Un estudio identificó seis nichos celulares asociados con la respuesta a inmunoterapia en el carcinoma escamoso cutáneo. Su distribución espacial antes del tratamiento mostró mayor capacidad predictiva que el estado de PD-L1
Lugones Editorial©
La inmunoterapia dirigida a PD-1/PD-L1 ha revolucionado el tratamiento del carcinoma escamoso cutáneo, tanto en el contexto neoadyuvante como en el adyuvante. Sin embargo, una proporción considerable de pacientes no responde al tratamiento y los mecanismos responsables de esta resistencia aún no se comprenden por completo. Por ello, es necesario identificar métodos que permitan predecir la respuesta a inmunoterapia.
En este estudio, los investigadores realizaron un análisis transcriptómico espacial con resolución unicelular de muestras de carcinoma escamoso cutáneo (cSCC) de 27 pacientes, la mayoría de ellos incluidos en ensayos clínicos de fase II de inmunoterapia neoadyuvante dirigida a PD-1/PD-L1. Se analizaron biopsias obtenidas antes del tratamiento, después de una dosis y después de tres o cuatro dosis. El análisis espacial permitió identificar seis nichos tumorales con diferente representación entre los pacientes que respondieron al tratamiento y aquellos que no respondieron.
En conjunto, los hallazgos proporcionan un atlas transcriptómico espacial de la evolución del carcinoma escamoso cutáneo durante el tratamiento con inhibidores de PD-1/PD-L1 y aportan información sobre los mecanismos de resistencia a la inmunoterapia, que podría orientar futuras investigaciones terapéuticas.
La inmunoterapia dirigida a PD-1/PD-L1 ha revolucionado el tratamiento del carcinoma escamoso cutáneo. Sin embargo, una proporción de pacientes no responde al tratamiento y los mecanismos responsables de esta resistencia aún no se comprenden por completo
Introducción
El carcinoma escamoso cutáneo (cSCC) es el segundo tipo de cáncer de piel más frecuente, con más de un millón de casos nuevos por año en los Estados Unidos.
En estadios tempranos, se trata mediante ablación o resección quirúrgica menor, con tasas de supervivencia superiores al 95%. En cambio, el cSCC puede presentar recurrencias extensas, invasión local profunda, invasión perineural extensa o metástasis regionales. En esta población, los estudios muestran tasas de recurrencia del 30 % al 35 % y tasas de supervivencia a cinco años del 36 % al 72 %.
La introducción de inmunoterapias altamente eficaces representa un avance importante en el tratamiento del cSCC avanzado. Actualmente, la investigación se centra en el contexto neoadyuvante, en el que un ensayo de fase II con cemiplimab, un anticuerpo monoclonal dirigido a PD-1, demostró una respuesta patológica completa en el 51 % de los pacientes. Otros ensayos clínicos han mostrado resultados similares.
Sin embargo, una proporción considerable de pacientes sin tratamiento previo no responde al bloqueo de PD-1/PD-L1. Esto plantea interrogantes sobre los mecanismos que impulsan la resistencia y sobre cómo identificar a los pacientes con mayor probabilidad de beneficiarse de la inmunoterapia.
Métodos
Se realizó un estudio transcriptómico espacial con resolución unicelular de muestras de cSCC obtenidas de 27 pacientes. Las muestras procedían de dos ensayos clínicos de fase II de inmunoterapia neoadyuvante y de pacientes tratados fuera de ensayos clínicos. Todos los diagnósticos fueron confirmados mediante evaluación anatomopatológica.
Cinco pacientes recibieron cemiplimab (350 mg cada tres semanas, hasta cuatro dosis), 19 recibieron atezolizumab (1200 mg cada tres semanas, durante tres dosis) y tres fueron tratados fuera de ensayos clínicos. Se analizaron biopsias obtenidas antes del tratamiento, después de la primera dosis y, cuando estaban disponibles, al finalizar el tratamiento neoadyuvante.
