Necrosis Factor-α (TNF-α).

Setelah Tcell receptor (TCR) secara khusus berinteraksi dengan epitop tersebut, sinyal kostimulari menginduksi respon sel T dan mencegah anergi. Beberapa sinyal tersebut telah diidentifikasi oleh anggota keluarga B7, seperti B7.1 (CD80) dan B7.2 (CD86), adalah salah satu yang paling dikenal. Molekul-molekul ini diekspresikan pada permukaan antigen-presenting cell (APC) dan mengikat reseptor kognitif mereka, CD28, ketika sel T merespons. Molekul kostimulatori lainnya, seperti molekul adesi interseluler dan fungsi leukosit-terkait antigen juga penting. Tidak adanya molekul kostimulatori pada permukaan sel tumor merupakan salah satu penjelasan untuk tidak adanya respon CD8+ Sel T pada inang dasar tumor. Peran penting dari interaksi CD80/86-CD28 dalam aktivasi sel T membuat gen B7 target menarik untuk transfer gen ke dalam sel tumor.

Ligan CD40 (CD40L) juga merupakan kandidat yang mungkin untuk transfer gen karena dapat meningkatkan presentasi antigen sel-sel tumor dan menginduksi pematangan APC. Molekul ini (ekspresi normal hanya dengan mengaktifkan limfosit T CD4+) berinteraksi spesifik dengan reseptor CD40 dan meningkatkan presentasi antigen sel-sel ganas dengan meningkatkan regulasi molekul kostimulatori (misalnya, B7-1 dan B7- 2), molekul adesi (misalnya, ICAM -1 dan ICAM-3)dan molekulMHC. CD40L juga meningkatkan penyerapan antigen oleh dendritic cells(DCs) dan memungkinkan mereka untuk memotong Sel T helper CD4+ dalam merekrut CTL spesifik. Oleh karena itu, transfer gen CD40L banyak digunakan dalam berbagai studi praklinis dan beberapa studi klinis (dijelaskan kemudian dalam bab ini) dengan hasil yang menjanjikan.

Kegagalan untuk mengambil antigen tumor atau untuk membawa mereka cukup pada APC (terutama DC) umumnya diamati pada tumor. Oleh karena itu banyak strategi imunoterapi yang bertujuan untuk meningkatkan efisiensi presentasi antigen. Dalam konteks ini, GM-CSF telah banyak digunakan untuk transduksi sel-sel kanker autologous atau alogenik dan terbukti menjadi salah satu molekul in vivo yang paling ampuh, terutama bertindak sebagai faktor penting untuk mempromosikan pematangan DC pada tempat injeksi vaksin dan dengan demikian meningkatkan serapan dan presentasi antigen tumor.

C. Sel T Cacat

Limfosit T pada inang dasar tumor mungkin akan menurun jumlahnya atau infiltrat tumor ke inang gagal. Mereka juga mungkin menjadi anergik dan menunjukkan peningkatan apoptosis, gangguan sekresi sitokin, penghambatan proliferasi, penurunan kapasitas sitotoksik, cacat pada fungsi pembantu, dan tidak adanya sel T memori. Disini juga mungkin ada peningkatan produksi faktor imunosupresif, seperti transforming growing factor-β (TGF-β) Dan IL-10, yang berasal dari sel-sel T regulator atau dari tumor itu sendiri.

Page 14: treatment of cancer

14

Beberapa strategi telah digunakan untuk mengatasi cacat sel T. Paling umum, sel-sel tumor yang ditransduksi dengan gen yang mengkode sitokin mampu menciptakan kembali sebuah lingkungan mikro yang optimal untuk perekrutan sel T, aktivasi, dan ekspansi. Beberapa sitokin dapat digunakan sendiri atau dalam berbagai kombinasi untuk meningkatkan kekebalan antitumor sel T-dimediasi imunitas: perekrutan CD8+sitotoksik sel T mampu mengenali antigen tumor spesifik yang diamati dengan IL-4, sedangkan perekrutan CD4+ sel T disukai oleh TNF dan IL-7. Ekspresi antigen kelas I ditingkatkan oleh IFN-γ, yang pada gilirannya meningkatkan imunogenisitas tumor. Kombinasi dari efek ini juga dapat diperoleh: misalnya, IL-2 dapat merekrut sitotoksik sel T dan natural killer (NK) secara langsung dan juga dapat menginduksi pelepasan sitokin IFN-γ sekunder. Sel NK juga mungkin penting dalam menghasilkan respon imun antitumor yang efektif. Sel-sel ini mengerahkan aktivitas sitotoksik melalui sistem granzim-perforin dan melepaskan sitokin inflamasi (termasuk IFN-γ, IL-5, TNFα, dan GM-CSF). Sel NK, tidak seperti limfosit T, mengenali dan menghancurkan sel target yang kekurangan antigen MHC, sehingga mereka dapat efektif melawan tumor dengan menurunkan regulasi ekspresi permukaan molekul-molekul ini. IL-2 juga dapat menginduksi turunan limfokin-mengaktifkan sel pembunuh dari sel T dan NK, yang meningkatkan aktivitas sitolitikmelawan berbagai sel tumor dan bertindak membatasi MHC.

