Análisis del microambiente inmunosupresor en el cáncer colorrectal resistente a la quimioterapia mediante el análisis transcriptómico de células individuales.

El cáncer colorrectal (CCR) sigue siendo una de las principales causas de mortalidad relacionada con el cáncer, y la resistencia a la quimioterapia representa una barrera crítica para un tratamiento eficaz. El microambiente tumoral (MET) desempeña un papel fundamental en la mediación de la resistencia a través de complejos mecanismos inmunosupresores que aún no se comprenden completamente a nivel celular. Realizamos un análisis exhaustivo de secuenciación de ARN de una sola célula en 13.380 células de muestras de CCR sensibles y resistentes a la quimioterapia. Tras un riguroso control de calidad y una reducción de la dimensionalidad, realizamos un agrupamiento no supervisado, una anotación de tipos celulares, un análisis de expresión diferencial, una evaluación del enriquecimiento funcional, una inferencia de trayectorias y una reconstrucción de la red de interacción célula-célula.

Se realizó una validación in vitro utilizando líneas celulares resistentes a la quimioterapia (HCT116-OxR y SW480-5FUR) con ensayos cuantitativos de RT-PCR y ELISA. El análisis de una sola célula reveló una remodelación profunda del MET en los tumores resistentes, caracterizada por: (1) cambios composicionales significativos con una reducción de las poblaciones de células T citotóxicas y células NK, y un aumento de las células T reguladoras y los macrófagos polarizados M2; (2) supresión sistemática de las vías de activación de las células T (puntuación de enriquecimiento normalizada = -2,8, FDR < 0,001) con una regulación al alza concurrente de programas inmunosupresores, incluidos la respuesta a la hipoxia, la angiogénesis y la adaptación metabólica; (3) redes de comunicación célula-célula inhibitorias mejoradas que presentan niveles elevados de señalización de PD-L1/PD-1, CTLA-4, TGF-β e IL-10; (4) transiciones progresivas de la trayectoria de las células T desde fenotipos efectores citotóxicos a fenotipos agotados; (5) regulación al alza coordinada de moléculas de control inmunitario (PD-L1, TIM-3, LAG-3), citocinas inhibitorias (TGF-β1, IL-10) y enzimas metabólicas (IDO1, ARG1). La validación in vitro confirmó que las líneas celulares resistentes presentaban una regulación al alza transcripcional de 2,3 a 5,1 veces y una secreción significativamente mayor de factores inmunosupresores (PD-L1, TGF-β1, IDO1, IL-10; todos p < 0,001). Este completo atlas de una sola célula revela el complejo panorama inmunosupresor del CCR resistente a la quimioterapia, identificando mecanismos celulares, moleculares y espaciales coordinados que impulsan la evasión inmunitaria.

Nuestros hallazgos proporcionan posibles biomarcadores para predecir la resistencia al tratamiento y destacan las vulnerabilidades terapéuticas para desarrollar estrategias de combinación basadas en la inmunoterapia con el fin de superar la resistencia a la quimioterapia en el CCR.