Tesis sobre el tema "Immunité antitumorale"

La compréhension récente des mécanismes impliqués dans l’échappement tumoral au système immunitaire est fondamentale. En effet, cela a permis le développement de nouvelles immunothérapies à l’origine de réponses prolongées chez les patients atteints par plusieurs types de cancers. Cependant, une majorité de patients répondent insuffisamment ou rechutent. Il est donc indispensable d’identifier les mécanismes de résistances aux immunothérapies, et de nouvelles cibles permettant d’augmenter l’activité de ces thérapeutiques.La Neuropiline-1 (Nrp1) est une glycoprotéine transmembranaire indispensable à de nombreux processus physiologiques tels que l’angiogénèse et la guidance axonale. Nous avons montré dans le laboratoire qu’elle était exprimée dans le système immunitaire, lors de la synapse immunologique puis sur les cellules T conventionnelles activées.L’objectif de ce travail était d’étudier le rôle de la Nrp1 dans la réponse anti tumorale des lymphocytes T CD8+ chez la souris et chez l’homme.Nous avons montré que la délétion de Nrp1 sur les cellules T CD8+ murines augmente la réponse anti tumorale et diminue la croissance tumorale. Les cellules T CD8+ murines délétées pour la Nrp1 ont des capacités effectrices augmentées. La Nrp1 ne pouvant pas signaliser de manière autonome, nous avons montré qu’elle forme un complexe avec PD-1 chez la souris et chez l’homme et qu’elle en module son activité. Enfin, nous avons observé un effet synergique entre l’inhibition de Nrp1 et de PD1 chez la souris, ouvrant la possibilité d’une efficacité clinique chez les patients
T follicular helper (Tfh) cells play an essential role in the development of antigen-specific B cell immunity. Tfh cells regulate the differentiation and survival of activated B cells outside and inside germinal centers (GC) of secondary lymphoid organs. They act through cognate contacts with antigen-presenting B cells, but there is no current marker to specifically identify those Tfh cells which productively interact with B cells. Here we show that neuropilin 1 (Nrp1), a cell surface receptor, is selectively expressed by a subset of Tfh cells in human secondary lymphoid organs. Nrp1 expression on Tfh cells correlates with B cell differentiation in vivo and in vitro, is transient, and can be induced upon co-culture with autologous memory B cells in a cell contact-dependent manner. Comparative analysis of ex vivo Nrp1+ and Nrp1- Tfh cells reveals gene expression modulation during activation. Finally, Nrp1 is expressed by malignant Tfh-like cells in a severe case of angioimmunoblastic T-cell lymphoma (AITL) associated with elevated terminal B cell differentiation. Thus, Nrp1 is a specific marker of Tfh cells cognate activation in humans, which may prove useful as a prognostic factor and a therapeutic target in neoplastic diseases associated with Tfh cells activity

Le constat de l'efficacité relative des traitements actuel des cancers au stade avancé est à l'origine du regain d'intérêt pour l'immunothérapie. Les perspectives dans ce domaine résident principalement dans l'activation des lymphocytes par des antigènes tumoraux afin de déclencher une réponse efficace dans le rejet tumoral et la mise en place d'une surveillance immunitaire. Le concept d'immunothérapie active est basé sur l'idée que les cellules cancéreuses expriment des antigènes tumoraux identifiés ou non identifiés. Quand les antigènes associés aux tumeurs sont définis, il est possible de réaliser des vaccins spécifiques contre ces antigènes. Pour la majorité des cancers, les antigènes associés aux tumeurs ne sont pas connus, nous avons envisagé une vaccinothérapie nouvelle utilisant un large spectre d'antigènes tumoraux issus de cellules apoptotiques. Il a été démontré dans le laboratoire, sur un modèle animal, qu'une immunothérapie curative par injection de corps apoptotiques dérivés de cellules tumorales entraîne la régression de tumeurs établies et favorise la mise en place d'une mémoire immunitaire (Boisteau et al, 1997). .
Resistance to chemotherapy and radiotherapy is an important impediment constraining the successful treatment of cancers. Manipulation of the immune system appears to have a positive effect on cancer. Priming with antigen presenting cells for the generation of tumor-specific responses usually requires prior definition of tumor-derived antigen and characterisation of the epitopes involved. With the exception of melanoma and renal cell carcinoma, however, few tumor-associated antigens have been defined and cloned thus far. The advantage of the injection of apoptotic cells is that the processing of tumor antigens from these bodies leads to the production of a wide panel of antigens and consequently to a diverse immune response. In our laboratory, we have developed a vaccination protocol based on the injection of apoptotic bodies plus IL-2 into the peritoneal cavity of rats before challenge with viable tumor cells. .

