CD IImpact du métabolisme des cellules CAR-iNKT sur leurs propriétés antitumorales

école doctorale

équipe

Equipe 6 : Cell-engineering and Immunomodulation of Inflammatoryand Neoplastic Disorders (CImIND

contexte

Les carcinomes pulmonaires incluent les carcinomes pulmonaires non à petites cellules (CPNPC) et à petites cellules (CPPC) et représentent la principale cause de mortalité liée au cancer dans le monde. Malgré les avancées thérapeutiques, le taux de survie global à 5 ans reste inférieur à 20 % pour les CPNPC et à moins de 7 % pour les CPPC. Ces cancers présentent des défis thérapeutiques importants en raison de leur grande hétérogénéité, de leur résistance intrinsèque à la chimiothérapie et aux thérapies ciblées. De plus, ces tumeurs déploient souvent des stratégies d'échappement immunitaire, limitant l'efficacité des inhibiteurs de points de contrôles immuns (1). En effet, le microenvironnement tumoral (MET) des carcinomes pulmonaires est caractérisé par une infiltration réduite en lymphocytes T, NK et NKT invariants due à une matrice extracellulaire non permissive, comme l'a démontré le groupe de E. Donnadieu (collaborateur de ce projet) (2), par la présence de lymphocytes T épuisés et par une augmentation de cellules immunosuppressives (T régulateurs, macrophages associés aux tumeurs-TAMs et fibroblastes) (3). De nouvelles stratégies thérapeutiques surmontant la matrice extracellulaire et le microenvironnement tumoral hostile sont donc nécessaires. Les nouvelles immunothérapies cellulaires utilisant des lymphocytes T génétiquement modifiés pour exprimer un récepteur chimérique à l'antigène (CAR-T), qui leur permettent de cibler les cellules tumorales, sont à l'étude dans les carcinomes pulmonaires (4). Parmi d'autres antigènes tumoraux, B7H3, représente une cible prometteuse et des essais cliniques explorant les CAR-T anti-B7H3 dans le cancer du poumon sont en cours (5). Cependant, malgré certaines réponses cliniques, les stratégies CAR-T dans les tumeurs solides doivent être optimisées avec le développement de stratégies capables d'améliorer la migration, la persistance et l'efficacité des cellules effectrices CAR, tout en contrôlant le MET immunosuppresseur. Les CAR-T anti-CD19 ont démontré leur efficacité dans les hémopathies malignes lymphoïdes réfractaires telles que les lymphomes B. Dans ce contexte, il a été montré que les cellules CAR-T les plus efficaces étaient caractérisées par un phénotype moins différencié, des profils phénotypiques et transcriptomiques de lymphocytes non-épuisés et un métabolisme cellulaire montrant des capacités respiratoires mitochondriales augmentées (6,7). Dans le contexte des tumeurs solides, le groupe d'E. Donnadieu a montré un rôle crucial du métabolisme mitochondrial des cellules T et CAR-T dans le contrôle de leur migration intra-tumorale. Une respiration mitochondriale accrue dans les cellules T et CAR-T augmente leur production d'ATP et de ROS mitochondriaux, tous deux nécessaires pour soutenir la motilité des cellules T (8). Plusieurs stratégies, incluant les inhibiteurs de PI3K et de mTOR, peuvent permettre d'améliorer la persistance et les fonctions cytotoxiques des cellules CAR-T en augmentant leur masse mitochondriale et en modulant leur métabolisme (9). En outre, le transfert de mitochondries de cellules souches mésenchymateuses (CSM) a montré un intérêt pour améliorer la fonctionnalité des lymphocytes T et CAR-T (10). La modulation du MET immunosuppresseur est un autre facteur crucial permettant d'optimiser l'efficacité des CAR-T. Dans cet objectif, les lymphocytes NKT invariants (iNKT) représentent une alternative prometteuse aux T conventionnels (11). Ces cellules immunitaires innées expriment un TCR unique (Vα24-Jα18/Vβ11 chez l'Homme) qui reconnaît les glycolipides présentés par CD1d sur les cellules présentatrices d'antigènes et les cellules cancéreuses, conduisant à leur activation rapide et à la sécrétion de cytokines telles que l'IFN-γ (12). Les lymphocytes iNKT murins non modifiés peuvent moduler la réponse immunitaire en convertissant le MET en un état pro-inflammatoire, en supprimant les cellules myéloïdes suppressives (MDSCs), et en promouvant l'activation des cellules T et NK (13). Une équipe américaine a généré des cellules souches hématopoïétiques humaines exprimant le TCR invariant des iNKT et un CAR anti-BCMA (CAR-CSH-iNKT) et montré que ces cellules étaient plus efficaces que des CAR-T anti-BCMA dans un modèle de myélome du fait de leur capacité à éliminer les MDSCs, les macrophages et les cellules dendritiques exprimant CD1d du MET (14). Chez des souris immunocompétentes, les cellules CAR iNKT obtenues à partir de souris transgéniques iTCR sont également supérieures aux cellules CAR-T dans le contrôle des macrophages TAMs M2 immunosuppresseurs dans un modèle de mélanome (15). D'autres avantages des cellules CAR-iNKT par rapport aux cellules CAR-T sont : i) leur meilleure reconnaissance tumorale non seulement via le CAR mais aussi via leur iTCR, en particulier dans les tumeurs exprimant CD1d, comme les cancers du poumon (16); ii) leurs capacités accrues de migration tumorale vers les sites tumoraux et les métastases cérébrales (17,18); iii) leur absence d'allo-réactivité, comme démontré par notre équipe (19-21), les positionnant comme des candidats prometteurs pour des thérapies prêtes à l'emploi. Dans les tumeurs solides, les cellules CAR-iNKT anti-GD2 ont montré un bon profil de tolérance et une certaine efficacité lors des essais cliniques de phase I dans le neuroblastome (22). Par conséquent, les cellules iNKT représentent une nouvelle et prometteuse plateforme d'immunothérapie cellulaire à base de CAR. Cependant, il n'existe pas de données sur leur métabolisme intrinsèque et son impact potentiel sur leur fonctionnalité. Données préliminaires : Notre groupe possède l'expertise dans l'expansion des cellules iNKT humaines (brevet WO2023/232750 A1) et a mis au point un protocole pour générer des cellules CAR-iNKT (brevet en cours d'évaluation). Nous avons commencé à explorer le métabolisme des cellules iNKT et des cellules CAR-iNKT par rapport aux cellules T et aux cellules CAR-T activées et cultivées de manière similaire. Nos données préliminaires non publiées suggèrent que les cellules CAR-iNKT humaines natives possèdent des capacités respiratoires mitochondriales et un métabolisme glycolytique supérieurs à ceux des cellules CAR-T, malgré une masse mitochondriale inférieure (Figure 1). Leurs capacités respiratoires mitochondriales plus élevées malgré une masse mitochondriale inférieure suggèrent un complexe respiratoire mitochondrial plus efficient. Une augmentation concomitante de la capacité respiratoire maximale et de la réserve respiratoire (SCR) (Figure 1) suggère de meilleures capacités à s'adapter en réponse au stress ou après activation. Ces données confortent l'intérêt d'approfondir l'étude du métabolisme des cellules CAR-iNKT afin de mieux comprendre leur fonctionnalité et leur différence par rapport aux cellules CAR-T mais également pour identifier de nouvelles pistes d'optimisation de leur fonctionnalité antitumorale.

spécialité

Sciences de la Vie et de la Santé - BioSE

laboratoire

IMoPA - Ingénierie Moléculaire et Physiopathologie Articulaire