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Combination therapy with immune checkpoint inhibitors in colorectal cancer: Challenges, resistance mechanisms, and the role of microbiota - 22/04/25

Doi : 10.1016/j.biopha.2025.118014 
Ali Rahimi a, Zeinab Baghernejadan a, Ali Hazrati b, Kosar Malekpour a, Leila Nejatbakhsh Samimi c, Alireza Najafi a, Reza Falak a, , Hossein Khorramdelazad d,
a Department of Immunology, School of Medicine, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran 
b Department of Immunology, School of Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran 
c Department of Immunology, Faculty of Medical Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran 
d Department of Immunology, School of Medicine, Rafsanjan University of Medical Sciences, Rafsanjan, Iran 

Corresponding authors.

Abstract

Colorectal cancer (CRC) is still one of the leading causes of cancer deaths worldwide. Even though there has been progress in cancer immunotherapy, the results of applying immune checkpoint inhibitors (ICIs) have been unsatisfactory, especially in microsatellite stable (MSS) CRC. Single-agent ICIs that target programmed cell death-1 (PD-1)/ PD-L1, cytotoxic T-lymphocyte–associated protein 4 (CTLA-4), T cell Ig- and mucin-domain-containing molecule-3 (TIM-3), and lymphocyte activation gene (LAG)-3 have emerged as having specific benefits. However, many primary and secondary resistance mechanisms are available in the tumor microenvironment (TME) that prevent it from happening. Combination strategies, such as the use of anti-PD-1 and anti-CTLA-4, can be effective in overcoming these resistance pathways, but toxicities remain a significant concern. Moreover, ICIs have been integrated with various treatment modalities, including chemotherapy, radiotherapy, antibiotics, virotherapy, polyadenosine diphosphate-ribose polymerase (PARP) inhibitors, and heat shock protein 90 (HSP90) inhibitors. The outcomes observed in both preclinical and clinical settings have been encouraging. Interestingly, manipulating gut microbiota via fecal microbiota transplantation (FMT) has been identified as a new strategy to increase the efficacy of immunotherapy in CRC patients. Therefore, integrating ICIs with other treatment approaches holds promise in enhancing the prognosis of CRC patients. This review focuses on the unmet need for new biomarkers to select patients for combination therapies and the ongoing work to overcome resistance and immune checkpoint blockade.

Il testo completo di questo articolo è disponibile in PDF.

Keywords : Metabolism, Cancer, Immunotherapy, Immune checkpoint, Microbiota


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Vol 186

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  • Current knowledge on the mechanisms underpinning vasculogenic mimicry in triple negative breast cancer and the emerging role of nitric oxide
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