Les cellules dendritiques, principales cellules présentatrices d’antigène, jouent un rôle essentiel dans l’induction de la réponse immunitaire antitumorale. Elles présentent donc un grand intérêt dans l’immunothérapie des cancers. Cependant, les résultats des essais cliniques basés sur l’utilisation des cellules dendritiques comme vaccins antitumoraux ont été relativement décevants. Dans cette étude, nous nous sommes intéressés à une propriété non-conventionnelle des cellules dendritiques: leur capacité à tuer directement les cellules cancéreuses. Nous avons montré chez la souris que les LPS peuvent induire l’activité cytotoxique des cellules dendritiques et que cette toxicité est médiée par le monoxyde d’azote et ses composés métaboliques secondaires tels que les peroxynitrites. De plus, ces cellules dendritiques cytotoxiques sont capables après avoir tué les cellules tumorales de présenter les antigènes tumoraux et d’activer des lymphocytes T spécifiques. Enfin, des travaux préliminaires suggèrent que ces mêmes cellules dendritiques cytotoxiques pourraient aussi négativement moduler les lymphocytes T régulateurs, principaux obstacles à la réponse immunitaire anti tumorale. Ainsi, ces cellules dendritiques pourraient réguler la réponse immunitaire anti tumorale à différents niveaux. Nous avons également montré qu’il était possible de générer in vitro des cellules dendritiques cytotoxiques humaines à partir de donneurs sains mais également à partir de patients atteints de cancer. Comme chez la souris, le mécanisme utilisé par ces cellules dendritiques pour tuer les cellules cancéreuses implique la production de peroxynitrites. L’activation des cellules dendritiques afin d’augmenter leur potentiel cytotoxique antitumoral pourra contribuer au développement de nouvelles stratégies en immunothérapie des cancers
The dendritic cells, principal antigen presenting cells, play a crucial role in the initiation and regulation of the immune response against tumor. These cells are currently used in many anti-cancer immunotherapeutic protocols. However, the results of clinical trials using dendritic cell-based vaccines have often been disappointed. In this work, we studied the non-conventional direct tumor killing activity of dendritic cells. We showed in a mouse model that LPS can induce a dendritic cell cytotoxic activity against tumoral cells by producing oxide nitric and peroxynitrites. Moreover, after killing, these dendritic cells are able to present tumor antigens to specific T cells and activate them. Our Preliminary data also suggested that killer dendritic cells can negatively modulate regulatory T cells, major inhibitors of the antitumoral immune response. Thus, while targeting the tumors directly, cytotoxic dendritic cells have a strong potential to direct the antitumoral immune responses and to dampen immunosuppression. We have already shown that the human killer dendritic cells can be generated from monocytes of healthy donors as well as cancer patients. Similarly to mouse dendritic cells, the ex vivo generated human cytotoxic dendritic cells kill tumor cells via peroxynitrites. Taken together, herein presented data are very promising and killer antigen presenting cells can potencially be exploited to develop new efficient immunotherapeutic strategies against cancer

Les cellules dendritiques (DC) tiennent une place centrale dans l'initiation des réponses immunitaires et dans le contrôle du développement des tumeurs. La sous-population cDC1 suscite aujourd'hui en grand intérêt de par ses fonctions d'activation de réponses cytotoxiques par présentation croisée d'Ag aux lymphocytes T (LT) CD8+ ainsi que son implication dans l'immunité antitumorale et la réponse aux immunothérapies chez la souris. Le rôle des cDC1 chez l'Homme est cependant peu décrit. Les cDC1 murines et humaines sont aussi connues pour produire de larges quantités d'interféron (IFN) de type III (IFN-III), aussi appelés IFN-λ. Tout comme les IFN-I avec lesquels ils partagent la même voie de signalisation, les IFN-III ont un rôle antiviral bien décrit. Des modèles murins ont également suggéré un rôle antitumoral, mais ces IFN n'ont jamais été étudiés dans un contexte de cancer chez l'Homme. Il est donc crucial de comprendre les mécanismes expliquant l'impact pronostique positif des cDC1 ainsi que le rôle des IFN-III dans l'immunité antitumorale, en particulier pour le développement de nouvelles approches thérapeutiques. Nous avons démontré pour la première fois l'infiltration des tumeurs humaines de sein et d'ovaire par diverses sous-populations de DC. Les cDC1 sont particulièrement enrichies par rapport au sang des patientes et forment de nombreuses interactions avec les LT CD8+ dans les tumeurs. Une approche de bio-informatique a permis de révéler que les cDC1 représentent l'unique population de DC associée à une meilleure survie des patients dans la majorité des cancers du TCGA. De façon intéressante, la signature de réponses aux IFN-I et III est enrichie dans les tumeurs de sein fortement infiltrées par les cDC1 mais pas par les autres sous-populations. L'expression des gènes codant pour l'IFN-λ1 ou le récepteur aux IFN-III est également associée à une meilleure survie sans rechute dans le cancer du sein. De plus, nous avons démontré la capacité des cDC1 à produire de l'IFN-III sans aucune réactivation ex vivo. Ce résultat indique clairement que dans un contexte de réponse immunitaire antitumorale chez l'Homme, la synthèse d'IFN-III est une spécificité des cDC1 comparées aux autres sous-populations. La présence d'IFN-III dans les surnageants tumoraux a été confirmée au niveau protéique et démontrée comme étant fortement corrélée avec l'IL-12p40, les CXCR3-L, le CX3CL1 et le TNF-α. Ces données soulèvent alors l'hypothèse de l'association entre l'IFN-III, produit dans le microenvironnement tumoral par les cDC1, et la présence de cytokines et chimiokines impliquées dans le recrutement et l'activation de lymphocytes cytotoxiques tels que les LT CD8+ ou cellules NK. Notre étude apporte des informations détaillées quant à la nature des différentes sous-populations de DC infiltrant les tumeurs humaines de sein et d'ovaire et démontrent pour la première fois la production d'IFN-III par les cDC1. L'association de ces cellules et des IFN qu'elles produisent avec une meilleure survie des patientes confirme l'intérêt de développer de nouvelles immunothérapies ciblant les cDC1, en particulier dans le cancer du sein
Dendritic cells (DCs) represent a promising target for the development of new immunotherapies because of their central role in the initiation and the control of immunity. The rare cDC1 population is under considerable scrutiny because their murine counterparts called CD8α+ DCs are essential for cross-presentation to CD8+ T cells, antitumor immunity and response to immunotherapies. In contrast, the role of human cDC1 in cancer has not been investigated as extensively as in mice. They were identified in several tumors and transcriptomic analyses revealed their association with a favorable patient outcome. They also represent a major source of type III interferon (IFN-III), also called IFN-λ, playing a crucial role in viral infections, similarly to IFN-I that share the same signaling pathway. Its antitumor activity was also reported in mouse models, therefore raising questions regarding the use of IFN-IIl in clinical oncology. We believe that understanding the underlying mechanisms of cDC1 favorable prognostic impact and the role of IFN-III in antitumor immunity will be central to design new therapeutic approaches. Here, we demonstrated the infiltration of human primary breast and ovarian tumors by several DC populations and the enrichment of cDC1 compared with patient blood. We also showed for the first time close contacts between cDC1 and T cells in breast tumors. An in silico approach using MCPcouter on the TCGA data sets revealed that cDC1 represented the only DC subset associated with a prolonged overall