Caratterizzazione fenotipica e molecolare delle cellule NK in pazienti con carcinoma mammario

Abstract

Il cancro al seno (BC) è la neoplasia più frequente al mondo, con circa 2,3 milioni di nuovi casi e 685.000 decessi nel 2020. Le terapie tradizionali sono affiancate da emergenti trattamenti immunoterapeutici basati sulla riattivazione dei linfociti T citotossici e delle cellule natural killer (NK). In questo contesto, il ruolo delle cellule NK nei tumori solidi sta riscuotendo un interesse crescente. Gli inibitori dei checkpoint immunitari bloccano i recettori inibitori o i loro ligandi, ripristinando i segnali attivatori che innescano le risposte citotossiche. Questo studio ha analizzato campioni di sangue periferico e tessuto tumorale di pazienti con diagnosi di BC luminale A, luminale B e triplo negativo (TNBC). Utilizzando il sequenziamento dell'RNA a singola cellula (scRNA-seq) e la citometria a flusso, la ricerca si è concentrata sulla caratterizzazione delle popolazioni di cellule immunitarie in termini di densità, distribuzione ed espressione di antigeni di superficie. L’analisi di scRNA-seq ha consentito una mappatura delle cellule mononucleate del sangue periferico rivelando alterazioni di distribuzione tumore-dipendenti: il luminale A è caratterizzato dalla più alta frequenza di cellule NK, il luminale B da maggiore concentrazione di monociti e il TNBC da un aumento di monociti e linfociti B/T, e una riduzione delle cellule NK.L'analisi trascrittomica ha rivelato specifiche distribuzioni di clusters NK per ciascun sottotipo di BC, suggerendo un profilo tumore-specifico delle NK nel TNBC con espansione rilevante di cellule NK CD56bright e CD56dim immature. La citometria a flusso ha integrato questi risultati consentendo una caratterizzazione fenotipica delle cellule NK derivate da sangue periferico e infiltranti il tumore, mostrando un pattern di espressione tumore-specifico. Il profilo fenotipico e funzionale delle cellule NK rivela alterazioni immunitarie sistemiche nel BC e migliora la nostra conoscenza del loro ruolo nell'immunosorveglianza tumorale.

Breast cancer (BC) is the most frequent malignancy worldwide, with around 2.3 million new cases in 2020 and 685,000 deaths among women. Alongside traditional therapies, novel treatments are emerging based on immune reactivation, particularly of cytotoxic T lymphocytes and natural killer (NK) cells. The role of NK cells in solid tumours is gaining growing interest, especially with the development of immunotherapeutic approaches. Immune checkpoint inhibitors (ICIs), for instance, block inhibitory receptors or their ligands, restoring activating signals that trigger cytotoxic responses. This study analysed peripheral blood (PB) and tumour tissue samples from patients diagnosed with three BC molecular subtypes: luminal A, luminal B, and triple-negative breast cancer (TNBC). Using single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) and flow cytometry, the investigation focused on profiling immune-cell subpopulations, specifically NK cells, in terms of density, distribution, and surface antigen expression.scRNA-seq enabled detailed mapping of peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) revealing tumour-dependent alterations in immune-cell distributions: luminal A showed the highest NK cell frequency, luminal B displayed the major monocyte concentration, and TNBC exhibited increased monocytes and B/T lymphocytes, with a reduction in NK cells. Transcriptomic analysis revealed NK cell cluster expansions specific to each BC subtype, suggesting a tumour-specific NK cell profile in TNBC with relevant expansion of both immature CD56dim and CD56bright NK cells.Flow cytometry complemented these findings enabling a phenotypic characterization of both peripheral blood NK (p-NK) cells and tumour-infiltrating NK (Ti-NK) cells, showing subtype-specific patterns in NK cell receptor expression. Overall, the phenotypic and functional profiling of the NK cell subsets observed in this study reveals systemic immune alterations in BC and enhances our understanding of NK cells in tumour immunosurveillance.