Dissertationen zum Thema „Syndrome paranéoplasique“

Les syndromes neurologiques paranéoplasiques (SNP) associés aux anticorps Hu sont, généralement, associés à des cancers du poumon à petites cellules (CPPC). Le spectre clinique des Hu-SNP est très hétérogène, et la base immunologique de cette hétérogénéité n’est pas connue. De plus, seule une minorité de patients CPPC développent des Hu-SNP, la raison en est également inconnue. Ce projet de thèse vise à phénotyper les patients Hu-SNP et à explorer leurs caractéristiques biologiques, ainsi que les spécificités génomiques et transcriptomiques de leurs CPPC. Dans un premier temps, une classification hiérarchique a identifié trois groupes chez 466 individus Hu-SNP: atteinte du système nerveux central (SNC), neuropathie isolée et phénotypes mixtes SNC/périphériques. La survie était similaire dans les trois groupes, principalement déterminée par l’évolution du cancer, mais la dysautonomie influençait la mortalité neurologique. Les atteintes du tronc cérébral entraînaient une dysautonomie cardiovasculaire fatale ou une hypoventilation centrale, tandis que l'atteinte neurologique périphérique entraînait des troubles gastro-intestinaux ou sécrétoires, sans risque accru de mortalité. Nous avons aussi étudié des patients ayant développé des Hu-SNP après un traitement par inhibiteurs de checkpoint immunitaire (ICI). Ces patients, cliniquement indistinguables des cas spontanés, suggéraient que les ICI pourraient induire des Hu-SNP. Dans une deuxième partie, le génotypage de 100 patients a confirmé une association avec l'haplotype DR3~DQ2, essentiellement chez les patients avec neuropathie sensitive et absent chez les patients ayant une atteinte exclusive du SNC. Le séquençage par immunoprécipitation de phages a évalué la réactivité des épitopes des anticorps Hu ainsi que d'autres autoanticorps dans le sérum et/ou LCR de 210 patients. Aucune association n'a été trouvée avec l'épitote dominant Hu, mais la réactivité des épitopes différait entre le sérum et le LCR chez 75 % des échantillons appariés. Cette variation était liée au moment du prélèvement et au phénotype: les patients avec des épitopes divergents avaient des LCR prélevés plus tard, tandis que ceux avec des épitopes similaires avaient toujours une atteinte du SNC. Nous avons aussi identifié des réactivités contre d'autres protéines, certaines dans le sérum et/ou LCR, et certaines étaient corrélées à des phénotypes cliniques spécifiques. Enfin, nous avons examiné les caractéristiques moléculaires du CPPC de patients Hu-, GABAbR-SNP et témoins. Nous n’avons trouvé aucune mutation, gain, délétion ou surexpression dans les gènes Hu des patients Hu-SNP. Cependant, un profil transcriptomique distinct, avec des gènes surexprimés liés aux processus immunitaires, caractérisait les tumeurs des Hu-SNP. Nous avons aussi identifié des gènes spécifiquement surexprimés dans le CPPC des patients avec neuropathie sensitive, certains liés à l'axonogenèse et au développement de la neuropathie. Nos résultats suggèrent que plusieurs facteurs contribuent à la variabilité clinique des Hu-SNP, notamment un large spectre d'autoantigènes. Ceux-ci peuvent être liés aux profils d'expression génique dans le CPPC, certains gènes associés à l'axonogenèse étant surexprimés chez les patients ayant une neuropathie sensitive. Une prédisposition génétique pourrait également favoriser certains phénotypes, comme l'indique l'association DR3~DQ2 avec la neuropathie sensitive. La compartimentation au sein du système nerveux pourrait également contribuer: la plupart des patients ciblaient différents épitopes Hu dans leur sérum et dans leur LCR, avec certains autoantigènes plus spécifiques au LCR. Enfin, les altérations des gènes Hu dans le CPPC ne semblent pas participer à la rupture de tolérance immune, mais un profil transcriptomique distinct et les ICI pourraient y contribuer. Ce travail fait progresser la compréhension des Hu-SNP et ouvre la voie de futures recherches sur les mécanismes de l'immunité paranéoplasique
Hu antibodies, the most common in paraneoplastic neurological syndromes (PNS), strongly indicate small-cell lung cancer (SCLC). The clinical spectrum of Hu-PNS is diverse, most patients develop multifocal central, peripheral, and/or autonomic nervous system dysfunction. Despite extensive research, questions remain, namely regarding the immunological basis of clinical heterogeneity and why only a minority of SCLC patients develop Hu-PNS. Our PhD project aims to phenotype Hu-PNS patients, explore the immunogenetics and humoral responses underlying neurological phenotypes, and the genomic and transcriptomic features of their SCLC. First, we described 466 Hu-PNS patients. Hierarchical clustering identified three groups: patients with central nervous system (CNS) involvement; isolated neuropathy; and mixed CNS/peripheral phenotypes. Overall survival was similar across groups, primarily determined by cancer, but dysautonomia, present in 26% of patients, significantly influenced neurological mortality. Prominent CNS dysfunction led to fatal cardiovascular dysautonomia or central hypoventilation, while peripheral involvement was associated with gastrointestinal or secretomotor alterations, without increased mortality risk. We also characterized patients who developed neurological syndromes with Hu antibodies after immune checkpoint inhibitor (ICI) treatment. These patients were clinically indistinguishable from spontaneous cases and shared a strong association with SCLC, suggesting ICIs may induce Hu-PNS. Second, we immunologically investigated neurological phenotypes using two approaches. HLA genotyping of 100 patients confirmed an association with the DR3~DQ2 haplotype, particularly in patients with sensory neuropathy, and absent in those with only CNS involvement. Phage immunoprecipitation sequencing was used to evaluate Hu antibody epitope reactivity and other autoantibodies in serum and/or CSF of 210 patients. We found no direct clinical association with the Hu dominant epitope, but epitope reactivity differed between serum and CSF in 75% of patients with paired samples. This variation correlated with sample timing and phenotype: CSF from patients with differing serum/CSF epitopes was collected later after PNS onset, while patients with serum/CSF consistent epitope reactivity always had CNS phenotypes. In addition, we identified reactivities to other proteins, some more specific to serum or CSF, and a subset linked to specific phenotypes. Third, we examined SCLC molecular features of Hu-, GABAbR-PNS and control patients. Next-generation sequencing, copy number variation analysis, and bulk-RNA sequencing revealed no mutations, gains, deletions, or overexpression in the Hu gene family of Hu-PNS SCLC. However, a distinct transcriptomic profile with upregulated genes largely related to immune system processes characterized these tumors. We also identified specific genes upregulated in the SCLC of patients with sensory neuropathy, some of which were linked to axonogenesis and neuropathy development. Our findings suggest multiple factors contribute to Hu-PNS clinical variability, particularly a broad range of additional autoantigens. These may be partly driven by gene expression patterns in SCLC, as some upregulated genes in patients with sensory neuropathy were linked to axonogenesis. Genetic predisposition may also favor specific phenotypes, as the DR3~DQ2 haplotype was associated with sensory neuropathy. Compartmentalization within the nervous system could further contribute, as most patients targeted different Hu epitopes in serum and CSF, and some autoantigens were more specific to CSF. Finally, Hu genes alterations in SCLC are unlikely causes of neoantigenicity, while a distinct immune-related gene profile and ICIs could contribute to immune tolerance breakdown. This work advances understanding of Hu-PNS complexity and paves the way for further studies into the immunological and molecular drivers of paraneoplastic immunity