Molekul permukaan kostimulari seperti B7.1 atau CD40L dapat berfungsi sebagai sinyal aksesori dalam proses aktivasi sel T dan mencegah /mengatasi anergi sel T yang disebabkan oleh tumor. Akhirnya, kemokin [seperti lymphotactin (Lpth) spesifik sel T] dapat digunakan untuk menarik sel-sel imunoefektor ke tempat vaksinasi, sehingga meningkatkan probabilitas aktivasi imun yang memadai.

D. Kelainan Lingkungan Mikro

Tumor dapat mengeluarkan zat yang dapat menginduksi imunosupresi. Karakteristik terbaik dari ini adalah TGF-β, IL-10, dan vascular endothelial growth factor (VEGF). TGF-β mempengaruhi fungsi CTL, menghambat produksi sitokin Th1 (terutama IL-12), menurunkan regulasi ekspresi permukaan reseptor IL-2 pada sel T, menghambat presentasi antigen pada molekul MHC kelas II dan penurunan ekspresi permukaan kostimulatori dan adesi molekul. Limfosit T dapat dimodifikasi secara genetik untuk mengekspresikan reseptor TGF-β nonfungsional dan mengatasi efek penghambatan molekul ini. IL-10 berbagi banyak sifat penghambatan imun dengan TGF-β, mengurangi sintesis sitokinTh1dan membuat sel-sel tumor tidak sensitif terhadap CTL-dimediasi lisis. Transduksi gen antisense IL-10 dapat mengembalikan imunogenisitas ketika sel-sel tumor menghasilkan IL-10 dalam jumlah tinggi. VEGF berfungsi untuk mempromosikan angiogenesis tumor dan menghambat diferensiasi DC.

Page 15: treatment of cancer

15

Transduksi gen antisense atau terapi gen dengan reseptor penghambat larut merupakan strategi yang menjanjikan untuk memblokir efek VEGF.

E. Aplikasi Klinis Terapi Imuno-gen

Transfer gen dapat digunakan dalam beberapa cara untuk memanipulasi sistem imun (Tabel 3). Imunoterapi pasif terdiri dari transfer adoptifdari salah satu efektor imun antitumor spesifik, gen yang dimodifikasi atau tidak, atau antibodi spesifik (dihasilkan secara ex vivo) ke pasien kanker. Penggunaan vaksin kanker pada imunoterapi aktif bertujuan untuk menginduksi respon imun yang efisien dan tahan lama dengan stimulasi langsung (dengan sel yang gennya dimodifikasi atau komponen sel) dari sistem imun pasien.

Tabel 3Strategi pada imunoterapi kankerImunoterapi pasif“imunoterapi adoptift”

Imunoterapi aktif“vaksin kanker”

Transfer sel efektor Ex vivo- Getaran APCa

- Efektor transduksi- Epitop terbatas/tidak dibatasi Pengembangan ex vivo- Bulk - Populasi kloning

Imunisasi in vivo dengan- Antigen murni- Peptida imunodominan- “Naked” DNA yang mengkode

antigen tumor- Virus rekombinan yang

mengkodee antigen tumor- Seluruh sel tumor- Menggunakan APC- Modifikasi penarikan inang APC

(cross-priming)

Transfer antibodi monoklonal tertentu- Induksi ADCCb

- Ditambah dengan toksin atau radioisotope

Terapi pembantu- IL-2, IFN-γ: pemberian sistemik- IL-2,GM-CSF,c Lptnd

- IL-12: pemberian in situa APC, antigen-presenting cell.b ADCC, antibody-dependent cell-dependent cytotoxicity.c GM-CSF, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor.d Lptn, lymphotactin.

