Monitoring Immunodynamics in Immune Checkpoint Inhibitor Therapy in Patients with Lung Cancer

Trabalho Final do Mestrado Integrado em Medicina apresentado à Faculdade de MedicinaIntrodução: Atualmente o cancro do pulmão é a principal causa de morte mundial por patologia oncológica e o subtipo de células não pequenas (CPNPC) a forma predominante da doença, sendo fundamental o desenvolvimento de uma terapia que prolongue significativamente a sobrevivência do doente, sem comprometer a qualidade de vida. Nesse sentido, nos últimos anos a imunoterapia com o recurso a inibidores de checkpoints imunológicos tornou-se numa área primária de interesse clínico no tratamento do CPNPC.Objetivos: Avaliar o estado imunológico de 15 doentes com CPNPC em estadio IIIB/IV, candidatos ou já a efetuar terapêutica com inibidores de checkpoint imunológicos, anti PD-1/PDL-1, de forma a obter elações sobre os efeitos da imunoterapia no tratamento do CPNPC e estabelecer parâmetros preditores de resposta clínica à terapêutica.Métodos: Foram colhidas amostras de sangue periférico de 3 grupos de doentes com CPNPC: 5 doentes à data do diagnóstico (DX), 5 que finalizaram o tratamento com quimioterapia e são candidatos a imunoterapia (QT) e 5 em tratamento com imunoterapia (IMT). Como grupo controlo, foram estudadas amostras de 39 indivíduos saudáveis, dadores voluntários. Seguidamente foi efetuada uma avaliação laboratorial do estado imunológico através de citometria de fluxo, recorrendo a diversos parâmetros de monitorização. Resultados: A descoberta mais importante consiste no aumento significativo de células supressoras derivadas de mieloides (MDSCs) em todos os doentes com CPNPC face ao grupo controlo, particularmente MDSC monocíticas (M-MDSC). As células dendríticas mieloides tipo 2 (mDC2) demonstraram os mesmos resultados para pacientes IMT. Relativamente às células T, verificou-se no grupo QT um aumento significativo na subpopulação T CD4, T CD4 HLA-DR+ e Tregs. Quanto aos leucócitos, verificou-se um aumento estatisticamente significativo dos granulócitos para o grupo DX, e um aumento de monócitos nos grupos DX e QT.Em todos os doentes com CPNPC, verificou-se uma diminuição significativa na proporção de células efetoras:supressoras (E:S), considerando células T CD8 e células NK como efetoras e MDSCs e Tregs como supressoras. Nos doentes IMT, verificou-se uma diminuição significativa nas células que expressam PD-1 e, em alguns casos, a diminuição da densidade de PD-1 foi observada em células T CD4, T CD8, Treg, células B e células NK. Relativamente ao PD-L1, verificou-se uma diminuição da sua expressão nos monócitos no grupo QT.Conclusão: As alterações encontradas nos subconjuntos analisados em doentes IMT com CPNPC, poderão ser importantes para avaliar a resposta à imunoterapia na prática clínica. No entanto, serão necessários estudos adicionais para validar os dados.Introduction: Nowadays lung cancer is the main oncology cause of death over the world and non-small cell subtype (NSCLC) is the predominant form of the disease, so the development of a therapy that significantly prolongs the patient's survival is essential, without compromising the quality of life. In the last years, immunotherapy with the use of imune checkpoint inhibitors has become a primary area of clinical interest in the treatment of NSCLC.Objectives: To evaluate the immunological status of 15 patients with stage IIIB/IV NSCLC, candidates or already undergoing therapy with immune checkpoints inhibitors, anti PD-1/PDL-1, in order to elicit the effects of immunotherapy in the treatment of NSCLC and to establish predictive parameters of response to therapy.Methods: Peripheral blood samples were collected from 3 groups of NSCLC patients: 5 patients at the time of diagnosis (DX), 5 patients who completed chemotherapy and are candidates for immunotherapy (QT) and 5 patients undergoing immunotherapy (IMT). As group control, samples from 39 healthy persons, volunteer donors, were used. A laboratory evaluation of the immunological status was performed through flow cytometry, using several monitoring parameters.Results: The most important finding consists in myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) significant increase in all NSCLC patients compared to control, particularly monocytic MDSC (M-MDSC). Similarly, type 2 myeloid dendritic cells (mDC2) demonstrated the same results for IMT patients. Particular T cells subsets, T CD4, T CD4 HLA-DR+ and Tregs were found significantly increased in QT patients. Relatively to leukocytes, there was a statistically significant increase of granulocytes in DX patients, and an increase of monocytes in DX and QT patients.In all NSCLC patients, there was a significant decrease in the ratios of effector: suppressor cells (E:S ratio), considering CD8 T cells and NK cells as effectors and MDSCs and Tregs as suppressors. In IMT NSCLC patients, a significant decrease in PD-1-expressing cells and in some cases, decrease of density of PD-1 was observed for T CD4, T CD8, Treg cells, B and NK cells. Regarding to PD-L1, there was a decrease in its expression in monocytes in QT patients.Conclusion: Alterations found in the analysed subsets in IMT NSCLC patients could be important to evaluate the immunotherapy response in clinical practice. Further studies are necessary to validate data