La inflamación local aguda de los neutrófilos inducida por la vacuna de lisado de células de melanoma TRIMELVax incrementa la migración de las células dendríticas al ganglio linfático drenante y se asocia al rechazo del tumor

Abstract

TRIMELVax es una nueva tecnología inmunoterapéutica contra el melanoma maligno que consiste en lisados celulares de melanoma humanas condicionadas por choque térmico (TRIMEL) combinado la hemocianina del Concholepas concholepas como adyuvante. Esta vacuna demostró ser eficaz en protocolos profilácticos y terapéuticos in vivo, reduciendo significativamente el crecimiento del volumen tumoral y aumentando la supervivencia de los ratones vacunados y desafiados con el melanoma murino B16F10. Aunque la proyección clínica de esta vacuna genera grandes expectativas, se desconocen muchos de los factores inmunológicos implicados en el efecto antitumoral. En este trabajo nos enfocamos en estudiar cómo TRIMELVax induce la inflamación del microambiente tisular en el sitio de administración, el reclutamiento de células de la inmunidad innata y células dendríticas (DCs) y el papel que esta inflamación local ejerce sobre la activación y migración masiva de las DCs al linfonodo drenante poplíteo (pLN). Para esto, ratones C57BL/6 fueron inyectados con TRIMELVax, PBS o la vacuna GVAx en la almohadilla plantar trasera y luego sacrificados en diferentes tiempos, obteniéndose muestras de la almohadilla plantar trasera para identificar las poblaciones de células de la inmunidad innata y la presencia de genes para citoquinas y quimioquinas. Además, se estudiaron las poblaciones de DCs que migran desde el sitio de inyección al linfonodo drenante y el efecto que tiene la depleción de los neutrófilos sobre la activación y migración de las DCs. Se observó que las primeras seis horas postinyección son fundamentales en la respuesta inmune generada por TRIMELVax. TRIMELVax induce la sobreexpresión de un patrón específico de genes para citoquinas y quimioquinas con perfil proinflamatorio a diferencia de GVAx y el control de PBS. Además, observamos una respuesta inmune innata más aguda en el sitio de administración que se caracteriza por un rápido y potente reclutamiento de neutrófilos, un aumento de los macrófagos tipo 1 (M1), monocitos (mo), cDC1, células de Langerhans (LCs) y mo-DCs, así como una disminución de los macrófagos de tipo 2 (M2). Adicionalmente, se observó que la inflamación temprana inducida por TRIMELVax produce una mayor migración de cDC1 al pLN comparado con GVAx o los controles. Interesantemente encontramos que los neutrófilos juegan un rol fundamental en el mecanismo de acción de la vacuna, dado que su depleción disminuye la migración de las DCs, especialmente de as cDC1al pLN. Finalmente, se demostró que la depleción transitoria de neutrófilos antes de las vacunaciones anula la capacidad de TRIMELVax para controlar el crecimiento tumoral. Estos resultados sugieren que TRIMELVax induce una activación más rápida y potente del sistema inmunitario innato, lo que favorece la coordinación y el direccionamiento de una respuesta inmunitaria adaptativa mediada por cDC1 más eficaz frente a los tumores malignos de melanoma.

TRIMELVax is a novel immunotherapeutic technology against malignant melanoma, consisting of heat shock-conditioned human melanoma cell lysates (TRIMEL) combined with Concholepas concholepas hemocyanin as an adjuvant. This vaccine has demonstrated effectiveness in vivo in prophylactic and therapeutic protocols, significantly reducing tumor mass growth and increasing the survival of vaccinated mice challenged with murine B16F10 melanoma. While the clinical outlook for this vaccine holds great promise, many of the immunological factors involved in its anti-tumor effect remain unknown. In this study, we focused on investigating how TRIMELVax induces inflammation in the tissue microenvironment at the administration site, the recruitment of cells from the innate immunity and dendritic cells (DCs), and the role this local inflammation plays in the activation and massive migration of DCs to the draining popliteal lymph node (pLN). For this purpose, C57BL/6 mice were injected with TRIMELVax, PBS, or the GVAx vaccine in the rear footpad, and then sacrificed at different time points to obtain samples from the rear footpad. These samples were used to identify populations of innate immune cells and the presence of genes for cytokines and chemokines. Additionally, we studied the populations of DCs migrating from the injection site to the draining lymph node and the effect of neutrophil depletion on DC activation and migration. The first six hours post-injection were found to be crucial for the immune response generated by TRIMELVax. TRIMELVax induces the overexpression of a specific pattern of proinflammatory cytokine and chemokine genes, unlike Gvax and PBS controls. Furthermore, a more acute innate immune response was observed at the administration site, characterized by rapid and potent recruitment of neutrophils, increased type 1 macrophages (M1), monocytes (mo), cDC1, Langerhans cells (LCs), and mo-DCs, along with a decrease in type 2 macrophages (M2). Additionally, the early inflammation induced by TRIMELVax led to greater migration of cDC1 to the pLN compared to Gvax or control groups. Interestingly, we found that neutrophils play a fundamental role in the vaccine's mechanism of action, as their depletion reduces DC migration, especially cDC1, to the pLN. Finally, transient neutrophil depletion prior to vaccinations was shown to nullify TRIMELVax ability to control tumor growth. These results suggest that TRIMELVax induces a faster and more potent activation of the innate immune system, facilitating the coordination and targeting of a more effective adaptive immune response mediated by cDC1 against malignant melanoma tumors.