1. Modifikasi Gen Autologus dan Alogenik Sel Tumor

Beberapa aplikasi klinis pada manusia telah dilaporkan menggunakan sel-sel kanker autologous yang dimanipulasi. Ketika ditransduksi sel tumor autologous

Page 16: treatment of cancer

16

tidak dapat diperoleh (karena tumor tidak dapat diakses, karena sel-sel tumor tidak tumbuh secara ex vivo, atau karena pengiriman gen yang sulit), garis sel tumor alogenik imunogenik dapat menjadi alternatif yang valid. Pendekatan ini memiliki beberapa keterbatasan: (1) adanya antigen tumor pada populasi tumor autologous mungkin tidak ada pada garis sel tumor; (2) antigen dapat ditemukan pada molekul MHC yag tidak cocok dan, dengan tidak adanya cross-priming limfosit inang, mungkin gagal untuk dikenali oleh inang T dan sel; (3) antigen tumor mungkin tidak mengandung peptida yang dapat ditemukan oleh inang APC sehingga tumor alogenik imunogenik pada satu individu mungkin nonimunogenik pada pasien kedua dengan human leucocyte antigen(HLA)yang berbeda jenis.

Di antara banyak produk gen imunomodulator yang diuji sampai saat ini, vaksinasi dengan rekayasa sel kanker yang diradiasi untuk mengeluarkan GM-CSF yang menginduksi imun yang paling efisien, spesifik, dan tahan lama dalam beberapa model tumor murin. Tahap I uji klinis menggunakan sel-sel kanker genitourinari autologus manusia sebagai sumber antigen sel kanker baru-baru ini telah disimpulkan. Dalam studi pertama, sel-sel kanker ginjal dihilangkan dan kemudian dimodifikasi secara genetik untuk mengeluarkan GM-CSF dalam jumlah tinggi melalui transduksi secara ex vivo dengan vektor retrovirus. Delapan belas pasien dengan kanker ginjal lanjut diobati. Pengobatan vaksin memicu respon imun antikanker bermanifestasi sebagai konversi delayed-type hypersensitivity(DTH) respon kulit melawan iradiasi sel kanker autologous. Pasien dengan metastasis terukur yang diobati pada tingkat dosis vaksin tertinggi memiliki respon parsial. Keamanan GM-CSF mensekresi vaksin sel kanker autologous juga ditunjukkan dalam fase I percobaan klinis untuk kanker prostat (8 pasien yang diobati). Sel dibuat dari tumor prostat secara transduksi ex vivo dengan vektor retrovirus yang sama dengan yang digunakan untuk studi sebelumnya. Pengobatan Vaksin dengan menginduksi imun antikanker dinilai menggunakan tes kulit DTH. Serum antibodi antikanker yang terdeteksi setelah vaksinasi. Percobaan vaksin GM-CSF autologus juga dilakukan pada pasien melanoma metastatik: daerah imunisasi yang intens disusupi dengan limfosit T, sel dendritik, makrofag, dan eosinofil pada 21 pasien yang dievaluasi. Lesi metastasis direseksi setelah vaksinasi disusupi penuh dengan limfosit T dan sel plasma, dan menunjukkan kerusakan tumor, fibrosis, dan edema pada 11 dari 16 pasien yang diperiksa. Sel antimelanoma sitotoksik T dan respon antibodi dikaitkan dengan kerusakan tumor. Satu parsial, 1 campuran, dan 3 tanggapan klinis minor yang diamati. Hasil dari percobaan fase I dalam adenokarsinoma pankreas (dengan 14 pasien yang terdaftar) baru-baru ini telah diterbitkan. Vaksin terdiri dari 2 jalur sel pankreas yang berbeda dengan mutasi k-ras. Pasien menerima peningkatan jumlah sel vaksin setelah pankreatikoduodenektomi. Dua belas pasien kemudian menerima radiasi adjuvant dan kemoterapi selama 6 bulan. Satu bulan setelah menyelesaikan pengobatan adjuvant, 6 pasien tetap dalam remisi yang diterima sampai dengan 3 bulan vaksinasi tambahan. Vaksinasi

Page 17: treatment of cancer

17

menginduksi peningkatan respon DTH ke sel-sel tumor autologous pada 3 pasien yang menerima dosis tertinggi dari sel yang dimanipulasi. Tiga pasien bebas dari penyakithingga 25 bulan setelah diagnosis penyakit.

