Выявление механизмов уклонения от иммунного ответа при ВПЧ-ассоциированном раке шейки матки с помощью мультиомного анализа и вычислительного скрининга

Введение: Инфекция вирусом папилломы человека (ВПЧ) — один из основных факторов развития рака шейки матки (РШМ), однако молекулярные механизмы уклонения ВПЧ-ассоциированных опухолей от иммунного ответа во многом остаются неясными.

Методы: Для изучения различий в транскрипционном профиле и иммунном микроокружении ВПЧ-положительных и ВПЧ-отрицательных опухолей шейки матки проанализировали данные секвенирования РНК опухолевых образцов (The Cancer Genome Atlas [TCGA]-CESC) и отдельных клеток (GSE171894, GSE197461). Дифференциально экспрессируемые гены выявляли с помощью DESeq2. Функциональное обогащение оценивали с использованием анализа обогащения наборов генов (GSEA), онтологии генов (GO) и Киотской энциклопедии генов и геномов (KEGG). Гены, связанные с уклонением от иммунного ответа, отбирали с помощью лассо-регрессии (LASSO), алгоритма «случайный лес» и рекурсивного исключения признаков с использованием метода опорных векторов (SVM-RFE). Были построены регуляторные сети транскрипционных факторов и микроРНК. Инфильтрацию иммунных клеток оценивали с помощью CIBERSORT и ssGSEA. Экспрессию ключевых генов-маркеров проверяли в клеточных линиях РШМ HeLa, SiHa, C33A и W12 методом количественной ПЦР с обратной транскрипцией в реальном времени (RT-qPCR) и иммуноблоттинга. Функции IFNGR1 изучали после подавления его экспрессии с помощью siRNA, используя тест CCK-8, анализ образования колоний, тесты миграции и инвазии в камере Transwell и проточную цитометрию для оценки апоптоза.

Результаты: Выявленные 6266 дифференциально экспрессируемых генов позволяли различать ВПЧ-положительные и ВПЧ-отрицательные опухоли. В ВПЧ-положительных опухолях были обогащены пути, связанные с вирусными инфекциями и иммунным ответом, тогда как в ВПЧ-отрицательных опухолях активировались онкогенные сигнальные пути. Алгоритмы машинного обучения выявили IFNGR1, TRADD и PSMB9 как гены-маркеры уклонения от иммунного ответа, связанные с ВПЧ. Анализ регуляторных сетей указал на важную роль IRF1, IRF2 и нескольких микроРНК. В ВПЧ-положительных опухолях была выше инфильтрация дендритными и плазматическими клетками; она коррелировала с экспрессией TRADD. По результатам анализа Каплана—Майера у ВПЧ-положительных пациентов с высокой экспрессией IFNGR1 отмечалась тенденция к снижению общей выживаемости (отношение рисков [HR] = 1,78; 95% доверительный интервал [ДИ] 0,86–3,68; логарифмический ранговый критерий p = 0,113). Экспрессия IFNGR1 на уровнях мРНК и белка была значительно повышена в ВПЧ-положительных клеточных линиях РШМ. Подавление IFNGR1 существенно снижало пролиферацию, образование колоний, миграцию и инвазию и усиливало апоптоз клеток HeLa и SiHa, подтверждая его значительный вклад в прогрессирование ВПЧ-ассоциированного РШМ.

Выводы: IFNGR1 выявлен как ключевой ген, связанный с уклонением от иммунного ответа при ВПЧ-положительном РШМ. Описаны его регуляторная сеть и функциональный вклад; IFNGR1 может стать потенциальной терапевтической мишенью при ВПЧ-ассоциированных опухолях.