Dalam temuan yang mengarah pada strategi pengobatan potensial, para peneliti di China telah menemukan bagaimana dua faktor risiko – hormon pria dan aflatoksin – dapat mendorong karsinoma hepatoseluler (HCC). Genetika dan biologi kanker hati berbeda antara pria dan wanita dan membantu menjelaskan mengapa paparan aflatoksin meningkatkan risiko HCC pada pasien yang terinfeksi virus hepatitis B (HBV), terutama pada pria.
Para peneliti menemukan bukti bahwa pensinyalan androgen meningkatkan metabolisme aflatoksin dan genotoksisitas, mengurangi kemampuan perbaikan DNA, dan memadamkan kekebalan antitumor, Chungui Xu, PhD, dengan Laboratorium Kunci Negara Bagian Onkologi Molekuler di Pusat Kanker Nasional di Peking Union Medical College di Beijing, dan rekan menulis. Studi ini dipublikasikan di Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology.
“Pensinyalan androgen dalam konteks stres genotoksik menekan perbaikan kerusakan DNA,” tulis para penulis. Perubahan tersebut menyebabkan lebih banyak kebocoran DNA nuklir ke dalam sitosol untuk mengaktifkan jalur cGAS-STING, yang meningkatkan infiltrasi sel-T ke dalam massa tumor dan meningkatkan protein kematian sel anti-program 1 [PD-1] imunoterapi pada HCCs.”
Dalam studi tersebut, para peneliti melakukan analisis genomik sampel tumor HCC dari orang dengan HBV yang terpapar aflatoksin di Qidong, Cina, daerah yang hingga saat ini memiliki tingkat kanker hati tertinggi di dunia. Dalam percobaan selanjutnya pada garis sel dan tikus, tim menyelidiki bagaimana perubahan genetik dan disfungsi transkripsi mencerminkan efek karsinogenik gabungan dari aflatoksin dan HPV.
Xu dan rekannya melakukan pengurutan seluruh genom, eksom, dan RNA pada tumor dan mencocokkan jaringan hati nonneoplastik dari 101 pasien HCC terkait HBV (47 pria dan 54 wanita). Para pasien telah menerima hepatektomi primer tanpa pengobatan sistemik atau terapi radiasi dan diikuti selama 5 tahun. Paparan aflatoksin dikonfirmasi dengan merekam aflatoksin M1 dalam urin mereka 3-18 tahun sebelum diagnosis HCC. Sebagai perbandingan, tim peneliti menganalisis 113 sampel HCC terkait HBV tanpa paparan aflatoksin dari database Cancer Genome Atlas. Mereka juga mengamati 181 sampel HCC Cina dari Konsorsium Genom Kanker Internasional yang tidak memiliki catatan paparan aflatoksin. Mereka tidak menemukan perbedaan jenis kelamin dalam pola mutasi untuk gen penggerak HCC yang diidentifikasi sebelumnya, tetapi beban mutasi tumor lebih tinggi pada set Qidong.
Dalam sampel Qidong, tim peneliti mengidentifikasi 71 gen dengan frekuensi mutasi yang berbeda secara signifikan berdasarkan jenis kelamin. Di antaranya, 62 gen dikaitkan lebih sering dengan laki-laki, dan 9 gen dikaitkan dengan perempuan. Tidak ada gen yang dilaporkan sebelumnya sebagai penggerak HCC, meskipun beberapa telah ditemukan sebelumnya pada kanker lain, seperti melanoma, kanker paru-paru, dan adenokarsinoma tiroid.
Dari pengurutan seluruh genom dari 88 sampel, tim peneliti mendeteksi integrasi HBV dalam 37 sampel dan mengidentifikasi 110 breakpoint. Tidak ada perbedaan dalam jumlah breakpoint HBV yang terdeteksi antara jenis kelamin, meskipun ada perbedaan dalam profil mutasi somatik dan dalam integrasi HBV, dan hanya laki-laki yang memiliki breakpoint HBV yang mengikat reseptor androgen.
Dari pengurutan RNA dari 87 sampel, tim peneliti mengidentifikasi 3.070 gen yang diekspresikan secara berbeda secara signifikan antara pria dan wanita. Tingkat transkripsi reseptor estrogen 1 dan 2 serupa antara kedua jenis kelamin, tetapi pria menunjukkan tingkat reseptor androgen yang lebih tinggi.
Para peneliti kemudian menganalisis variasi ekspresi gen antara set gen pria dan wanita untuk memahami disfungsi transkripsi HCC. Sampel dari laki-laki menunjukkan kemampuan biologis yang berbeda, dengan beberapa jalur pensinyalan yang terkait dengan pengembangan dan perkembangan HCC yang diatur ke atas. Sampel laki-laki juga menunjukkan represi kekebalan antitumor spesifik.