Pendekatan ketiga terdiri dari pemberian simultan dari sel tumor autologous dicampur dengan pengamatan alogenik GM-CSF garis sel produser. Garis sel yang dipilih (K562) tidak memiliki antigen HLA kelas I atau II, sehingga mengurangi kemungkinan menginduksi respon yang diperantarai sel T alogenik. Selain itu, garis sel menghasilkan sejumlah besar GM-CSF, sehingga beberapa sel yang dimodifikasi perlu diberikan bersama-sama dengan sel-sel tumor yang tidak dimodifikasi autologous. Hal ini akan meningkatkan kelayakan pendekatan untuk aplikasi klinis. Sebuah uji klinis di Johns Hopkins University Hospital sedang mengevaluasi pendekatan ini pada pasien dengan multipel mieloma.

IL-2 juga telah muncul sebagai molekul imunomodulator potensial sendiri atau dalam kombinasi dengan sitokin lain atau kemokin, seperti Lptn. Uji klinis yang dilakukan oleh kelompok kami di Rumah Sakit Penelitian St Jude Children dan Baylor College of Medicine menggunakan ditransduksi sel neuroblastoma dengan vektor adenovirus sehingga mereka mengekspresikan gen IL-2. Kedua studi autologus dan alogenik sedang dikembangkan. Dalam studi autologous, pasien menerima hingga 8 suntikan subkutan sel tumor mereka sendiri. Lebih dari setengah pasien menghasilkan antibodi spesifik dan respon sel T sitotoksik spesifik yang ditujukan melawan neuroblasts autologus. Dari 10 pasien, 5 memiliki respon tumor klinis termasuk 1 lengkap dan 1 respon parsial yang sangat baik. Dalam studi alogenik, bagaimanapun, garis sel imunisasi yang diinduksi tidak memiliki bukti imun spesifik dan hanya 1 pasien menunjukkan respon parsial. Dari catatan, dalam kedua studi sejumlah besar anak-anak menunjukkan respon tumor yang baik pada pengobatan selanjutnya dengan dosis rendah etoposid oral. Interaksi antara imunoterapi genetik dan kemoterapi dosis rendah telah diamati pada sejumlah studi vaksin tumor, dan kemungkinan merupakan interaktivitas murni antara modalitas pengobatan yang mungkin berguna untuk pemanfaatan terapeutik di masa depan.

Sebuah studi klinis lanjutan neuroblastoma pada hewan menunjukkan data kombinasi Lptn, kemokin sel T, dan IL-2, faktor pertumbuhan sel T, dipercepat dan ditambah respon imun terhadap garis sel tumor. Oleh karena itu, pasien penerima baik vaksin autologus atau alogenik satu mengekspresikan baik IL-2 dan Lptn. Pada kelompok alogenik, mungkin pertama kalinya diamati respon imun antitumor khusus untuk garis sel imunisasi, dan 2 pasien memasuki remisi lengkap, yang tahan lama dalam 1. Dalam studi autologous, hasil klinis tidak menampakkan ukuran tertinggi untuk IL-2 saja, tapi dugaan yang jelas terhadap Th2 MHC-respon imun terbatas telah diamati (R. Rousseau, komunikasi pribadi). Oleh karena itu, dalam pengaturan alogenik setidaknya, ada bukti awal bahwa kombinasi dari 2 agen yang bertindak pada fase yang berbeda dari respon imun bisa lebih baik dibanding agen tunggal. Jika hasil ini dikonfirmasi, mereka dapat

Page 18: treatment of cancer

18

meningkatkan kelayakan penggunaan vaksin alogenik dengan penyederhanaan dalam pengembangan protokol yang akan dihasilkan.

Dalam keganasan hematologi, fase Imempelajari sel-sel leukemia mioblastik akut autologus yang direkayasa untuk mengeluarkan GMCSF baru-baru ini telah dimulai, dan studi ini sekarang sedang diperluas untuk leukemia mieloid akut pediatrik. Hal ini juga membuktikankemungkinan untuk mengekspresikan molekul kostimulator seperti CD40, CD40L, atau B7.1 pada permukaan sel tumor primer. Kami sedang menggunakan kombinasi CD40L dan IL2 transfer gen ke dalam sel-sel leukemia limfoblastik akut pediatrik dalam upaya untuk menghasilkan respon imun antitumor pada pasien dengan penyakit berisiko tinggi yang telah memasuki remisi. Sampai saat ini, penelitian ini telah terbukti aman dan telah menghasilkan antileukemia humoral dan respon imun Th1 seluler. Karena pasien tersebut dirawat di remisi, kami belum tahu apakah ada aktivitas antileukemia.