survival in the majority of solid tumors. Interestingly, type I/III signature was strongly enriched in tumors highly infiltrated only with cDC1. Furthermore, we observed by feature intracytoplasmic flow cytometry analysis a spontaneous production of IFN-λ1 that is restricted to cDC1 in the absence of any ex vivo stimulation in one third of tumors. This result clearly indicates that IFN-λ1 production is a distinct of cDC1 compared with other DC subsets, even in a human tumor context. Notably, a high expression level of genes coding for IFN-III or its receptor was correlated with an increased relapse-free survival in breast cancer. We confirmed the presence of the IFN-λ1 protein in more than 50% of tumors and observed its abundancy compared with other IFN subtypes. IFN-λ1 was strongly correlated with IL-12p40, CXCL9, CXCL10, CXCL11, CX3CL1 and TNF-α. These results raised the hypothesis that IFN-λ1, produced by cDC1 in the TME, could be associated with the production of cytokines and chemokines involved in the recruitment and activation of cytotoxic lymphocytes (NK cells and CD8+ T cells). Our study provides detailed information about the DC compartment infiltrating human breast and ovarian tumors, revealing their potential implication in the antitumor immunity. By focusing on the pathways associated with each DC subset, our findings shed new light on the link between DC population called cDC1 and IFN-I/III signature in tumors. Our clear demonstration of IFN-III production by cDC1 and of its positive impact on the prognosis of cancer patients provides valuable evidences to support the development of new therapeutic strategies targeting cDC1 to amplify the response to immunotherapies, especially in breast cancer

Dans ce travail de thèse, j’ai pu démontrer le rôle des réponses immunitaires adaptatives cytotoxiques de type 1 (Th1), assurées par les lymphocytes T (LT) et notamment par les LT CD8+ cytotoxiques, dans le contrôle de l’invasion métastatique précoce dans les cancers colorectaux. La forte densité des LT mémoires CD45RO+ au sein des tumeurs primaires est associée à un pronostic favorable chez les patients étudiés. La densité, l’organisation et la coordination spatiale des facteurs cellulaires et moléculaires impliqués dans les réponses Th1 sont associées au devenir clinique des patients. Enfin, nous avons mis en évidence une altération progressive des réponses immunitaires antitumorale au cours du développement des cancers colorectaux. L’ensemble de nos résultats suggère que la prise en compte des paramètres immunologiques apporte un complément d’information crucial pour l’établissement du pronostic des patients atteints de cancer colorectaux.

La dichotomie MSS/MSI dans les cancer colorectaux (CCR) n’influence pas la survie des patients dans le contexte d’un fort infiltrat immun en termes de densité et de cellules effectrices autrement appelé « Immunoscore ». Cependant, le taux de réponse objectif aux immunothérapies est très supérieur dans le cas des CCR MSI que MSS et ce malgré la présence d’un infiltrat immunitaire au sein des tumeurs des CCR MSS. Les CCRm MSS représentant 95% des cas observés en clinique, il est nécessaire de mieux comprendre l’influence du MET des CCRm sur les LT CD8 afin d’identifier de nouveaux biomarqueurs et de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Nos recherches se sont focalisées sur CX3CR1, un récepteur couplé aux protéines G (RCPG) donc le rôle dans l’immunité antitumorale a déjà été décrit, comme biomarqueur de réponse aux immunothérapies ou chimiothérapies, mais aussi associé à des fonctions cytotoxiques dans de nombreux modèles infectieux et tumoraux. Ce travail de thèse porte donc sur la compréhension du rôle de CX3CR1 comme biomarqueur dans les CCR, l’investigation des mécanismes de régulation de son expression dans le MET mais aussi l’exploration du rôle direct de l’axe CX3CL1-CX3CR1 dans l’immunité antitumorale médiée par les LT CD8 infiltrant les tumeurs et sa potentielle utilisation comme optimisation des thérapies cellulaires. Nous avons donc mis en évidence que des patients atteints de CCRm qui ne rechutaient pas après chirurgie exprimaient significativement plus CX3CR1 à la surface de leurs LT CD8. Alors que leurs LT CD8 infiltrant la tumeur n’exprimaient pas CX3CR1, nous avons démontré qu’il s’agissait en majorité des LT CD8 CX3CR1+ du sang périphérique qui avaient infiltré le MET. Le TGF-β, sécrété par le MET, induisait une perte d’expression de CX3CR1 via le miR-27a-5p chez ces derniers. De plus, nos travaux ont démontré le rôle de l’axe CX3CR1-CX3CL1 dans la potentialisation des fonctions cytotoxiques des LT CD8+ spécifiques d’antigènes de tumeurs vis-à-vis des cellules cancéreuses y compris des CAR-T cells. Ce travail a permis de mettre en lumière un potentiel mécanisme d'échappement tumoral dépendant du TGF-β inhibant l'expression de CX3CR1 chez les LT CD8 infiltrant la tumeur et privant ces derniers du rôle fonctionnel de ce récepteur dans l’activation des LT CD8
The MSS/MSI dichotomy in colorectal cancer (CRC) does not influence patient survival in the context of a strong immune infiltrate in terms of density and effector cells, also known as the "Immunoscore". However, the objective response rate to immunotherapies is much higher in MSI-CRC compared to MSS-CRC, despite the presence of an immune infiltrate within MSS CRC tumors. Since MSS metastatic colorectal cancers (MSS-mCRC) represent 95% of clinically observed cases, it is necessary to better understand the influence of the MSS-mCRC tumor microenvironment (TME) on CD8 T cells in order to develop new therapeutic strategies. Our research focused on CX3CR1, a G protein-coupled receptor (GPCR) whose role in antitumor immunity has been described as a biomarker for response to immunotherapies or chemotherapies and is also associated with cytotoxic functions in numerous infectious and tumor models. This thesis work aims to understand the role of CX3CR1 as a biomarker in cancers, investigate the mechanisms regulating its expression in the TME, and explore the role of CX3CR1 in antitumor immunity mediated by CD8 T cells infiltrating tumors and its potential use in optimizing cell therapies. We demonstrated that patients with mCRC who did not relapse after surgery had significantly higher expression of CX3CR1 on the surface of their CD8 T cells. While their tumor-infiltrating CD8 T cells did not express CX3CR1, we showed that the majority of these cells were CX3CR1+ CD8 T cells from the peripheral blood that had infiltrated the TME. TGF-β, secreted by the TME, induced a loss of CX3CR1 expression via miR-27a-5p in these cells. Moreover, our work demonstrated the role of the CX3CR1-CX3CL1 axis in potentiating the cytotoxic action of antigen-specific CD8+ T cells against cancer cells. Finally, the addition of this receptor in combination with a CAR-T cell construct potentiated the action of these cells. This work highlighted a potential tumor escape mechanism dependent on TGF-β, inhibiting the expression of CX3CR1 in tumor-infiltrating CD8 T cells and depriving them of the functional role of this receptor

L'induction d'une immunité antitumorale contre un fibrosarcome chimioinduit chez la souris peut se faire par injection de cellules hybrides semi-allogeniques provenant de la fusion entre une cellule du fibrosarcome et un fibroblaste allogenique. L'immunité antitumorale ainsi induite se developpe rapidement, elle est médiée par des lymphocytes t spécifiques de la tumeur parentale, actifs in vivo et in vitro et dont l'activité peut etre amplifiée par de l'interleukine-2. Des phénomènes suppresseurs, de nature t, empêchent transitoirement l'expression de cette immunité. Ce modele d'immunisation à ete utilise pour mettre en evidence une depression de l'immunite antitumorale (immunodepression induite par de fortes doses de bcg, immunodepression liee au vieillissement) et a permis de demontrer la presence de cellules t suppressives responsables de cette immunodépression.

