Clonalidade espacial do TCR e expansão clonal no microambiente in situ do câncer de pulmão de células não pequenas

A ativação e expansão clonal de células T são essenciais para respostas eficazes à imunoterapia no câncer de pulmão de células não pequenas (CPCNP). A distribuição dos clones de células T pode oferecer insights sobre mecanismos imunogênicos e implicar informações prognósticas e preditivas potenciais. Analisamos a clonalidade do receptor de células T α/β (TCR) usando RNA-sequenciamento de tecido tumoral congelado em massa de 182 pacientes com CPCNP. Os dados foram integrados com características moleculares e clínicas, extensa imagem in situ e sequenciamento espacial do microambiente imune tumoral. A clonalidade do TCR também foi determinada em uma coorte independente de nove pacientes com CPCNP tratados com inibidores de pontos de verificação imune. Os padrões de clonalidade do TCR (índice de Gini) variaram desde alta diversidade de clones de células T com alta uniformidade (índice de Gini baixo) até dominância clonal com baixa uniformidade (índice de Gini alto). Geralmente, a clonalidade do TCR no câncer foi inferior à do parênquima pulmonar normal pareado distante do tumor (p=0,021). A distribuição da clonalidade do TCR entre adenocarcinoma e carcinoma de células escamosas foi semelhante; entretanto, fumantes apresentaram índice de Gini mais alto. Enquanto na coorte de pacientes operados com CPCNP a clonalidade do TCR não foi prognóstica, em uma coorte tratada com inibidores de pontos de verificação imune, alta clonalidade do TCR associou-se a melhor resposta à terapia (p=0,016) e sobrevivência prolongada (p=0,003, sobrevida mediana 13,8 vs 2,9 meses). No nível genômico, um índice de Gini mais alto correlacionou-se fortemente com menor frequência de mutações nos genes do receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR) e adenomatous polyposis coli (APC), mas maior frequência de mutações em P53, além de maior carga mutacional tumoral. A caracterização detalhada do tecido tumoral revelou que alta clonalidade do TCR associou-se a um fenótipo tumoral ativado e inflamado (PRF1, GZMA, GZMB, INFG) com assinaturas de exaustão (LAG3, TIGIT, IDO1, PD-1, PD-L1). Correspondentemente, células imunes PD-1+, CD3+, CD8A+, CD163+ e CD138+ infiltraram tecido canceroso com alta clonalidade do TCR. O sequenciamento in situ recuperou clones dominantes únicos de células T dentro do tecido tumoral do paciente, que foram predominantemente do subtipo CD8 e localizados mais próximos às células tumorais. Nosso robusto pipeline de análise caracterizou repertórios diversos de TCR vinculados a genótipos distintos e fenótipos imunológicos tumorais. O agrupamento espacial de clones de células T expandidos e sua associação com ativação imunológica enfatiza uma resposta imune funcional e clinicamente relevante, particularmente em pacientes com CPCNP tratados com inibidores de pontos de verificação.