Modifikasi genetik sel tumor kelihatannya aman dan mampu menghasilkan respon antitumor sitotoksik spesifik humoral dan seluler. Ada setidaknya beberapa regresi tumor dan pendekatan yang sekarang sedang dievaluasi dalam jangkauan yang lebih luas dari tumor dan dalam jumlah yang lebih besar dari pasien.

2. Terapi Kanker dengan Modifikasi Sel T

Beberapa studi telah menyarankan kelayakan dan kejelasan efisiensi klinis transfer adoptif CTLs yang diarahkan pada antigen virus atau tumor. Dengan menggunakan gen-yang menandai sel dalam studi ini, tidak hanya mungkin untuk menentukan kelangsungan hidup dan homing sel T yang disusupi, tetapi juga untuk menentukan apakah mereka memediasi efek samping seperti GvHD. Studi klinis dan hasilnya dijelaskan di bagian lain dalam buku ini (lihat Bab 44), dan termasuk Epstein-Barr virus (EBV)-berkaitan dengan kelainan post transplantlymphoproliferative (PTLD), penyakit Hodgkin, dan karsinoma nasofaring.

Tabel 4Contoh perbedaan target konstruksi TCR chimeric dengan scFvsTarget Penulis Komentar GD2 Rossig et al. GD2 diekspresikan pada melanoma

dan neuroblastomaGD3 Yun et al. GD3 diekspresikan pada sel

melanomaHMW-MAA Abken et al. Melanoma dengan berat molekul

tinggi terikat antigenC11 Annenkov et al. Penyerangan langsung kolagen tipe

II- menggunakan sel T sebagai gen pembawa pada rheumatoid arthritis

EGP40 Daly et al. Kanker usus besar- terikat antigen

Page 19: treatment of cancer

19

EGP-2 Ren-Heidenreich et al. Berasal dari MAb GA 733.2, yang mengikat 2 glikoprotein epitel, yang diekspresikan berlebihan pada berbagai karsinoma manusia

CD30 Hombach et al. Populasi sel ganas pada limfoma Hodgkin yang diekspresikan dalam jumlah tinggi pada permukaan sel

Lanjutan tabel 4 Target Penulis Komentar CEA Hombach et al. Anti-CEA chimeric TCR dengan

scFv berasal dari MAb BW431/26 ErbB2 Gerstmayer et al. ErbB2 adalah tipe reseptor factor

pertumbuhan I yang diekspresikan berlebihan dalam persentase yang tinggi dari adenokarsinoma manusia

FR Cho et al. Reseptor folat diekspresikan pada kebanyakan karsinoma ovarium dan beberapa tipe dari tumor otak

Neu/HER2 Stancovski et al. Adenokarsioma manusia-terikat reseptor factor pertumbuhan

a. Perlindungan sel-sel T Melawan Tumor-diinduksi Penurunan Regulasi. Studi klinis menggunakan CTL melawan EBV-terkait keganasanadalah menjanjikan dan telah ada respon tumor, terutama pada pasien dengan PTLD. Meskipun demikian, tidak ada pasien penyakit Hodgkin EBV+agresif yang kambuh telah disembuhkan menggunakan-EBV spesifik CTL. Hal ini mungkin karena kurangnya spesifisitas EBV spesifik CTL untuk imunosubdominan antigen LMP1 dan LMP2 yang ada pada sel-sel tumor Hodgkin. Selain itu, tumor mengeluarkan sitokin imunosupresif dan kemokin, yang mempengaruhi fungsi CTL dan aktivitas APC.

Transfer gen dapat digunakan untuk mengatasi kedua jenis masalah. Dengan menggunakan sel dendritik yang ditransduksi dengan vektor adenovirusmengkode baik LMP2 atau LMP1 yang bermutasi, adalah mungkin untuk menghasilkan CTL yang memiliki aktivitas sitolitik tinggi secara in vitro untuk target positif LMP2- atau LMP1- jika dibandingkan dengan EBV-CTL konvensional. Meskipun LMP2- atau LMP1- spesifik CTL mungkin lebih efektif, ada kekhawatiran bahwa mereka akan tetap rentan terhadap sitokin imunosupresif yang disekresikan oleh sel Reed-Sternberg Hodgkin. Sitokin memiliki efek paling buruk pada poliferasi CTL dan fungsi TGF-β. Sitokin ini disekresikan oleh berbagai tumor pada anak-anak dan memungkinkan tumor untuk menghindari respon imun. Untuk mengatasi kapasitas dalam menghambat EBV-CTL, kelompok kami mentransduksi CTL dari pasien dengan penyakit hodgkin EBV-positif kambuh dengan ekspresi vektor retrovirus dominant-negative TGF-β type II receptor (DNR). Hal ini untuk