La communication intercellulaire est à la base de l'organisation d'ordre supérieur observée dans les tissus, les organes et l'organisme. Comprendre la communication intercellulaire et ses mécanismes sous-jacents qui sont impliqués dans le cancer est essentiel. Le microenvironnement des tumeurs du sein est composé d'une grande diversité cellulaire, telle que les cellules endothéliales, stromales ou immunitaires, qui peuvent influencer la progression tumorale ainsi que la réponse au traitement. Parmi les différentes populations de cellules immunitaires, les sous-populations de cellules dendritiques (DCs) intègrent les signaux du microenvironnement puis joue un rôle critique en orchestrant le développement d’une réponse immunitaire spécifique par activation des lymphocytes T. Cependant, les différentes fonctions de ces sous-populations et leurs interactions au sein du microenvironnement tumoral restent mal décrites. L’objectif principal de ma thèse a été de comprendre l'impact du microenvironnement tumorale du sein sur les sous-populations de DCs par analyse systémique. Nous avons utilisé le séquençage de l'ARN pour analyser systématiquement les transcriptomes des pré-DC plasmacytoïdes infiltrant les tumeurs (pDC), les populations cellulaires enrichies pour les DC classiques de type 1 (cDC1e), les DC classiques de type 2, les DC CD14+ et les monocytes-macrophages chez des patientes atteintes de cancer primitif du sein luminal et cancer du sein triple négatif. Nous avons constaté que la reprogrammation transcriptionnelle des cellules présentatrices d’antigène infiltrant la tumeur est spécifique à un sous-ensemble. Ces résultats suggèrent une interaction complexe entre l'ontogenèse et l'empreinte tissulaire dans le conditionnement de la diversité des DCs et de leur fonction dans le cancer.En second lieu, j'ai cherché à étudier les communications intercellulaires afin de comprendre comment les cellules intègrent les signaux de leur environnement. Nous avons développé ICELLNET, un outil pour reconstruire les réseaux de communication intercellulaires. Cette méthode quantitative originale, intégrant les interactions ligand-récepteur et l'expression génique spécifique à un type cellulaire, peut être appliquée automatiquement à tous profils transcriptomiques de population cellulaire, que ce soit dans divers contextes pathologiques ou d’autres domaines de la biologie
Cell-to-cell communication is at the basis of the higher order organisation observed in tissues, organs, and organism. Understanding cell-to-cell communication, and its underlying mechanisms that drive the development of cancer is essential. Breast tumor microenvironment (TME) is composed of a great cellular diversity, such as endothelial, stromal or immune cells that can influence tumor progression as well as its response to treatment. Among the different immune cell populations, dendritic cells (DCs) subsets integrate signals from their microenvironment and are subsequently essential in orchestrating specific immune response through T cell activation. However, the differential function of these subsets, and their interactions within the TME remain poorly described. My main thesis objective was to understand the impact of the breast TME on DC subsets using systems-level analysis. We used RNA sequencing to systematically analyze the transcriptomes of tumor-infiltrating plasmacytoid pre-DCs (pDCs), cell populations enriched for type 1 classical DCs (cDC1e), type 2 classical DCs (cDC2s), CD14+DCs, and monocytes-macrophages from human primary luminal breast cancer and triple-negative breast cancer. We found that transcriptional reprogramming of tumor-infiltrating antigen-presenting cells is subset-specific. These results suggest a complex interplay between ontogeny and tissue imprinting in conditioning DC diversity and function in cancer.As a second objective, I aimed at studying the cellular communications in order to understand how cells integrate signals from their environment. I developed ICELLNET, a tool to reconstruct intercellular communication networks. This original quantitative method, integrating ligand-receptor interactions and cell type specific gene expression, can be automatically applied to any cell population level transcriptomic profile opening perspectives of application in several disease contexts and biology fields

Les anticorps bloquant les points de contrôle immunitaires modifient profondément la gestion des patients atteints de cancer. À la pointe de cette nouvelle classe d'agents anticancéreux, les anticorps anti-PD-1 / PD-L1 peuvent ainsi restaurer une réponse efficace des cellules T antitumorales. En conséquence, ces agents sont maintenant approuvés dans divers types de tumeurs, tels que le mélanome, le cancer bronchique non à petites cellules, le cancer du rein, les tumeurs ORL ou le cancer de la vessie. Ces nouvelles immunothérapies entraînent également de nouveaux profils de réponse tumorale tels que des réponses tumorales retardées ou des pseudoprogressions. Au fil de l’expérience acquise avec ces traitements, il a été observé chez certains patients un état de progression rapide de la maladie, ce qui pourrait suggérer que le blocage de points de contrôle immunitaire pourrait avoir un effet délétère en accélérant la maladie chez un sous-groupe de patients. Ce travail de thèse a permis de caractériser sur le plan clinique et biologique ce phénomène d’accélération de la croissance tumorale sous immunothérapie anti-checkpoint que nous avons définit “maladie hyperprogressive” (HPD). L’analyse transcriptomique d’échantillons tumoraux de ces patients a permis d’orienter vers un rôle spécifique de l’environnement myeloide
