Validace protilátek a profilování exprese receptorů spřažených s G proteiny imunitního systému

Mezinárodní tým autorů z Universitat de Barcelona, Španělsko, Luxembourg Institute of Health, Lucembursko, Erasmus MC, University Medical Center, Nizozemsko, Monash University, Austrálie, a Laboratorního centra CLIP – Childhood Leukaemia Investigation Prague Kliniky dětské hematologie a onkologie 2. LF UK a FN Motol, které je součástí Národního ústavu pro výzkum rakoviny (NÚVR), publikoval v loňském prosincovém vydání European Journal of Immunology článek věnovaný rozšíření nomenklatury molekul CD z roku 2025.

Monoklonální protilátky namířené proti molekulám exprimovaným na buněčném povrchu představují základní nástroj současného biomedicínského výzkumu, laboratorní diagnostiky i moderní cílené terapie. Již více než čtyři desetiletí je jejich pojmenování dáno nomenklaturou CD (cluster of differentiation) garantovanou Mezinárodní unií imunologických společností (International Union of Immunological Societies, IUIS).

Povrchové molekuly leukocytů hrají klíčovou roli v regulaci vrozené i adaptivní imunitní odpovědi. Umožňují migraci buněk, jejich vzájemnou komunikaci, rozpoznávání patogenů, udržování imunitní homeostázy i prevenci autoimunitních reakcí. Molekuly CD tedy slouží nejen jako zásadní markery fenotypů při průtokové cytometrii, ale zároveň i jako cíle terapeutických monoklonálních protilátek využívaných v onkologii, léčbě autoimunitních onemocnění i infekčních nemocí.

Receptory spřažené s G‑proteiny v nové nomenklatuře CD

Navzdory tomu, že bylo dosud popsáno více než 400 molekul CD, představují pouze část z celého spektra proteinů exprimovaných na povrchu leukocytů, jejichž počet se odhaduje na více než tisíc. Největší rodinu receptorů kódovaných lidským genomem, která má více než 800 členů, tvoří receptory spřažené s G‑proteiny (G protein‑coupled receptors, GPCR). Vážou široké spektrum endogenních ligandů, včetně chemokinů, lipidových mediátorů, hormonů či produktů mikroorganismů, a regulují zásadní fyziologické procesy. V imunitním systému sehrávají GPCR klíčovou úlohu zejména při řízení migrace leukocytů, imunitního dohledu a zánětlivé odpovědi.

GPCR mají společnou strukturu sedmi transmembránových α‑helikálních segmentů spojených třemi intracelulárními a třemi extracelulárními smyčkami, extracelulárním N‑koncem a intracelulárním C‑koncem. Přes tuto relativně konzervovanou architekturu vykazují značnou diverzitu v extracelulárních doménách a výrazně rozdílné expresní profily na jednotlivých imunitních buněčných populacích. Právě nízká hladina exprese na krevních buňkách dlouhodobě komplikovala vývoj vysoce specifických a validovaných monoklonálních protilátek rozpoznávajících nativní GPCR, což se odrazilo v jejich omezeném zastoupení v systému CD.

Zásadní posun v této oblasti přinesl 11. Human Leukocyte Differentiation Antigens Workshop (HLDA11), během nějž byla nově přiřazena nomenklatura CD třinácti GPCR exprimovaným na povrchu imunitních buněk (viz níže).

Detailní znalost expresních profilů GPCR na imunitních buňkách popsaná v článku otevírá nové možnosti cílené modulace imunitní odpovědi, identifikace biomarkerů a vývoje nových terapeutických strategií. To je zvláště relevantní v onkologii, kde je precizní regulace imunitního mikroprostředí nádoru klíčovým faktorem úspěšnosti imunoterapie.

CD198 (CCR8)

Reguluje migraci imunitních buněk, zejména T buněk a makrofágů, do míst zánětu nebo poranění. Udržuje také homeostázu v tkáních např. kůže a plic a přispívá k imunitní kontrole a reakci na alergeny nebo patogeny. CCR8 představuje slibný cíl pro imunoterapii nádorů, protože narušuje nábor (recruitment) regulačních T lymfocytů (Treg) do nádorů, což vede k ovlivnění nádorového mikroprostředí a usnadnění imunitní destrukce nádoru. Protože CCR8 není vysoce exprimován na povrchu ostatních T buněk, mohly by protilátky proti němu nabídnout relativně specifický léčebný přístup s minimalizací nežádoucích účinků.