Page 20: treatment of cancer

20

mencegah pembentukan reseptor trimerik fungsional. Uji Sitotoksisitas, proliferasi, dan pelepasan sitokin menunjukkan bahwa eksogen TGF-β memiliki efek penghambatan minimal pada DNR-ditransduksi CTL. Kombinasi tumor spesifik dan tumor resisten CTL terbukti sangat efektif untuk terapi.

b. Sel T Chimeric untuk Terapi Tumor. Sel T primer yang dimodifikasi secara genetik untuk mengekspresikan reseptor chimeric berasal dari antibodi dan spesifik untuk tumor atau antigen virus yang memiliki potensi terapeutik cukup besar. Reseptor sel T chimeric memungkinkan mengenali spesifisitas dari limfosit T untuk melewati epitop sel T klasik oleh transduksi sel dengan gen yang mengkode domain variabel dari monoclonal antibody (MAb)tumor spesifiksingle chain fragmen (ScFv) bergabung dengandomain pemberi sinyal sitoplasma. Strategi ini dapat diterapkan pada setiap keganasan yang diekspresikan tumor terkait antigenuntuk MAb yang ada. Tidak seperti reseptor sel T konvensional, reseptor chimericakan aktif bahkan jika sel-sel tumor adalah MHC kelas I negatif. Reseptor chimericditransduksi sel T memiliki banyak keunggulan dibandingkan imunoterapi berdasarkan antibodi monoklonal atau limfosit T saja. Karena tidak ada kebutuhan untuk memilih dan memperluas antigen tumor spesifik dari prekursor langka, populasi besar antigen limfosit T dapat diperoleh dalam hitungan minggu. Selain itu,reseptor sel Tchimericadalah MHC tidak terbatas, sehingga tumor dapat melarikan diri dengan penurunan regulasi molekul HLA kelas I atau cacat dalam pemrosesan antigen yang dilewati. Karena keduanya CD4+ dan CD8+ Sel T dapat mengekspresikan reseptor chimeric yang sama, jaringan lengkap fungsi sel T diarahkan untuk melawan sel-sel tumor. Kehadiran chimeric TCR-dimediasi fungsi efektor mungkin lebih cenderung untuk menghasilkan lisis sel tumor dari respon imun humoral saja. Mekanisme membunuh perforin/granzim mungkin efektif untuk melawan sel-sel yang relatif tahan terhadap antibodi dan pelengkap, sedangkan sekresi sitokin pada saat aktivasi sel T oleh antigen tumor merekrut komponen tambahan dari sistem imun, memperkuat respon imun antitumor. Selain itu, tidak seperti antibodi utuh, sel T dapat bermigrasi melalui dinding mikrovaskuler, dan ekstravasate dan menembus inti dari tumor padat untuk menggunakan aktivitas sitolitiknya. Akhirnya, limfosit Ttunggal dapat berurutan membunuh banyaknya sel target.

Rekayasa genetika Limfosit T manusia untuk mengekspresikan gen reseptor rekombinan telah menunjukkan lisis tertentu melalui jalur perforin/granzim, serta sekresi sitokin setelah terpapar sel tumor yang mengekspresikan target antigen kognitif. Keterlibatan sel T tunggal atau rantai reseptor Fc cukup untuk menginduksi aktivasi sel dan proliferasi. Sel-sel reseptor chimerictransfer adoptif adalah pelindung dalam model tumor murin. Contoh aplikasi klinis dalam pengobatan tumor diberikan dalam Tabel 4. Secara khusus, proporsi tinggi tumor neuroblastoma mengekspresikan antigen tumor terkait seperti GD2, L1-CAM, dan N-CAM. Rekayasa genetika klon CTL CD8+untuk mengekspresikan imunoreseptor chimericCE7R, yang terdiri dari ekstraseluler L1-CAM spesifik

Page 21: treatment of cancer

21

rantai tunggal antibodi, transmembran CD4, dan sel T CD3 rantai zeta kompleks, saat ini sedang diteliti dalam percobaan klinis.

