Fullengde TRAIL må danne en bestemt tredelt struktur – en trimer – for å aktivere dødsreseptorene DR4 og DR5 på målcellen. TRAILshort mangler aminosyren cystein 230 og kan derfor ikke danne en funksjonell trimer. I stedet fester den seg til de samme reseptorene uten å sende videre dødsbeskjeden. Den fungerer dermed som en såkalt dominant-negativ antagonist: Den tar plassen til det riktige signalet og hindrer det i å virke .
Drapsceller i immunforsvaret, blant annet NK-celler og CD8-positive T-celler, kan uttrykke fullengde TRAIL. Når TRAIL binder seg til DR4 eller DR5 på en kreftcelle eller en infisert celle, kan det utløse programmert celledød.
TRAILshort konkurrerer om de samme reseptorene, men klarer ikke å utløse signalet. Resultatet er at målcellen blir mindre følsom for immunforsvarets TRAIL-avhengige angrep. Analyser har vist TRAILshort-uttrykk i opptil 40 prosent av primære humane svulster .
Den nye studien i Journal of Clinical Investigation beskriver en mer direkte effekt på immuncellene. I prekliniske modeller aktiverte TRAILshort enzymet SHP-1, som fungerer som en molekylær brems i T-celler. Dette kan forstyrre signalene fra T-cellereseptoren – TCR – og gjøre det vanskeligere for T-cellene å gjenkjenne og angripe kreftceller og virusinfiserte celler .
Det gir TRAILshort en uvanlig dobbeltrolle: Proteinet blokkerer dødsbeskjeden i målcellen og svekker samtidig effektorcellen som skal utføre angrepet.
TRAILshort ble oppdaget da forskere undersøkte hvorfor HIV-infiserte celler kunne motstå TRAIL-mediert celledød. Ved kronisk infeksjon kan denne mekanismen bidra til at infiserte celler overlever selv om immunforsvaret er aktivert .
I kreft er TRAILshort funnet både på celleoverflaten og i ekstracellulære vesikler – små membranbundne blærer som celler sender ut . Det siste kan bli viktig for diagnostikken: Dersom TRAILshort kan måles i blod, kan det på sikt åpne for en såkalt flytende biopsi.
Forskere har utviklet et monoklonalt antistoff som selektivt retter seg mot TRAILshort. I laboratorie- og dyremodeller har nøytralisering av proteinet gjort kreftceller mer mottakelige for TRAIL-avhengig celledød. Antistoffet har også økt effekten av pasientens egne CD8-positive T-celler i ex vivo-modeller av primære svulster .
TRAILshort-systemet virker annerledes enn den etablerte PD-1/PD-L1-sjekkpunktaksen. En behandling som blokkerer TRAILshort, kan derfor i prinsippet kombineres med eksisterende sjekkpunkthemmere . Dette er foreløpig en preklinisk idé, ikke en godkjent behandlingsstrategi.
CAR-T-behandling går ut på å hente ut pasientens T-celler, utstyre dem genetisk med en kunstig antigenreseptor og føre dem tilbake i kroppen. TRAILshort kan potensielt begrense effekten av slike celler ved både å beskytte kreftcellen og hemme T-cellefunksjonen .
En mulig strategi er å undersøke svulsten for TRAILshort før behandling, slik at man identifiserer pasienter som kan ha større risiko for tilbakefall. Andre muligheter er å utvikle CAR-T-celler som tåler TRAILshort bedre, eller å kombinere CAR-T med et antistoff mot proteinet. Tidlige studier har påvist høyt TRAILshort-uttrykk i enkelte B-cellekreftformer, blant annet B-ALL og mantelcellelymfom .
Siden opptil 40 prosent av primære humane svulster uttrykker TRAILshort, er proteinet en kandidat som prediktiv eller prognostisk biomarkør . En prediktiv biomarkør kan si noe om hvilken behandling en pasient sannsynligvis vil ha nytte av, mens en prognostisk biomarkør kan gi informasjon om sykdomsforløpet.
TRAILshort-positive svulster kan være mindre mottakelige for behandlinger som er avhengige av cytotoksiske immunceller, inkludert enkelte former for sjekkpunkthemming og CAR-T-terapi . Måling i vevsprøver eller ekstracellulære vesikler i blodet kan derfor bli relevant – dersom funnene bekreftes i kliniske studier.
En mekanisme som demper T-celler, kan være skadelig i kreft, men potensielt nyttig ved autoimmune sykdommer. Der angriper immunsystemet kroppens eget vev. Å etterligne eller kontrollere TRAILshorts brems på TCR-signalering kan derfor i teorien bidra til å dempe autoreaktive T-celler ved sykdommer som systemisk lupus erythematosus og revmatoid artritt .
Dette er fortsatt en hypotese på et tidlig stadium. Samtidig viser den nye bruken av CAR-T-celler ved autoimmune sykdommer at immunforsvaret kan manipuleres på andre måter enn ved tradisjonell immundemping. CD19-rettet CAR-T har i tidlige studier gitt remisjon hos pasienter med lupus ved å fjerne autoreaktive B-celler . TRAILshort-baserte metoder kan på sikt tenkes som et mer T-cellerettet supplement, men dette er ikke klinisk etablert.
TRAILshort ser ut til å fungere som et immunologisk kontrollpunkt på to nivåer. Varianten hindrer TRAIL i å utløse celledød i målcellen, samtidig som den kan dempe T-cellenes aktivering. Det gjør proteinet interessant som mulig mål for kreftimmunterapi, som biomarkør for behandlingsrespons og som et fremtidig verktøy for å regulere autoimmune reaksjoner.
Men forskningen er fortsatt i startfasen. Før TRAILshort kan brukes til å styre behandling eller bli et legemiddel, må mekanismen bekreftes i flere studier og testes grundig for effekt og sikkerhet hos mennesker.