Dans une étude récente publiée dans le eVie journal, les chercheurs ont démontré que les cellules tumorales échappent à l’immunothérapie en générant des structures transitoires uniques de cellule à cellule, résistantes à la chimiothérapie et à la destruction par les lymphocytes T.
Sommaire
Arrière plan
Malgré quelques réussites remarquables, les immunothérapies anticancéreuses qui utilisent le système immunitaire de l’organisme pour combattre le cancer cessent de fonctionner chez de nombreux patients. On ne sait pas pourquoi cela se produit, mais la façon dont le système immunitaire attaque les cellules cancéreuses pourrait avoir un rôle à jouer dans ce phénomène.
Les immunothérapies activent des lymphocytes T tueurs spécialisés, qui déclenchent la réponse immunitaire aux tumeurs. Ces cellules peuvent identifier les cellules cancéreuses et injecter des granules toxiques à travers leurs membranes pour les tuer. Cependant, les lymphocytes T tueurs ne sont pas toujours efficaces car les cellules cancéreuses sont intrinsèquement bonnes pour éviter la détection. Pendant le traitement, leurs gènes ont tendance à muter, leur donnant de nouvelles façons d’échapper au système immunitaire humain.
Curieusement, lors de l’analyse des gènes des cellules tumorales, les scientifiques ont découvert que nombre de ces gènes codent pour des protéines reconnues par les lymphocytes T qui ne changent pas de manière significative, ce qui indique que la résistance des tumeurs à l’immunité pourrait être physique plutôt que génétique.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont étudié de manière approfondie la rechute tumorale à l’aide d’un modèle murin dans lequel les tumeurs ont récidivé après leur régression complète. Ils ont utilisé une combinaison d’adjuvant de cellules dendritiques avec des anticorps se liant à la tumeur pour déclencher une immunité très puissante contre les lymphocytes T. Une version de cette thérapie est en cours de test dans un essai multicentrique de phase I. Dans plusieurs modèles de souris, l’immunité dépendante des lymphocytes T induite par le traitement a complètement éradiqué les tumeurs établies. Cependant, après environ 10 jours, près de 50 % des souris ont développé des tumeurs récurrentes résistantes aux traitements ultérieurs.
Les chercheurs ont traité des souris porteuses de mélanome avec des lymphocytes T CD8+ spléniques exprimant des récepteurs de lymphocytes T (TCR) contre les antigènes de mélanome gp100 ou TRP2. A noter que l’antigène glycoprotéine 100 (gp100) est exprimé dans près de 61% des mélanomes suivi de la protéine 2 liée à la tyrosinase (TRP2). En outre, l’équipe a testé si ces cellules T infiltrant la tumeur (TIL) étaient actives. À cette fin, ils les ont transférés dans des souris naïves et les ont provoquées avec des cellules tumorales. En outre, ils ont évalué les changements d’immunogénicité des lignées cellulaires résistantes au-delà de l’expression de gp100 et TRP2.
L’équipe a établi quatre lignées cellulaires de B16F10 qui avaient rechuté des tumeurs suite à l’immunothérapie pour analyser leur site néo-antigène par rapport à B16F10 à partir de souris non traitées et a effectué une analyse de l’exome complet (WES). Pour évaluer la pertinence humaine de leurs découvertes, les chercheurs ont tracé la charge néo-antigène identifié chez les patients en rechute de carcinome non à petites cellules et de mélanome après un traitement avec blocage des points de contrôle.
Les chercheurs ont également digéré par voie enzymatique les tumeurs traitées et trié les cellules de mélanome vivantes à l’aide de la microscopie électronique à transmission (MET). Pour s’assurer que les structures cellulaires observées en TEM ne résultaient pas de la procédure d’isolement, les chercheurs ont également analysé des coupes histologiques de tumeurs, dont les noyaux et les membranes cellulaires étaient marqués par fluorescence. Enfin, les chercheurs ont comparé la viabilité et les taux d’apoptose de cellules tumorales individuelles à ceux de cellule dans cellule et quelle cascade de signalisation régissait les structures cellule dans cellule.
Résultats de l’étude
Les chercheurs ont fait plusieurs observations importantes dans la présente étude. Premièrement, les cellules tumorales ont survécu à l’immunothérapie en s’organisant dans une formation transitoire de cellule à cellule. Deuxièmement, les lignées cellulaires parentales B16F10 et leurs dérivés établis après la destruction des lymphocytes T étaient également sujets à la destruction des lymphocytes T. Ensemble, ces résultats suggèrent que les transitoires in vivo mécanismes régissent la résistance des tumeurs récidivantes. L’analyse de séquençage de l’acide ribonucléique (RNAseq) a également indiqué que toutes les lignées cellulaires établies se regroupaient dans des composants principaux similaires. Au contraire, le profil d’expression des cellules tumorales triées par TEM provenant de souris traitées par immunothérapie était nettement distinct.
Remarquablement, les protéines qui sont principalement exprimées sur la membrane des lymphocytes T activés par l’interféron gamma (IFNγ) ont sécrété des granules qui ont assuré la formation de cellules dans les cellules. La formation de cellules dans les cellules médiée par les lymphocytes T était donc régie par le transducteur de signal et l’activateur de la transcription 3 (STAT3) et la signalisation de la réponse de croissance précoce-1 (EGR1). Les analyses confocales ont montré que la plupart des cellules tumorales sont organisées en constellations de nombreux noyaux entourés d’une seule membrane plasmique. Les images TEM ont également montré une séparation unique des membranes plasmiques et des cytosols des deux cellules. Les tumeurs traitées par immunothérapie ont montré une prévalence accrue de telles structures cellulaires, en particulier dans les sites où l’apoptose des cellules tumorales s’est produite. L’inhibition de ces facteurs avant l’immunothérapie pourrait nettement améliorer son efficacité thérapeutique.
conclusion
Dans l’ensemble, la présente étude a mis en évidence une limitation importante de l’immunothérapie actuelle. Il a révélé un mécanisme de résistance jusque-là inconnu qui permettait aux cellules tumorales de supporter la destruction à médiation immunitaire sans diminuer leur immunogénicité.
L’étude a décrit un nouveau mécanisme de résistance au blocage des points de contrôle immunitaire avec des implications significatives pour l’immunothérapie du cancer, qui pourraient également s’étendre à d’autres tumeurs malignes. Gutwillig et al. ont démontré à l’aide de plusieurs modèles de tumeurs de souris que lorsque le système immunitaire attaque, les cellules tumorales se réorganisent en se cachant les unes dans les autres, ce qui leur permet de pénétrer sous de nombreuses couches de la membrane cellulaire. À ce stade, les lymphocytes T tueurs pourraient identifier et injecter la cellule externe avec des granules toxiques, mais ils ne peuvent pas atteindre les cellules à l’intérieur. Gutwillig et al. ont identifié certains des signaux que les lymphocytes T tueurs libèrent et que les cellules cancéreuses reconnaissent et ont montré que les bloquer pouvait empêcher les cellules cancéreuses de se cacher et rendre l’immunothérapie plus efficace. Cette nouvelle approche pourrait éclairer les recherches futures et aider à développer de nouvelles thérapies contre le cancer ou à améliorer les traitements existants.