Sampel tumor HCC pria menunjukkan tingkat gen terkait metabolisme aflatoksin yang lebih tinggi, seperti AHR dan CYP1A1, tetapi tingkat gen GSTM1 yang lebih rendah.
Beralih ke garis sel, para peneliti menggunakan sel HepG2.2.15 HBV-positif dan sel PLC/PRF/5 untuk menguji hormon seks dalam pengaturan AHR dan CYP1A1 dan bagaimana interaksi mereka memengaruhi sitotoksisitas aflatoksin B1. Setelah pengobatan aflatoksin, penambahan testosteron ke kultur secara signifikan meningkatkan tingkat transkripsi AHR dan CYP1A1. Dosis aflatoksin yang diperlukan untuk menyebabkan kematian sel berkurang setengahnya dengan adanya testosteron.
Kerusakan DNA akibat aflatoksin mengaktifkan mekanisme perbaikan DNA, sehingga tim peneliti menganalisis berbagai jalur perbaikan. Dalam sampel tumor pria, jalur yang paling diatur ke bawah adalah NHEJ. Sampel pria menunjukkan tingkat faktor NHEJ yang jauh lebih rendah daripada sampel wanita, termasuk XRCC4, MRE11, ATM, HRCC5, dan NBN.
Dalam garis sel, para peneliti menguji efek androgen saja dan dengan aflatoksin pada regulasi faktor NHEJ. Tingkat transkripsi XRCC4, LIG4, dan MRE11 berkurang secara signifikan dalam sel yang diobati dengan aflatoksin dan testosteron, dibandingkan dengan yang diobati dengan aflatoksin saja. Khususnya, penambahan 17beta-estradiol estrogen membalikkan sebagian pengurangan ekspresi XRCC4 dan MRE11.
Sampel tumor dari pria juga menunjukkan tanda tangan gen yang berbeda dari respons imun dan peradangan dari sampel wanita. Gen yang terkait dengan pensinyalan dan respons interferon I diatur secara signifikan pada sampel pria tetapi tidak pada sampel wanita. Selain itu, sampel dari laki-laki menunjukkan represi kekebalan antitumor spesifik antigen. Tim peneliti mendeteksi secara signifikan peningkatan infiltrasi sel T CD8+ dalam jaringan tumor pria tetapi bukan wanita, serta tingkat transkripsi PD-1 dan CTLA-4 yang lebih tinggi, yang merupakan dua protein pos pemeriksaan kekebalan pada sel T yang mencegahnya menyerang. tumor. Data menunjukkan bahwa pensinyalan androgen dalam HCC terkait HBV berkontribusi pada pengembangan lingkungan mikro imunosupresif, tulis penulis, yang dapat membuat tumor sensitif terhadap imunoterapi anti-PD-1.
Pada tikus, para peneliti memeriksa dampak jalur androgen yang menguntungkan pada efek pengobatan anti-PD-1 terhadap hepatoma. Mereka memberikan tamoxifen untuk memblokir pensinyalan ER pada tikus yang mengandung tumor syngeneic. Pada tikus jantan dan betina, tamoxifen meningkatkan efek anti-PD-1 untuk memberantas tumor dengan cepat. Mereka juga memberikan flutamide pada tikus yang mengandung tumor untuk memblokir jalur androgen dan tidak menemukan perbedaan yang signifikan dalam pertumbuhan tumor pada tikus betina, tetapi pada tikus jantan, tumor tumbuh lebih cepat pada tikus yang diobati dengan flutamide.
“Terapeutik yang mendukung pensinyalan androgen dan/atau memblokir pensinyalan estrogen dapat memberikan strategi baru untuk meningkatkan kemanjuran inhibitor pos pemeriksaan kekebalan terhadap HCC dalam kombinasi dengan radioterapi atau kemoterapi yang menginduksi kerusakan DNA,” tulis para penulis. “Efek adjuvant tamoxifen untuk pensinyalan androgen yang menguntungkan untuk meningkatkan efek anti-PD-1 pada pasien HCC memerlukan studi di masa depan dalam kohort HCC prospektif.”
Studi ini didukung oleh National Natural Science Foundation Fund of China, Innovation Fund for Medical Sciences of Chinese Academy of Medical Sciences, State Key Project for Infectious Diseases, dan Peking Union Medical College. Para penulis mengungkapkan tidak ada konflik.
Untuk membaca editorial yang menyertai penelitian ini di Gastroenterologi dan Hepatologi Seluler dan Molekuler, kunjungi https://www.cmghjournal.org/article/S2352-345X(22)00234-X/fulltext.
Artikel ini awalnya muncul di MDedge.com, bagian dari Medscape Professional Network.