Immune checkpoint blocking antibodies are profoundly changing the management of patients with cancer. At the forefront of this novel anticancer agent class, anti-PD-1/PD-L1 antibodies can exhibit a significant activity by restoring an efficient antitumor T-cell response. As a result, these agents are now approved in various tumor types such as melanoma, squamous, and nonsquamous non–small cell lung cancer (NSCLC), renal cell carcinoma (RCC), head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) or bladder cancer. Interestingly, these new immunotherapies also result in novel tumor response patterns such as delayed tumor responses or pseudoprogressions. As experience grows with these therapeutics, anecdotal reports are relating rapid disease progressions, which could suggest that immune checkpoint blockade may have a deleterious effect by accelerating the disease in a subset of patients. This thesis work has made it possible to characterize clinically and biologically this phenomenon of accelerated tumor growth under anti-checkpoint immunotherapy, which we have defined as “hyperprogressive disease” (HPD). Transcriptomic analysis of tumour samples from these patients suggested a specific role for the myeloid environment

Les lysosomes jouent un rôle central dans la régulation des processus anaboliques et cataboliques, la signalisation cellulaire ainsi que dans la mise en œuvre des programmes transcriptionnels au sein des cellules. Ils favorisent l’adaptation des cellules cancéreuses lors des variations du microenvironnement en leur fournissant les métabolites essentiels et l’énergie nécessaire à leur survie et à leur prolifération. Un acteur majeur dans la réponse adaptative des lysosomes est le facteur de transcription EB (TFEB). TFEB coordonne l’expression de gènes associés à la fonction et à la biogenèse des lysosomes, y compris ceux impliqués dans l’autophagie, un processus catabolique majeur des cellules qui dépend des lysosomes. TFEB et l’autophagie fonctionnent comme des mécanismes adaptatifs visant à rétablir l’homéostasie cellulaire en réponse à un stress. Cependant, la biogenèse des lysosomes et l'augmentation de leur taille induite par TFEB peuvent rendre les cellules cancéreuses plus vulnérables aux composés ciblant les lysosomes. Cette vulnérabilité ouvre la porte au développement de nouvelles stratégies pour lutter contre le cancer en ciblant simultanément les lysosomes et en activant TFEB. L’objectif initial de cette étude a été de découvrir de nouveaux agents pharmacologiques agonistes de TFEB, manifestant une cytotoxicité significative contre les cellules cancéreuses. Par un criblage de la bibliothèque Prestwick comprenant 1200 composés approuvés par la « Food and Drug Administration » (FDA), nous avons identifié deux antidépresseurs, la sertraline et l’indatraline, qui agissent en tant que puissants activateurs de la translocation de TFEB vers le noyau. Les deux composés induisent une accumulation de cholestérol au sein des lysosomes, entraînant la perméabilisation de leurs membranes et une perturbation du flux autophagique. L’analyse de modélisation moléculaire a révélé que les deux composés pourraient inhiber le trafic du cholestérol en se liant au site de fixation du cholestérol des transporteurs, Niemann-Pick type C1 (NPC1) et NPC2. Dans les cellules cancéreuses, la sertraline et l’indatraline provoquent une mort cellulaire immunogénique, en transformant les cellules mourantes en vaccins prophylactiques capables de protéger contre la croissance tumorale chez la souris. Dans un contexte thérapeutique, une dose unique de ces composés était suffisante pour ralentir de façon significative la croissance tumorale de manière dépendante des lymphocytes T. Ces résultats caractérisent la sertraline et l’indatraline comme des agents immunostimulants qui agissent à travers un mécanisme novateur connectant l’accumulation du cholestérol lysosomal aux dommages lysosomaux, entraînant ainsi la mort immunogénique des cellules cancéreuses. Ces résultats soutiennent le repositionnement de ces deux molécules en tant qu’agents immunostimulants pour le traitement du cancer et encouragent l’extension de cette étude à d’autres inhibiteurs du transport lysosomal du cholestérol
Lysosomes serve as an intracellular platform that coordinates anabolic and catabolic processes, cell signaling, and transcriptional programs. These organelles allow the adaptation of cancer cells to a changing microenvironment by supplying them with essential metabolites and energy for their survival and proliferation. A major player in the lysosomal adaptive response is the transcription factor EB (TFEB), which is part of the microphthalmia/transcription factor E (MIT/TFE) family of transcription factors. TFEB plays a pivotal role in driving the expression of several genes associated with lysosome function and biogenesis, including those participating in autophagy. The latter is a critical lysosomal catabolic process in the cell. While TFEB and autophagy function as adaptive mechanisms to reestablish cellular homeostasis in response to stressors, TFEB-induced lysosomal biogenesis and enlargement can render cancer cells more vulnerable to compounds targeting lysosomes. This vulnerability opens the door for developing new strategies to combat cancers by simultaneously targeting the lysosome and activating TFEB. This study initially aimed to uncover novel pharmacological agents that function as agonists of TFEB and exhibit substantial cytotoxicity against cancer cells. By conducting cell-based drug screening of the Prestwick library, consisting of 1200 Food and Drug Administration (FDA)-approved compounds, we identified two antidepressants, sertraline and indatraline, as potent inducers of TFEB nuclear translocation. Both compounds promoted cholesterol accumulation within lysosomes, resulting in lysosomal membrane permeabilization, disruption of autophagy, and cell death. Molecular docking analysis unveiled that indatraline and sertraline may inhibit cholesterol traffic by binding to the same cavity where cholesterol typically binds to the lysosomal cholesterol transporters, Niemann-Pick type C1 (NPC1) and NPC2. In cancer cells, sertraline and indatraline elicited immunogenic cell death, converting dying cells into prophylactic vaccines that were able to protect against tumor growth in mice. In a therapeutic setting, a single dose of each compound was sufficient to significantly reduce the outgrowth of established tumors in a T cell-dependent manner. These results identify sertraline and indatraline as immunostimulatory agents that operate through a novel mechanism that connects lysosomal cholesterol accumulation to lysosomal membrane permeabilization, ultimately leading to immunogenic cell death. These results support the repositioning of sertraline and indatraline as immunostimulatory agents for cancer treatment and encourage the broadening of this study to other lysosomal cholesterol transport inhibitors