Namun, sinyal reseptor chimeric hanya menghasilkan aktivasi terbatas sel T, dan kelompok kami saat ini sedang menjajaki pendekatan alternatif untuk meningkatkan fungsi sel secara in vivo. Kami mentransduksi EBV-spesifik sel T (bukan utama) dengan reseptor gen GD2 khusus chimeric. In vitro kami telah menunjukkan bahwa sel-sel ini dapat diperluas dan dipelihara jangka panjang dengan adanya sel-sel yang terinfeksi EBV B. Meskipun mereka mengenali targetinfeksi EBV melalui reseptor sel T konvensionalnya dan dengan demikian menjadi aktif, mereka juga mampu mengenali dan melisiskan target tumor melalui reseptor chimeric (Gambar. 1). Beberapa siklus dari target virus → sasaran tumor → sasaran virus dapat dibuktikan secara ex vivo, yang menyiratkan bahwa sel T-EBV spesifik mengekspresikan reseptor antitumor chimeric mungkin merupakan sumber baru dari sel efektor yang akan bertahan dan berfungsi jangka panjang setelah transfer mereka ke pasien kanker.

Gambar 7 Transduksi limfosit T anti EBV chimeric dengan gen yang mengkodechimeric GD2 spesifik-rantai zeta + scFv.Lihat warna yang disisipkan untuk versi warna dari gambar ini.

F. Vaksin DC Klinis

Untuk mengatasi cacat presentasi antigen dalam pengenalan imun antitumor, DC dapat dimanipulasi secara ex vivo dan digunakan sebagai vaksin kanker, terutama bertindak dengan sel Tpriming asal. Beberapa metode sekarang tersedia untuk mengisolasi dan memperluas DC dari darah perifer dan sumsum tulang, memanfaatkan mereka layak dalam uji klinis. DC dapat menginduksi antigen tumor dengan beberapa strategi, termasuk memakan lisat sel tumor dan apoptosis badan atau dengan menggunakan tumor-turunan RNA atau membuat campuran

Page 22: treatment of cancer

22

sel DC-tumor. Transfer gen antigen tumor tertentu ke DC menggunakan vektor virus atau nonvirus juga mungkin.

Beberapa studi klinis menggunakan imunisasi aktif dengan DC telah selesai pada pasien dengan melanoma metastatik, karsinoma sel ginjal metastatik, dan limfoma sel B. Sebagian besar dari mereka telah menggunakan antigen-denyut DC, tetapi beberapa peneliti telah melaporkan induksi respon imun dengan menggunakan gen-modifikasi DC.

G. Vaksin Asam Nukleat

Vaksin asam nukleat menginduksi target respon imun yang melawan ekspresi protein secarain vivo setelah memberikan pengkodean DNA atau RNA. Para peneliti menunjukkan bahwa injeksi intradermal dan intramuskular produk polinukleotida menghasilkan sel T yang tahan lama dan imunitas humoral.

Vaksin berbasis nukleotida memiliki beberapa keunggulan dibandingkan protein dan peptida. Mereka menyediakan ekspresi antigen berkepanjangan yang dapat terus merangsang sistem imun, mungkin melalui reservoir antigen intraseluler, resisten terhadap antibodi-dimediasi pembersihan. Hal ini dapat mendukung induksi memori imun bahkan tanpa adanya imunisasi penguat. Codelivery dengan plasmid yangdikodekansitokin atau molekul kostimulatori dapat lebih meningkatkan respon imun. Selain itu, vaksinasi nukleotida menyebabkan pemrosesan antigen melalui kedua jalur endogen dan eksogen, sehingga sel-sel T helper dan CTL tertentu dapat direkrut.

Dalam model murin limfoma sel B, tikus diimunisasi dengan DNA konstruksi pengkodeidiotypeyang memiliki respon antibodi spesifik dan dilindungi dari tantangan serangan tumor. Penggunaan DNA yang mengkode protein fusi idiotype dan GMCSF dapat meningkat keampuhan vaksin. Peningkatan efikasi vaksin juga diamati ketika DNAidiotypic direkat dengan C fragmen toksoid tetanus. Hasil awal menunjukkan bahwa DNA dapat menjadi sistem yang sederhana dan berguna merangsang respon imun terhadap antigen tumor yang lemah, asalkan tambahan rangsangan diinduksi dengan DNA (misalnya, GM-CSF atau toksoid tetanus).