CD199 (CCR9)

Je exprimován na nezralých T lymfocytech a střevních lymfocytech, hraje roli ve vývoji T lymfocytů a v jejich cíleném usídlování (homingu) do lymfoidních tkání střeva jak v normálních, tak v zánětlivých podmínkách. Vysoká úroveň exprese CCR9 na povrchu T‑lymfoblastických leukemických buněk (T‑ALL) činí z této molekuly atraktivní cíl pro terapie založené na protilátkách. CCR9 je navíc zapojen do zánětlivých onemocnění, jako je Crohnova choroba a celiakie, je tedy potenciálním terapeutickým cílem i pro léčbu autoimunitních onemocnění.

CD372 (CCR10)

Je nezbytný pro navádění imunitních buněk k jejich cílovým tkáním a hraje zásadní roli jak v imunitní obraně, tak v rozvoji imunitně zprostředkovaných onemocnění. Kromě toho CCR10 řídí migraci plazmatických buněk zejména na slizniční povrchy, kde produkují imunoglobulin A (IgA), klíčovou protilátku pro slizniční imunitu. CCR10 je přítomen na většině lymfocytů infiltrujících kůži u pacientů trpících psoriázou, atopickou nebo alergickou kontaktní dermatitidou. Protilátky by mohly migraci imunitních buněk modulovat a snižovat zánět u kožních, ale také střevních autoimunitních zánětlivých onemocnění. Cesty zprostředkované CCR10 ale využívají i některé nádorové buňky (např. melanomu či karcinomu prsu) k metastázování do kůže a slizničních povrchů. Terapeutické protilátky by mohly mít potenciál metastazování omezit – a vzhledem k roli CCR10 v migraci plazmatických buněk by se mohlo jednat i o slibný cíl v léčbě mnohočetného myelomu.

CD373 (CX3CR1)

Interakce mezi CX3CR1 a jeho ligandem (CX3CL1) podporuje adhezi leukocytů k endoteliálním buňkám, což usnadňuje jejich migraci do tkání a jejich rekrutování do míst poranění nebo infekce. CX3CR1 je potenciálním terapeutickým cílem pro léčbu chronických zánětlivých onemocnění a neurodegenerativních poruch. Zejména u kardiovaskulárních onemocnění, jako je ateroskleróza, je role CX3CR1velmi významná, blokování jeho signalizace v experimentálních modelech snížilo akumulaci zánětlivých buněk v tepnách, čímž se snížila tvorba nových aterosklerotických plátů a ty stávající se stabilizovaly. CX3CR1 exprimovaný na nádorových buňkách napomáhá jejich migraci do tkání a usnadňuje metastatické šíření. Terapeutické cílení na tuto molekulu je však složité kvůli mnoha jejím funkcím a široké škále buněk, na nichž je exprimována.

CD374 (XCR1)

Navádí dendritické buňky do míst, kde mohou rozpoznat patogen, zpracovat jej a následně jej prezentovat T buňkám. Tím podporuje účinné antigen‑specifické T‑buněčné reakce v imunitě vůči virům. Kromě prezentace antigenu ovlivňuje signalizace XCR1 také aktivaci a zrání dendritických buněk, čímž hraje klíčovou roli v regulaci vrozené i adaptivní imunity.

V onkologii je studována terapie dendritickými buňkami nové generace exprimujícími XCR1 pro jejich schopnost aktivovat efektorové T buňky a zprostředkovat jejich reakci proti nádoru.

CD375 (GPR15)

Osa řízená expresí GPR15 reguluje střevní homeostázu a zánět prostřednictvím migrace imunitních buněk, u lidí GPR15 společně s integrinem α4β7 řídí homing efektorových T buněk do zaníceného střeva u ulcerózní kolitidy.

GPR15 je nadměrně exprimován u určitých typů zhoubných nádorů, jako je kolorektální karcinom, a je spojován s progresí onemocnění. Terapie, které inhibují signalizaci GPR15, mohou zpomalit růst nádoru a metastazování, což nabízí potenciál v imunoterapii zhoubných nádorů.

CDw376 (GPR26)

Byl studován hlavně v kontextu centrálního nervového systému a své potenciální role v neurologických funkcích, včetně účasti na regulaci nálady, úzkosti a možná i na neurodegenerativních onemocněních, jako je Alzheimerova choroba. Úloha GPR26 v imunitním systému není dosud dobře zdokumentována, terapeutický potenciál u imunitně zprostředkovaných onemocnění není znám.