Les lymphocytes B (LB) et les plasmocytes (PC) émergent comme des cellules importantes dans la surveillance immunitaire des tumeurs, même si leur rôle pro- ou anti-tumoral reste activement débattu. Nous avons émis l’hypothèse que cette dualité fonctionnelle de la réponse B pourrait être dictée par l'identité des sous-populations de LB infiltrant la tumeur et/ou par la nature des anticorps (Ac) qu’ils produisent. Dans ce contexte, nous avons montré que les tumeurs du sein et de l’ovaire sont souvent infiltrées par des LB mémoires et des PC exprimant/produisant principalement des IgG ou des IgA. Les IgA sont fortement enrichis dans les tumeurs mammaires in situ, plus précoces, et dans 15-20% des tumeurs invasives, suggérant un rôle différentiel des IgG et des IgA dans la progression tumorale. Les IgA, pouvant être monomériques ou dimériques dans les tumeurs, ciblent en général des antigènes (Ags) différents de ceux des IgG. Nous montrons de plus que les Ags ciblés par les IgA et les IgG sont souvent impliqués dans des fonctions de développement des tissus et d’interaction avec l’ADN, et sont parfois partagés entre patients et entre les types de tumeurs, suggérant leur importance dans la réponse anti-tumorale. En parallèle, grâce à l’étude des tumeurs de patientes souffrant d’un syndrome neurologique paranéoplasique, nous avons pu montrer que l’induction concomitante de PC à IgG et de LT CD8+ cytotoxiques dans la tumeur était liée à des amplifications et/ou des mutations dans les gènes des Ags tumoraux. Ces résultats mettent en évidence l’important des LB et des Ig dans la réponse anti-tumoral, et ouvre des pistes pour rechercher des cibles thérapeutiques en immunothérapie
B and plasma cells are rising as crucial cells in the immune surveillance of tumors, even though their pro- or anti-tumor role is still debated. We argue that this dual functionality of B cells could depend on the identity of tumor-infiltrating B cell subsets and/or by the nature of the antibodies they produce. With that knowledge, we showed that breast and ovarian tumors are usually infiltrated by memory B cells and plasma cells that express and/or produce mainly IgG or IgA. This last class of Ig in highly enriched in in situ carcinomas of the breast, corresponding to earlier tumors, and in 15-20% of invasive tumors, suggesting a differential role of IgG and IgA in tumor progression. IgA, that can be monomeric or dimeric in tumors, often target antigens that differ from those targeted by IgG. We also show that antigens targeted by IgA and IgG in the tumor are often involved in functions related to the development of tissues and DNA interactions, and can be share amongst patients and between breast and ovarian tumors, suggesting their importance in the anti-tumor immune response. In parallel, using tumors from patients suffering from a paraneoplastic neurological syndrome, we established that the concomitant induction of IgG PC and CD8+ cytotoxic T cells in the tumor is associated wth amplifications and/or mutations in the genes of tumor antigens. These results highlight the importance of B cells and Ig in the anti-tumor immune response and give leads to look for new targets in immunotherapy