H. Perspektif Masa Depan Imunoterapi pada Kanker

Tumor memiliki beberapa strategi dan kekuatan untuk menghindaripengawasan imun dan dapat mengembangkan mekanisme penghindaran imun baru selama perkembangan penyakit. Banyak dari stratrgi ini telah dijelaskan, dan serangan balik sekarang dapat direncanakan berkat peningkatan besar dalam rekayasa protein, transfer gen, dan teknologi terapi sel. Mengapa kemudian beberapa keberhasilan klinis utama belum dilaporkan? Dua abad yang lalu, pada tahun 1893, William Coley melaporkan regresi jaringan sarkoma pada 10% dari pasien setelah mereka telah terinfeksi bakteri hidup atau panas-dilemahkan. Sejak itu,

Page 23: treatment of cancer

23

tingkat respons klinis setelah imunoterapi belum meyakinkan dapat berubah. Oleh karena itu, mimpi kami adalah bahwa ini sangat baik seperti yang pernah didapat! Tetapi kenyataannya adalah, meskipun kurangnya kemajuan klinis yang konkret, peningkatan pengetahuan dan keterampilan kita menawarkan janji yang nyata dari peningkatan hasil dalam waktu dekat. Hal ini juga menjelaskan bahwa imunoterapi sendiri tidak memadai untuk memberantas tumor karena keganasan pada manusia terlalu heterogen dalam hal antigen yang mereka ekspresikan dan kerentanan mereka terhadap imun-memediasipembunuhan. Hanya integrasi dengan pengobatan standar kemungkinan akan berhasil. Imunisasi aktif akan digunakan sebagai terapi adjuvant untuk memberantas penyakit sisa pada pasien yang sebelumnya debulked tumor mereka dengan operasi, kemoradioterapi, atau transplantasi sel induk. Pasien yang menerima transplantasi sel induk alogenik merepresentasikan paradigma yang jelas. Setelah transplantasi, ketika sistem imun baru dibangun kembali, vaksin kanker dapat menginduksi pembentukan imunitas kuat dan tahan lama. Limfosit sitotoksik spesifik dari donor juga bisa diperluas secara ex vivo dengan adanya sel-sel ganas inang dan diberikan setelah transplantasi akan mengulang keganasan.

Meskipun tidak ada ''terobosan'' keberhasilan klinis telah dilaporkan, pemahaman yang lebih baik dari strategi penghindaran imun dan ketersediaan teknologi peningkatan manipulasi imun membuka jalan nyata bagi imunoterapis kanker yang pada akhirnya akan memenuhi mimpi dari abad 19 dan 20.

VI. Kesimpulan

Kami harus pergi jauh sebelum terapi gen penyakit berbahaya benar-benar dapat dikatakan telah membuat dampak besar pada penyakit ini. Meskipun demikian, selama dekade terakhir, teknik-teknik baru termasuk transfer gen dan imunoterapi telah menghasilkan respon tumor tegas bahkan dalam penyakit lanjut. Peningkatan transfer gen untuk pengobatan kanker tentu bergantung pada 4 langkah utama: (1) penyederhanaan protokol transfer gen, masih terlalu rumit untuk menerapkan dalam lingkungan klinis; (2) dikontrol, regulasi jaringan spesifik ekspresi transgen; (3) kemajuan dalam pemahaman mekanisme karsinogenesis untuk meningkatkan strategi terapi; (4) peningkatan metodologi uji klinis, termasuk pilihan yang optimal dari populasi pasien, dan pemantauan tumor dan respon imun, dalam kerangka ketat masalah regulasi dan terkait isu biaya. Penelitian mengenai terapi gen terus bertambah maju sehingga kita dapat berharapuntuk melihat peningkatan terapi gen semakin melengkapi sejauh mungkin sebelum mereka akhirnya dapat menggantikan terapi kanker konvensional.

Daftar Pustaka

Page 24: treatment of cancer

24

Cross D, & Burmester JK. 2006. Gene Therapy for Cancer Treatment: Past, Present and Future. Clinical Medicine & Research Volume 4, Number 3: 218-227.

Dey D, & Evans GRD. 2011. Suicide Gene Therapy by Herpes Simplex Virus-1 Thymidine Kinase (HSV-TK). www.intechopen.com

El-Alneed A. 2004. Current Strategies in Cancer Gene Therapy. European Journal of Pharmacology 498 (2004) 1-8

Tandle A, Blazer DG, & Libutti SK. 2004. Antiangiogenic Gene Therapy of Cancer: Recent Developments. Journal of Translational Medicine 2004, 2:22 doi:10.1186/1479-5876-2-22