Les chimiothérapies conventionnelles anticancéreuses ont été développées dans le but de traiter le cancer par élimination directe et/ou par inhibition de croissance les cellules tumorales en division. Les cellules endothéliales en prolifération à l’origine de la vascularisation intra-tumorale sont également connues pour être sensibles aux effets cytotoxiques des agents anticancéreux. Depuis, de nombreuses études ont montré que certaines thérapies conventionnelles peuvent être exploitées pour leurs capacités anti-angiogéniques (Browder et al. Cancer Research 2000). La stratégie mise en place consiste à suivre des protocoles où la thérapie est administrée à des doses faibles non myéloablatives et plus fréquemment que les thérapies conventionnelles, appelés dosages métronomiques (Hanahan et al. JCI 2000, Gasparini et al. Lancet Oncology 2001). Le cyclophosphamide (CTX) est un agent alkylant communément utilisé en chimiothérapie dans des protocoles à dosage métronomique. Dans les années 1980, 2 études ont montré que le CTX utilisé à dose métronomique pouvait avoir aussi un rôle sur l’immunité en réduisant la fonction suppressive d’une population de lymphocytes T CD4+ dans un modèle expérimental de tumeur (Awwad et al. Cancer Research 1989) et chez des patients atteints de cancer (Berd et al. Cancer Research 1987). Depuis, les connaissances ont progressé et à présent le CTX métronomique est reconnu pour pouvoir limiter l’expansion et les fonctions des lymphocytes T régulateurs (Treg) (Ghiringhelli et al. EJI 2004, Lutsiak et al. Blood 2005) conduisant à une polarisation des cellules T auxiliaires vers un profil Th1 (Matar et al. Eur J cancer 2000 et Cancer Immunol Immunother 2002). Utilisé en association, le CTX métronomique s’avère donc être un outil intéressant dans le traitement anticancéreux (Hermans et al. Cancer Research 2003, Taieb et al. JI 2006). Nos résultats montrent l’importance des lymphocytes T CD4+ sécréteurs d’IL-17 et d’IFNg dans les effets du CTX
Conventional cancer chemotherapies were developed to target cancer cells either by directly eliminating them or by inhibiting the growth of dividing tumor cells. Proliferating endothelial cells at the origin of intratumoral vascularization are known to be sensitive to the cytotoxic effects of antineoplastic agents. Many studies have shown that some conventional therapies can be exploited for their anti-angiogenic capabilities (Browder et al. Cancer Research 2000). The adopted strategy, called metronomic chemotherapy, consists of administering low doses of drug that do not induce myelosuppression, on a more frequent schedule as compared to conventional therapies (Hanahan et al. JCI 2000, Gasparini et al. Lancet Oncology 2001). Cyclophosphamide (CTX) is an alkylating agent commonly used as a metronomic chemotherapy. In the 1980s, two studies demonstrated that when used at a metronomic dosing, CTX could impact the immune response particularly in reducing the suppressive function of a CD4+ T lymphocyte population in an experimental tumour model (Awwad et al. Cancer Research 1989) and in cancer patients (Berd et al. Cancer Research 1987). Since then, knowledge has evolved and now CTX used as a metronomic or low-dose therapy is administered to limit expansion and functions of regulatory T cells (Treg) (Ghiringhelli et al. EJI 2004, Lutsiak et al. Blood 2005), leading to a helper T cell polarization toward a Th1 profile (Matar et al. Eur J cancer 2000 et Cancer Immunol Immunother 2002). When used in combination, CTX turns out to be a potent drug in the antineoplastic treatments armamentarium (Hermans et al. Cancer Research 2003, Taieb et al. JI 2006). Our results demonstrate the importance of CTX effects on IL-17 and IFNg secreting CD4+ T lymphocytes

Les cancers, notamment les cancers bronchiques non à petites cellules (CBNPC), sont particulièrement fréquents chez les personnes vivant avec le VIH (PVVIH). Cependant, malgré cette association, les profils moléculaires et immunologiques des CBNPC chez les PVVIH restent encore mal connus. L'avènement des immunothérapies antitumorales, en particulier des inhibiteurs de points de contrôle immunitaires (ICI), a révolutionné la prise en charge de nombreux cancers, dont certains touchent fréquemment les PVVIH. Cependant, les PVVIH ont été systématiquement exclus des essais cliniques évaluant l'utilisation des ICI en oncologie. Par conséquent, les données disponibles sur le profil de toxicité de ces traitements et leur impact immunovirologique sur l'infection par le VIH restent limitées. Dans la première partie de ce travail, nous avons comparé prospectivement les caractéristiques immunogénomiques de 27 CBNPC provenant de 15 PVVIH et de 12 patients immunocompétents (IC). Les charges mutationnelles tumorales, les profils moléculaires, le nombre de néoépitopes prédits, ainsi que leur restriction prédite par les molécules du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) de classe I/II étaient similaires dans les deux groupes. Cependant, les réponses T aux néoépitopes, détectées chez 4/11 PVVIH et 5/11 IC, étaient exclusivement dirigées contre des néoépitopes restreints au CMH de classe II chez les PVVIH, tandis que chez les patients IC, la moitié des réponses ciblaient des néoépitopes restreints au CMH de classe I. De plus, un faible nadir de CD4 était associé à l'absence de réponses spécifiques aux néoépitopes chez les PVVIH. Enfin, les microenvironnements tumoraux des CBNPC chez les PVVIH présentaient des proportions plus faibles de neutrophiles et une diminution des marqueurs de la fonction des cellules T. Ainsi, malgré des profils moléculaires similaires, l'infection par le VIH altère gravement les réponses immunitaires antitumorales chez les patients atteints de CBNPC, en particulier celles dirigées contre les néoépitopes restreints au CMH de classe I, ce qui plaide en faveur de l'utilisation d'immunothérapies basées sur les néoépitopes restreints au CMH de classe I dans cette population. Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons étudié, à travers une revue systématique de la littérature, et des études dédiées, le profil de toxicité, l'impact immunovirologique (charge virale et taux de CD4), ainsi que l'effet des ICI sur le réservoir et l'immunité anti-VIH chez les PVVIH, dans le cadre d'une stratégie de « shock and kill » visant à éradiquer le VIH. Nos recherches ont montré que le profil de toxicité des ICI chez les PVVIH est comparable à celui observé dans la population générale. De plus, nous avons démontré que les ICI n'ont pas d'effet négatif sur les marqueurs de l'infection par le VIH, comme la charge virale et le taux de CD4. Enfin, notre étude portant sur 32 PVVIH traités par anti-PD1 en monothérapie, a révélé une diminution précoce, modérée et transitoire du réservoir VIH, sans augmentation significative de l'immunité anti-VIH. L'augmentation précoce sous ICI d'autres points de contrôle immunitaires, tels que CTLA4 et TIM3, pourrait expliquer cet impact limité in vivo sur le réservoir VIH et l'immunité antivirale des anti-PD1. Ainsi, l'utilisation des anti-PD1 en monothérapie ne semble pas constituer une stratégie prometteuse de « shock and kill » pour éradiquer le VIH. Au total, nous avons démontré que le VIH altère fortement la réponse immunitaire antitumorale chez les patients atteints de CBNPC, malgré des profils tumoraux moléculaires similaires. Toutefois, l'utilisation des ICI chez les PVVIH n'est pas associée à un risque accru de toxicité et montre une efficacité comparable à celle des patients immunocompétents. Nos résultats soutiennent le développement de vaccins personnalisés ciblant les néoépitopes restreints au CMH de classe I, en combinaison avec les ICI, pour les PVVIH atteints de CBNPC
Cancers, particularly non-small cell lung cancers (NSCLC), are notably more frequent among people living with HIV (PLWHIV). However, despite this association, the molecular and immunological profiles of NSCLC in PLWHIV remain poorly explored. Characterizing these immunogenomics features in malignant tumors has become critical for understanding the mechanisms of oncogenesis and developing more effective antitumor therapies. The advent of immunotherapies, especially immune checkpoint inhibitors (ICIs), has revolutionized cancer treatment, including cancers that frequently affect PLWHIV. However, PLWHIV have been systematically excluded from clinical trials evaluating ICIs in oncology. As a result, data on the safety profile of these treatments and their immunovirological impact on HIV infection remain limited.In the first part of this work, we prospectively compared the immunogenomics features of 27 NSCLC from 15 PLWHIV and 12 immunocompetent patients (IC). Tumor mutational burdens, molecular profiles, number of predicted neoepitopes, and their MHC-class I/II predicted restriction were similar in both groups. However, monofunctional T cell responses to neoepitopes, detectable in 4/11 PLWHIV and 5/11 IC, were exclusively directed against MHC-class-II-restricted neoepitopes in PLWHIV while half were directed against MHC-class-I-restricted in IC. A low CD4 nadir was associated with the lack of neoepitope-specific responses in PLWHIV. Furthermore, PLWHIV tumor microenvironments displayed lower neutrophils proportions and decreased T cell function markers. Thus, despite similar molecular profiles, HIV-infection severely impairs antitumor immune responses in patients with NSCLC, particularly to MHC-class-I-restricted neoepitopes, supporting the use of MHC-class-I-restricted neoepitope-based immunotherapy in this population. In the second part of this work, we conducted a systematic review of the literature, dedicated clinical studies, and biological sub-studies to assess the toxicity profile, immunovirological impact (viral load and CD4 count), as well as the effects of ICIs on the HIV reservoir and anti-HIV immunity in PLWHIV, as part of a “shock and kill” strategy for an HIV cure. Our research demonstrated that the toxicity profile of ICIs in PLWHIV is similar to that observed in the general population. We also identified specific risk factors in this population associated with the occurrence of severe immune-related adverse events, such as long-term HIV infection, low CD4 count, positive cytomegalovirus serology, and a history of oncological surgery. Additionally, we showed that ICIs do not have a negative impact on HIV infection markers, such as viral load and CD4 count. Finally, our study of 32 PLWHIV treated with anti-PD1 monotherapy, with monitoring of plasma viral load, anti-HIV immunity, and the viral reservoir, revealed an early, moderate, and transient reduction in the HIV reservoir, without a significant increase in anti-HIV immunity. The early upregulation of other immune checkpoints, such as CTLA4 and TIM3, under ICI treatment may explain the limited in vivo effect on the HIV reservoir and antiviral immunity of anti-PD1 therapy. Thus, the use of anti-PD1 monotherapy does not appear to be a promising “shock and kill” strategy for eradicating HIV. Overall, we demonstrated that HIV significantly impairs the antitumor immune response in patients with NSCLC, despite similar molecular tumor profiles. However, the use of ICI in PLWHIV is not associated with an increased risk of toxicity and shows efficacy comparable to that observed in IC patients. Our results support the approach of personalized vaccines targeting MHC class I-restricted neoepitopes, combined with ICIs, for PLWHIV with NSCLC

Il y a eu des rapports récents sur la réponse antitumorale chez la drosophile. Notre objectif est d'examiner le rôle des signaux immunitaires innés contre les tumeurs RasV12-­GFP chez les mouches adultes. J'ai créé un modèle de tumeur chez les drosophiles adultes en transplantant la lignée de cellules tumorales RasV12-­GFP. Cette étude présente des preuves que les voies immunitaires innées sont toutes, dans une certaine mesure, impliquées dans la réaction contre les tumeurs de la drosophile. Bien que les données soient très préliminaires, elles illustrent les réponses complexes dans les mouches, qui constitueront certainement la base de l'étude future du groupe. Néanmoins, les données in vivo suggèrent clairement que d'une part, les cellules oncogènes sont capables de proliférer massivement sur le côté du corps de la mouche et d'autre part, les mouches succombent finalement à la charge oncogène. Le profilage de l'expression génique suite à l'injection oncogène de cellules RasV12 nous amène également à nous interroger sur les récepteurs inconnus ou les signaux de danger, qui pourraient se coordonner dans les mouches pour lutter contre ces cellules. D'autres travaux permettront d'élucider le mécanisme moléculaire de reconnaissance et de réaction de l'insecte à ces cellules tumorales
