Background: Accumulating evidence suggests that radiotherapy success has an immune-associated component. The immunogenomic profiles associated with responses to chemoradiotherapy (CRT) were assessed in patients with locally advanced rectal cancer in this study.
Methods: CD8+ tumour-infiltrating lymphocyte (TIL) and stromal lymphocyte densities were assessed by immunohistochemistry using pretreatment biopsies from patients with advanced rectal cancer who had preoperative CRT. Whole-exome sequencing and gene expression microarray analysis were conducted to investigate the genomic properties associated with the response to CRT and CD8+ TIL density. Response to CRT was determined based on Dworak tumour regression grade (TRG); tumours with complete (TRG 4) or near-complete (TRG 3) regression were grouped as good responders, and those with TRG 1 as non-responders.
Results: Immunohistochemical examinations (275 patients) showed that pre-CRT CD8+ TIL density was associated with better response to CRT and improved recurrence-free survival, whereas pre-CRT stromal CD8+ cell density was not associated with either response to CRT or recurrence-free survival. Whole-exome sequencing (74 patients) showed that the numbers of single-nucleotide variations (SNVs) and neoantigens predicted from SNVs were higher in good responders than in non-responders, and these correlated positively with CD8+ TIL density (rS = 0·315 and rS = 0·334 respectively). Gene expression microarray (90 patients) showed that CD8A expression correlated positively with the expression of programmed cell death 1 (PDCD1) (rS = 0·264) and lymphocyte-activation gene 3 (LAG3) (rS = 0·507).
Conclusion: Pre-CRT neoantigen-specific CD8+ T cell priming may be a key event in CRT responses where immune checkpoint molecules could be useful targets to enhance tumour regression.
Antecedentes: Las evidencias existentes sugieren que el éxito de la radioterapia tiene un componente asociado con el sistema inmunitario. En este estudio se evaluaron los perfiles inmunogenómicos asociados con la respuesta a la quimiorradioterapia (chemoradiotherapy, CRT) en pacientes con cáncer de recto localmente avanzado. MÉTODOS: Las densidades de los linfocitos infiltrantes de tumor CD8+ (tumour-infiltrating lymphocyte, TIL) y de los linfocitos del estroma se evaluaron por inmunohistoquímicas en las biopsias antes del tratamiento de pacientes con cáncer de recto localmente avanzado que recibieron CRT preoperatoria. Se realizó secuenciación de todo el exoma, así como microarrays de expresión génica, para investigar las propiedades genómicas asociadas con la respuesta a la CRT y a la densidad de los TIL CD8+. La respuesta a la CRT se determinó según el grado de regresión del tumor de Dworak (tumour regression grade, TRG), agrupándose como buenos respondedores los casos de regresión tumoral completa (TRG4) o casi completa (TRG3) y como no respondedores, los casos de grado TRG1.
Resultados: Los exámenes inmunohistoquímicos (n = 275) mostraron que la densidad pre-CRT de TIL CD8+ se asoció con una mejor respuesta a la CRT y una mejor supervivencia libre de recidiva, aunque la densidad de células CD8+ del estroma previa a la CRT no se asoció con la respuesta a la CRT ni con la supervivencia libre de recidiva. La secuenciación de todo el exoma (n = 74) mostró que el número de variaciones de nucleótidos únicos (single nucleotide variations, SNVs) y los neoantígenos predichos a partir de los SNVs fueron mayores en los que respondieron bien que en los que no respondieron, y éstos se correlacionaron positivamente con la densidad de los TIL CD8+ (Spearman r = 0,315 y r = 0,334 respectivamente). Los microarrays de expresión génica (n = 90) mostraron que la expresión CD8A se correlacionó positivamente con la expresión del ligando de muerte programada-1 (r = 0,264) y con el antígeno linfocitario del gen 3 (r = 0,507). CONCLUSIÓN: La activación de células T CD8+ específicas para neoantígenos previa a la CRT puede ser un evento clave en la respuesta a la misma donde las moléculas del punto de control inmunitario podrían ser dianas útiles para intensificar la regresión del tumor.
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