Les scientifiques de Ludwig Cancer Research ont développé une méthode pour améliorer de manière significative l'évaluation préclinique des thérapies à base de lymphocytes T chimériques antigène-récepteur (CAR), dans laquelle les lymphocytes T du système immunitaire sont extraits d'un patient, conçus pour cibler une molécule spécifique associée à une tumeur, puis cultivé et réinfusé pour le traitement du cancer. Publié dans le Journal de médecine expérimentale, l'étude rapporte également la construction et l'évaluation de cellules CAR-T co-conçues et applique la méthode pour examiner leurs effets sur les tumeurs dans un modèle murin du mélanome du cancer de la peau.
Bien que les thérapies CAR-T aient été approuvées pour les cancers du sang, leur application aux tumeurs solides s'est avérée difficile. Cela est en partie dû au fait que les micro-environnements complexes des tumeurs solides amortissent les réponses immunitaires de diverses manières, notamment par le recrutement de diverses cellules immunitaires suppressives.
«La plupart des études sur les thérapies CAR-T ont été réalisées en utilisant des cellules T humaines chez des souris dépourvues de leur propre système immunitaire, car si elles en avaient un, elles attaqueraient les cellules CAR-T humaines», a déclaré Melita Irving, chercheuse. au Ludwig Institute for Cancer Research Lausanne Branch qui a dirigé l'étude avec le directeur de Ludwig Lausanne, George Coukos. «Mais le microenvironnement tumoral peut avoir un impact énorme sur votre produit à base de cellules T, nous sommes donc vraiment intéressés à faire des études utilisant des cellules T de souris modifiées chez des souris immunocompétentes. Cela nous permet d'observer l'interaction dynamique entre le système immunitaire et le CAR- Cellules T que nous transférons. «
Le problème est que les cellules T de souris sont difficiles à concevoir et à se développer de manière optimale en culture dans les nombres nécessaires pour modéliser rigoureusement les thérapies par cellules CAR-T. Pour l'étude en cours, l'équipe de Ludwig Lausanne a d'abord développé un protocole pour surmonter ces difficultés. Il impliquait, entre autres, l'utilisation séquentielle de trois molécules de signalisation immunitaire appelées interleukines (IL-2, 7 et 15) dans la culture et l'expansion des cellules T modifiées.
Ils ont montré que les cellules CAR-T cultivées en utilisant le protocole sont nettement activées lorsqu'elles sont exposées à leur cible. Les cellules montrent également des signes d'être plus jeunes et ont des caractéristiques moléculaires communes aux cellules T à mémoire qui se développent rapidement lorsqu'elles sont stimulées par leurs cibles.
Cela signifie que lorsque vous transférez ces cellules, ce sont des cellules très robustes et peuvent vraiment se développer rapidement pour contrôler les tumeurs. «
Melita Irving, chercheuse, Ludwig Institute for Cancer Research Lausanne Branch
Irving, Coukos et leurs collègues ont ensuite conçu leurs cellules T de souris en culture pour co-exprimer, avec le récepteur d'antigène chimérique, la protéine IL-15, qui favorise la formation de cellules T mémoire. Ils ont ensuite examiné l'efficacité de ces cellules CAR-T de «quatrième génération» (4G) contre un modèle murin de mélanome et comparé leur activité à celle des cellules CAR-T de souris ordinaires générées à l'aide du nouveau protocole.
« Nous avons constaté un meilleur contrôle des tumeurs par les cellules CAR-T exprimant l'IL-15 et une meilleure prolifération et persistance des cellules CAR-T elles-mêmes », a déclaré Irving. Les cellules 4G CAR-T étaient également moins sujettes à la mort cellulaire programmée et exprimaient des niveaux inférieurs d'une protéine de surface cellulaire appelée PD-1, qui favorise le suicide des cellules T.
Leur analyse a révélé que les cellules 4G CAR-T ne tuaient pas simplement les cellules cancéreuses plus efficacement. Ils reprogrammaient également le microenvironnement de la tumeur pour augmenter ce meurtre. Leur utilisation a entraîné une activation des cellules tueuses naturelles -; qui ciblent les cellules cancéreuses -; dans le microenvironnement tumoral, et un déclin marqué des macrophages M2, qui suppriment les réponses immunitaires anti-tumorales et soutiennent la croissance tumorale.
«Nous espérons que notre publication de ce protocole aidera la communauté de l'ingénierie des cellules T en général et permettra une évaluation préclinique plus robuste des thérapies à base de cellules T», a déclaré Irving.
Cette étude a été soutenue par Ludwig Cancer Research, le Conseil européen de la recherche, la Fondation Biltema et Oncosuisse.
En plus de son poste de Ludwig, George Coukos dirige le service d'oncologie du CHU de Lausanne (CHUV-UNIL) et codirige le Swiss Cancer Center, Léman. Melita Irving est également chef de groupe au sein du département d'oncologie, UNIL CHUV.