Utilizando solo núcleos de tejido de 1,7 mm, este estudio emplea transcriptómica espacial para mapear la expresión génica en tumores recogidos antes y después de la inmunoterapia, identificando seis nichos asociados con la respuesta al tratamiento
- Análisis transcriptómico espacial
Se elaboraron dos micromatrices tisulares con 59 cilindros de tejido tumoral de 1,7 mm, obtenidos de muestras fijadas en formalina e incluidas en parafina. El análisis se realizó mediante la plataforma CosMx Spatial Molecular Imager, utilizando un panel de aproximadamente 1000 genes humanos para caracterizar la expresión génica y la distribución espacial de las células.
- Procesamiento y clasificación celular
Los datos transcriptómicos se procesaron mediante herramientas bioinformáticas, incluidas Seurat, SCTransform e Insitutype. Se aplicaron controles de calidad, normalización y eliminación de posibles dobletes celulares.
Las poblaciones celulares se identificaron mediante agrupamiento no supervisado y análisis de expresión génica diferencial. La clasificación se basó en genes marcadores característicos de cada tipo celular, complementados con datos de inmunofluorescencia.
Resultados
Generación de perfiles transcriptómicos espaciales unicelulares en cSCC antes, durante y después del bloqueo neoadyuvante de PD-1/PD-L1
El análisis transcriptómico espacial permitió estudiar más de 56 millones de transcripciones correspondientes a 254.617 células de muestras de cSCC. Se identificaron cinco grandes poblaciones celulares: queratinocitos, fibroblastos, células B, células mieloides y una población mixta de células dendríticas, T y NK.
La composición celular fue relativamente similar antes del tratamiento y después de la primera dosis de inmunoterapia, mientras que las muestras quirúrgicas presentaron una mayor proporción de fibroblastos. Tampoco se observaron diferencias importantes en la composición celular global entre respondedores y no respondedores.
Generación de perfiles transcriptómicos espaciales unicelulares en carcinoma cutáneo de células escamosas
El análisis de enriquecimiento de conjuntos de genes muestra mayores cambios en los pacientes respondedores a la inmunoterapia
Después de una dosis de inmunoterapia, los pacientes respondedores mostraron cambios significativos en 17 de los 45 conjuntos de genes analizados, frente a solo 2 de 45 en los no respondedores (p < 0,001).
Entre los cambios observados en los respondedores se destacaron el aumento de las firmas de respuesta al interferón gamma, la glucólisis y la fosforilación oxidativa. En cambio, los no respondedores presentaban una mayor actividad basal de las vías de interferón alfa y gamma, p53 y PI3K/AKT/mTOR.
Sin embargo, los perfiles transcriptómicos globales no permitieron distinguir claramente entre ambos grupos.
El análisis de enriquecimiento del conjunto de genes muestra una mayor perturbación del conjunto de genes en los respondedores de inmunoterapia
La agrupación espacial revela nichos diferenciados en el cSCC
El análisis de la organización espacial de las células tumorales y su entorno permitió identificar seis nichos con características moleculares diferenciadas:
- Alta presentación de antígenos.
- Enriquecido en células B/plasmáticas.
- Queratinocitos inflamatorios.
- Queratinocitos proliferativos.
- Mieloide de baja presentación de antígenos.
- Transición epitelial-mesenquimal (EMT) rica en fibroblastos.
Los tres primeros predominaron en los pacientes respondedores, mientras que los otros tres fueron más frecuentes en los no respondedores. Esta distribución reveló diferencias en la organización del microambiente tumoral que no eran evidentes mediante la clasificación celular convencional.
Los nichos espaciales están diferenciados enriquecidos en los respondedores frente a los que no responden
Los investigadores definieron la proporción de nichos favorables como la fracción de células pertenecientes a los tres nichos asociados con la respuesta terapéutica en las biopsias previas al tratamiento.
Esta medida alcanzó un área bajo la curva (AUC) de 0,782 para predecir la respuesta patológica (p = 0,021), frente a un AUC de 0,694 para la proporción basal de células positivas para PD-L1 (p = 0,193).
Los resultados sugieren que la caracterización espacial del microambiente tumoral podría contribuir al desarrollo de biomarcadores predictivos de respuesta a inmunoterapia en el cSCC.
