Role of tumor-associated Kupffer cells in liver metastasis seeding and growth

Il carcinoma colorettale e l’adenocarcinoma duttale pancreatico sono tra le principali cause di mortalità per cancro. Il drenaggio ematico dei tumori gastrointestinali (TGI) verso il fegato espone questo organo, noto per le sue funzioni immunoregolatorie, a elevate cariche antigeniche. Abbiamo studiato come il microambiente immunologico epatico contribuisca alla progressione tumorale attraverso due approcci interconnessi: lo sviluppo di una piattaforma di terapia genica in vivo basata su vettori lentivirali (LVs) e l’analisi del processamento degli antigeni tumorali (TAs) rilasciati dai TGI da parte delle cellule epatiche, che promuove l’evasione immunitaria. Utilizzando modelli murini singenici, abbiamo riprogrammato i macrofagi residenti del fegato affinché secernessero IFNα nel nicho metastatico, osservando un aumento della presentazione antigenica, dell’infiltrazione linfocitaria e dell’attività citotossica dei linfociti CD8. In un sottogruppo di topi è emersa resistenza associata all’espansione di linfociti CD4 Eomes⁺ e all’aumentata espressione di CTLA-4; la terapia combinata con l’inibizione di CTLA-4 ha portato a una regressione tumorale completa. Parallelamente, abbiamo ingegnerizzato linee cellulari di CRC per rilasciare antigeni fluorescenti sotto forma di proteine solubili (cTAs) o antigeni associati a vescicole extracellulari (EVTAs), che sono stati preferenzialmente captati dagli epatociti e dalle cellule di Kupffer, rispettivamente. La presentazione antigenica mediata dagli epatociti ha indotto una disfunzione dei linfociti CD8 specifici per l’antigene e accelerato la crescita tumorale. Analisi di immunopeptidomica su campioni epatici e tumorali di pazienti hanno confermato la presentazione di TAs, mentre l’RNA-seq a singola cellula ha identificato vie di evasione immunitaria e potenziali target terapeutici. Tra questi, Tnfsfr9 (codificante per 4-1BB) è emerso come candidato promettente; il trattamento con anticorpi agonisti anti-4-1BB ha ripristinato la funzione linfocitaria. Questi risultati rivelano due meccanismi complementari attraverso cui il fegato modula l’immunità antitumorale: la riprogrammazione dei macrofagi con terapia genica a base di IFNα rimodella il microambiente metastatico e potenzia la risposta T, mentre la presentazione antigenica da parte degli epatociti induce disfunzione linfocitaria, reversibile tramite stimolazione del pathway 4-1BB.

Colorectal cancer and pancreatic ductal adenocarcinoma are among the leading causes of cancer-related mortality. Notably, drainage from gastrointestinal tumors (GITs) into the liver exposes this immunoregulatory organ to high antigenic loads. We investigated how the liver’s immune milieu contributes to tumor progression through two interconnected approaches: the development of an in vivo gene therapy platform using lentiviral vectors (LVs), and the study of how tumor antigens (TAs) released by GITs are processed by hepatic cells, promoting immune escape. Using syngeneic murine models, we reprogrammed liver-resident macrophages to secrete IFNα within the metastatic niche and observed increased antigen presentation, enhanced infiltration, and cytotoxicity of CD8 T cells. A subset of mice developed resistance driven by Eomes⁺ CD4 T cell expansion and CTLA-4 upregulation; combination therapy with CTLA-4 blockade led to complete tumor regression. In parallel, CRC cell lines were engineered to release fluorescent TAs either as soluble proteins (cTAs) or extracellular vesicle–associated antigens (EVTAs), which were preferentially taken up by hepatocytes and Kupffer cells, respectively. Hepatocyte-mediated antigen presentation induced dysfunctional TA-specific CD8 T cells and accelerated tumor growth. Immunopeptidomics on patient-derived liver and tumor samples confirmed TA presentation, while single-cell RNA sequencing identified immune escape pathways and therapeutic targets. Among these, Tnfsfr9 (encoding 4-1BB) emerged as a promising candidate; treatment with agonistic 4-1BB antibodies restored T cell function. Together, these findings reveal two complementary mechanisms by /which the liver shapes antitumor immunity: reprogramming macrophages with IFNα gene therapy remodels the metastatic niche and enhances T cell responses, while hepatocyte-mediated antigen presentation drives T cell dysfunction, which can be reversed by 4-1BB stimulation.