Análise abrangente de transcriptômica e proteômica de célula única revela exaustão de células NK e trajetória evolutiva única de células tumorais no carcinoma nasofaríngeo não queratinizante

Resumo Contexto O carcinoma nasofaríngeo não queratinizante (NK-NPC) tem uma forte associação com a infecção por vírus Epstein-Barr (EBV). O papel das células NK e a trajetória evolutiva das células tumorais no NK-NPC permanecem incertos. Neste estudo, buscamos investigar a função das células NK e a trajetória evolutiva das células tumorais no NK-NPC através de análise transcriptômica de célula única, proteômica e imunohistoquímica. Métodos Foram coletados casos de NK-NPC (n = 3) e mucosa nasofaríngea normal (n = 3) para análise proteômica. Dados transcriptômicos de célula única de NK-NPC (n = 10) e hiperplasia linfoide nasofaríngea (NLH, n = 3) foram obtidos do Gene Expression Omnibus (GSE162025 e GSE150825). O controle de qualidade, a redução de dimensão e o agrupamento foram baseados no software Seurat (v4.0.2) e os efeitos de lote foram removidos pelo software harmony (v0.1.1). Células normais da mucosa nasofaríngea e células tumorais do NK-NPC foram identificadas utilizando o software copykat (v1.0.8). Interações célula-célula foram exploradas utilizando o software CellChat (v1.4.0). A análise da trajetória evolutiva das células tumorais foi realizada utilizando o software SCORPIUS (v1.0.8). Análises de enriquecimento de função de proteínas e genes foram realizadas utilizando o software clusterProfiler (v4.2.2). Resultados Um total de 161 proteínas diferencialmente expressas foram obtidas entre NK-NPC (n = 3) e mucosa nasofaríngea normal (n = 3) por proteômica (log 2 fold change > 0.5 e valor de P < 0.05). A maioria das proteínas associadas à via de citotoxicidade mediada por células natural killer foi desregulada no grupo NK-NPC. Em transcriptômica de célula única, identificamos três subconjuntos de células NK (NK1-3), dos quais a exaustão celular NK foi identificada no subconjunto NK3 com alta expressão de ZNF683 (uma assinatura de célula NK residente de tecido) no NK-NPC. Demonstramos a presença desse subconjunto de células NK ZNF683 + no NK-NPC, mas não na NLH. Também realizamos experimentos imunohistoquímicos com TIGIT e LAG3 para confirmar a exaustão de células NK no NK-NPC. Além disso, a análise de trajetória revelou que a trajetória evolutiva das células tumorais do NK-NPC estava associada ao status da infecção por EBV (ativa ou latente). A análise das interações célula-célula revelou uma rede complexa de interações celulares no NK-NPC. Conclusões Este estudo revelou que a exaustão de células NK pode ser induzida pela upregulação de receptores inibidores na superfície das células NK no NK-NPC. Tratamentos para a reversão da exaustão das células NK podem ser uma estratégia promissora para o NK-NPC. Enquanto isso, identificamos uma trajetória evolutiva única das células tumorais com status ativo de infecção por EBV no NK-NPC pela primeira vez. Nosso estudo pode fornecer novos alvos imunoterapêuticos e uma nova visão da trajetória evolutiva envolvendo gênese tumoral, desenvolvimento e metástase no NK-NPC.