Los nichos espaciales están diferencialmente enriquecidos en los respondedores frente a los que no responden, y los nichos espaciales predicen la respuesta patológica al bloqueo de PD-1/PD-L1
Los nichos espaciales proporcionan información sobre los mecanismos individuales de resistencia a la inmunoterapia
El análisis individual de los tumores reveló mecanismos heterogéneos de resistencia. En algunos pacientes se identificaron alteraciones de la presentación antigénica asociadas con una menor expresión de B2M y MHC de clase I en las células tumorales, mientras que otros conservaron esta maquinaria, pero mostraron mecanismos alternativos de evasión inmunitaria.
En otros casos, la falta de respuesta se relacionó con un microambiente mieloide inmunosupresor, una menor señalización del interferón o características asociadas con la transición epitelial-mesenquimal.
Estos hallazgos indican que la resistencia al bloqueo de PD-1/PD-L1 puede involucrar mecanismos diferentes entre pacientes, incluso cuando presentan nichos espaciales similares.
Una firma de gen de nicho espacial cSCC está asociada con la respuesta y la supervivencia en cohortes independientes de melanoma tratado con bloqueo de PD-1/PD-L1
Para explorar la relevancia de los hallazgos, los investigadores desarrollaron una firma de expresión génica basada en los tres nichos favorables y la evaluaron en dos cohortes independientes de pacientes con melanoma tratados con bloqueo de PD-1/PD-L1.
La expresión de esta firma fue significativamente mayor en los respondedores de una cohorte y mostró una tendencia similar en la segunda. Además, los pacientes con puntuaciones más altas presentaron una supervivencia significativamente superior en ambas cohortes.
Estos resultados respaldan el potencial de las firmas moleculares asociadas con los nichos favorables, aunque su capacidad predictiva todavía requiere validación específica en cohortes independientes de cSCC.
La expresión de una firma genética derivada de nichos favorables está asociada con una mejor respuesta y supervivencia en cohortes independientes de melanoma
Discusión
El análisis transcriptómico espacial de muestras de cSCC de 27 pacientes permitió identificar seis nichos tumorales asociados diferencialmente con la respuesta al bloqueo neoadyuvante de PD-1/PD-L1. La composición de estos nichos antes del tratamiento mostró capacidad predictiva de respuesta (AUC = 0,782), mientras que el estado de PD-L1 no alcanzó significación estadística en esta pequeña cohorte.
Los nichos de alta presentación de antígenos, enriquecidos en células B/plasmáticas y de queratinocitos inflamatorios se asociaron con una respuesta favorable. En cambio, los nichos mieloides de baja presentación de antígenos, de queratinocitos proliferativos y de transición epitelial-mesenquimal rica en fibroblastos predominaron en los no respondedores.
La variabilidad de los nichos entre pacientes sugiere que la resistencia a la inmunoterapia puede responder a distintos mecanismos, incluidos defectos intrínsecos de presentación antigénica en las células tumorales y microambientes inmunosupresores. Estas diferencias podrían orientar futuras estrategias terapéuticas individualizadas.
Conclusiones
Los hallazgos aportan información sobre los posibles mecanismos de resistencia del cSCC al bloqueo de PD-1/PD-L1 y respaldan el potencial de los nichos espaciales como biomarcadores predictivos de respuesta.
El atlas transcriptómico espacial generado, disponible públicamente, constituye un recurso para futuras investigaciones orientadas a mejorar la selección de pacientes y desarrollar estrategias terapéuticas dirigidas.
Los resultados subrayan aún más la heterogeneidad de los mecanismos de resistencia entre los pacientes con carcinoma escamoso cutáneo, destacando la necesidad de estrategias terapéuticas personalizadas
Carcinoma escamoso cutáneo: nuevos predictores de respuesta a inmunoterapia
Fuente
Lee MY, Sherman AR, Martínez Ramírez L, et al. Single-cell spatial transcriptomics uncovers niches that govern response to PD-1/PD-L1 blockade in cutaneous squamous cell carcinoma. J Immunother Cancer 2026;14(1):e014067.