CD377 (SSTR3)

Aktivace somatostatinových receptorů obvykle vede k inhibici proliferace imunitních buněk, snížení produkce cytokinů a potlačení zánětlivých reakcí. Specifická funkce SSTR3 zůstává nejasná, ačkoli se spekuluje, že by mohl pomáhat snižovat nadměrný zánět a autoimunitu.

Imunosupresivní účinky SSTR3 naznačují, že by mohl být potenciálním cílem terapií zaměřených na snížení zánětu u autoimunitních nebo autoinflamatorních onemocnění.

CD378 (C3AR1)

Zprostředkovává prozánětlivé účinky, stimuluje chemotaxi, uvolňování granulárních enzymů a produkci superoxidových aniontů. V určitých patologických stavech však C3AR1 může také přispívat k fázi rozpuštění zánětu tím, že podporuje odstraňování apoptotických buněk, a hraje tak protizánětlivou roli. Tento komplementový receptor tedy může vykazovat protizánětlivé nebo prozánětlivé účinky v závislosti na různých typech buněk a onemocněních. C3AR1 byl navržen jako terapeutický cíl u různých onemocnění, jako je akutní myeloidní leukémie.

CDw379 (FPR2)

Podílí se na obraně hostitele proti patogenům prostřednictvím rozpoznávání konzervovaných molekulárních vzorců asociovaných s patogeny (PAMP), zejména N‑formylovaných peptidů. Kromě toho detekuje molekulární vzorce asociované s poškozením (DAMP), aby reagovaly na zánět zprostředkovaný hostitelem během neinfekčního zánětu. Typ ligandu přítomného v prostředí určuje, zda FPR2 spouští zánět, nebo podporuje jeho řešení. Využití jeho dvojí role při zánětu činí z FPR2 slibný terapeutický cíl, dosud však nebyla vyvinuta žádná léčba zprostředkovaná protilátkami.

CD380 (LTB4R)

Primárními respondery na signály LTB4R jsou neutrofily, kterým usnadňuje chemotaxi, aktivaci a rekrutaci do míst zánětu. V makrofázích hraje LTB4R roli v zánětlivé signalizaci a remodelaci tkání. Inhibice LTB4R byla testována pro zmírnění příznaků bronchiálního astmatu a alergické rýmy, ale neexistují zatím žádné klinicky schválené monoklonální protilátky.

CDw381 (GPR183)

Funguje jako chemotaktický receptor pro B buňky a T buňky. Bylo prokázáno, že GPR183 reguluje migraci a polohu B buněk v sekundárních lymfoidních orgánech, koordinuje tvorbu germinálních center a diferenciaci do plazmatických buněk. V myeloidních buňkách GPR183 řídí migraci a tkáňovou lokalizaci dendritických buněk, čímž zvyšuje priming T buněk v zánětlivých procesech. GPR183 je gen indukovaný virem Epsteina a Barrové a jeho exprese souvisí s akutní myeloidní leukémií, chronickou lymfocytární leukémií a difuzním velkobuněčným B lymfomem. Malé molekuly cílené proti GPR183 byly testovány pro léčbu revmatoidní artritidy. V současné době nejsou v klinických studiích hodnoceny žádné nové terapeutické protilátky.

CDw382 (F2RL1)

Navzdory vysoké expresi na některých podskupinách lymfocytů je o funkci F2RL1 u těchto lidských buněk známo relativně málo. Bylo však prokázáno, že myší F2RL1 může modulovat reakce T buněk a ovlivňovat produkci cytokinů a proliferaci T buněk. Na B buňkách může hrát roli při kontrole produkce protilátek.

Je známo, že F2RL1 hraje roli při zánětu kůže, zpomaluje opravu bariéry a ovlivňuje diferenciaci keratinocytů. Aktivně se také podílí na pocitech svědění a bolesti kůže. Jiné studie spojují F2RL1 i s dalšími patogenními zánětlivými procesy, jako jsou alergie, astma, poškození plic, zánětlivá onemocnění střev a onkologická onemocnění. Dosud nebyly testovány žádné terapie zprostředkované protilátkami proti F2RL1, ačkoli tato molekula představuje zajímavý terapeutický cíl kvůli svému expresnímu vzoru a mnoha souvislostem se zánětlivými procesy.  

Zdroj: Fernández‑Calles J, Kužílková D, Hedin F, et al.; Human Cell Differentiation Molecules (HCDM) organization. CD Molecules Nomenclature 2025: Antibody Validation and Expression Profiling of Immune System G Protein‑Coupled Receptors. Eur J Immunol. 2025 Dec;55(12):e70099. doi: 10.1002/eji.70099.