There have been recent reports on antitumor response in Drosophila. Using the fly model this might open new avenues in the field of tumor immunology. Our aim is to examine roles of these innate immune signaling against RasV12-­GFP tumors in adult flies. I established tumor developing adult flies by transplanting RasV12-­GFP tumor cell line. This study presents evidence that the innate immune pathways are all to some extent involved in the reaction against tumors in Drosophila. Although the data is highly preliminary, it illustrates the complex responses in the flies, which will definitely form the basis of the future study of the group. Nevertheless, the in vivo data clearly suggests that firstly, the oncogenic cells are able to proliferate massively in side the fly body and secondly, the flies finally succumb to the oncogenic load. The gene expression profiling following the oncogenic RasV12 cell injection also leads us to ask question about the unknown receptors or danger signals, which might be coordinating in the flies to fight against these cells. Further work will unravel the molecular mechanism of recognition and reaction of the insect to these tumorous cells

Células tumorais desenvolvem diversas estratégias para escapar da identificação e eliminação pelo sistema imune. Dessa forma, a investigação dos mecanismos envolvidos na comunicação celular no microambiente tumoral e na desregulação local do sistema imune é crítica para uma melhor compreensão da progressão da doença e para o desenvolvimento de alternativas terapêuticas mais eficazes. Nós aqui demonstramos que SIGIRR/IL-1R8, um importante regulador negativo de receptores de Interleucina-1 (ILRs) e receptores do tipo Toll (TLRs), apresenta expressão aumentada em uma linhagem celular epitelial mamária transformada pela superexpressão do oncogene HER2 e em tumores primários de mama, e promove o crescimento tumoral e metástase através da modulação da inflamação associada ao câncer e da atenuação da resposta imune antitumoral. Observamos que IL-1R8 tem sua expressão correlacionada com HER2 em tecidos mamários e sua alta expressão é fator de pior prognóstico em câncer de mama de baixo grau. Notavelmente, níveis aumentados de IL-1R8 foram observados especialmente nos subtipos HER2+ e Luminais de tumores de mama, e sua expressão aumentada em células epiteliais de mama transformadas por HER2 diminui a ativação da via de NF-κB e a expressão de diferentes citocinas pro-inflamatórias (IL-6, IL-8, TNF, CSF2, CSF3 e IFN-β1). Meio condicionado de células transformadas por HER2, mas não de variantes celulares com o gene IL-1R8 silenciado, induz a polarização de macrófagos para o fenótipo M2 e inibe a ativação de células NK. Em um modelo murino transgênico de tumorigênese espontânea mediada por HER2, MMTV-neu, verificamos que a deficiência de IL-1R8 (IL-1R8-/-neu) retardou o aparecimento de tumores e reduziu a incidência, a carga tumoral e a disseminação metastática. Contudo, não foram observadas diferenças significativas no crescimento tumoral quando animais IL-1R8-/-neu receberam medula óssea de animais IL-1R8+/+, confirmando um papel importante da expressão de IL-1R8 em células não hematopoiéticas na tumorigênese da mama. Tumores IL-1R8+/+neu apresentaram maiores níveis de citocinas pró-inflamatórias como IL-1β e VEGF, e menores níveis da citocina imunomodulatória IFN-γ. Além disso, tumores que expressavam IL-1R8 apresentaram menor infiltrado de células NK maduras, células dendríticas (DCs) e linfócitos T-CD8+ e um maior infiltrado de macrófagos M2 e linfócitos T-CD4+. Coletivamente, esses resultados indicam que a expressão de IL-1R8 em tumores de mama pode representar um novo mecanismo de escape da resposta imune e suportam IL-1R8 como potencial alvo terapêutico.
Tumor cells develop numerous strategies to fine-tune inflammation and avoid detection and eradication by the immune system. Identification of new players that regulate the cellular crosstalk within the tumor microenvironment and promote local immune dysregulation is critical to understand disease progression and to improve therapeutic strategies. Here, we demonstrate that SIGIRR/IL-1R8, a negative regulator of IL-1R and TLRs, is up-regulated in a HER2-transformed epithelial mammary cell line and in primary breast tumors and promotes tumor growth and metastasis by modulating cancer-related inflammation and impairing anti-tumor immunity. IL-1R8 expression is correlated with HER2 in mammary tissue, and higher tumor IL-1R8 expression is a poor prognostic factor in lower grade breast tumors. Notably, higher levels of IL-1R8 expression were observed in HER2+ and Luminal breast tumor subtypes and IL-1R8 up-regulation in HER2-transformed mammary epithelial cells inhibited NF-κB activation and the expression of pro-inflammatory cytokines (IL-6, IL-8, TNFα, CSF2, CSF3, IFN-β1). Conditioned medium from HER2-transformed cells, but not from IL-1R8 knockdown variants, induced M2-macrophage polarization and inhibited natural-killer (NK) cell activation. IL-1R8 deficiency in a transgenic mouse model of breast tumorigenesis (MMTV-neu) significantly delayed tumor onset and reduced tumor incidence, burden and metastasis. No significant differences in tumor growth were observed when IL-1R8-/-neu mice were transplanted with bone marrow from IL-1R8+/+ animals, confirming an important role for IL-1R8 expression in non-hematopoietic cells during breast tumorigenesis. IL-1R8+/+neu mammary tumors presented higher levels of pro-inflammatory cytokines such as IL-1β and VEGF, but lower levels of IFN-γ. Besides, a lower infiltrate of mature NK cells, dendritic cells (DCs) and CD8+ T cells but higher infiltrate of M2-macrophages and CD4+ T cells were present in IL-1R8 expressing tumors. Collectively, our results support IL-1R8 expression as a novel tumor immune escape mechanism in breast cancer and putative target for immunotherapy.