The paradoxical role of cytokines and chemokines at the tumor microenvironment: a comprehensive review

Abstract

Дана стаття представляє комплексний огляд щодо ролі цитокінів і хемокінів у мікрооточенні пухлини. Для онкологів, терапевтів, імунологів, сімейних лікарів, імунологів. Прогресування та ліквідація пухлини вже давно викликають інтерес наукової спільноти. Нещодавні відкриття про роль хемокінів і цитокінів у цих процесах викликали новий інтерес до відповідних досліджень. Ці ролі часто розглядаються як спірні через їхню здатність як пригнічувати, так і сприяти прогресуванню раку. Як наслідок, у цьому огляді критично оцінено наявну літературу для обговорення унікальної ролі цитокінів і хемокінів у мікрооточенні пухлини, а також існуючих проблем і майбутніх можливостей використання цих ролей для розробки нових цільових методів лікування. Хоча ці модулюючі молекули відіграють важливу роль у пригніченні пухлини за допомогою посиленої ідентифікації ракових клітин цитотоксичними ефекторними клітинами та безпосереднього рекрутування імунологічних ефекторних клітин і стромальних клітин у ТМЕ, ми спостерігали, що вони також сприяють проліферації пухлини. Багато цитокінів, у тому числі GM-CSF, IL-7, IL-12, IL-15, IL-18 та IL-21, почали клінічні випробування для людей із пізніми стадіями раку, тоді як FDA схвалило інтерферон-альфа та IL- 2. Тим не менш, низька ефективність і токсичність, що обмежує дозу, обмежують повний потенціал цих агентів. І навпаки, хемокіни мають величезний потенціал для збільшення проникнення ракових імунних клітин у мікрооточення пухлини та сприяння корисним імунологічним взаємодіям. Коли хемокіни поєднуються з цитокінами, вони активують лімфоцити, виробляючи IL-2, CD80 та IL-12, усі з яких мають сильний протипухлинний ефект. Це явище відкриває двері для розробки ефективних протипухлинних комбінованих терапій, таких як терапія, яка може повернути назад розвиток раку, і хемотаксис імуносупресивних клітин.

Tumor progression and eradication have long piqued the scientific community's interest. Recent discoveries about the role of chemokines and cytokines in these processes have fueled renewed interest in related research. These roles are frequently viewed as contentious due to their ability to both suppress and promote cancer progression. As a result, this review critically appraised existing literature to discuss the unique roles of cytokines and chemokines in the tumor microenvironment, as well as the existing challenges and future opportunities for exploiting these roles to develop novel and targeted treatments. While these modulatory molecules play an important role in tumor suppression via enhanced cancer-cell identification by cytotoxic effector cells and directly recruiting immunological effector cells and stromal cells in the TME, we observed that they also promote tumor proliferation. Many cytokines, including GM-CSF, IL-7, IL-12, IL-15, IL-18, and IL-21, have entered clinical trials for people with advanced cancer, while the FDA has approved interferon-alpha and IL-2. Nonetheless, low efficacy and dose-limiting toxicity limit these agents' full potential. Conversely, Chemokines have tremendous potential for increasing cancer immune-cell penetration of the tumor microenvironment and promoting beneficial immunological interactions. When chemokines are combined with cytokines, they activate lymphocytes, producing IL-2, CD80, and IL-12, all of which have a strong anticancer effect. This phenomenon opens the door to the development of effective anticancer combination therapies, such as therapies that can reverse cancer escape, and chemotaxis of immunosuppressive cells like Tregs, MDSCs, and TAMs.