Une observation d' algodystrophie décalcifiante réflexe des membres supérieurs avec fasciites palmaires bilatérales est rapportée, chez une patiente atteinte d' un cystadénocarcinome séreux de l' ovaire très évolué. A cette occasion, sont réunies 63 observations issues de la littérature où coexistent algodystrophie réflexe et néoplasique viscérale. Le caractère exceptionnellement sévère de la maladie rhumatologique et son apparition tardive dans l' évolution carcinologique, ont fait envisager la possibilité d' une origine paranéoplasique. Cette hypothèse est discutée ici, pour finalement ne pas être retenue.

Les syndromes neurologiques paranéoplasiques dépendent de mécanismes auto-immuns dirigés contre des antigènes onconeuronaux communs du cancer et au système nerveuX. Ils sont des modèles utiles pour la compréhension de l'immuniité anti-tumorale et des affections neuro-immunologiques. De plus, ils ont permis l'identification de proteines neurales impliquées dans des mécanismes fondamentaux en neuroscience. CRMP5, est un antigène onconeural associé à une neuropathie périphéique et au thymome. Dans ce travail, nous avons montré que CRMP5 était exprimée dans des cellules de Schwann non myélinésantes sous l'action de signaux axonaux lors du développement et de la régénérescence axonale. Une tentative de développement d'un modèle animal de neuropathie périphérique par immunisation anti-CRMP5 a par ailleurs montré que les anticorps anti-CRMP5 n'étaient sans doute pas les acteurs principaux de la réponse immunitaire. Enfin, nous avons étudié l'expression de CRMP5 dans le thymus et les thymomes. Nos résultats montrent que la rupture de la tolérance du soi dans le syndrome anti-CRMP5 es différente selon le type de tumeur. Ils suggèrent aussi que l'expression des antigènes onconeuronaux dans le thymus pourrait être un facteur de la tolérance vis-à-vis de ces antigènes

Les syndromes neurologiques paranéoplasiques (SNP) sont des maladies neurologiques rares, associés à une réponse immunitaire efficace contre un cancer sous-jacent exprimant un antigène également exprimé par des cellules du système nerveux central (SNC). Le cancer déclenche alors une réponse auto-immune secondaire qui provoque la destruction des cellules du SNC. Certains travaux récents suggèrent que l'immunité à médiation cellulaire associée à des auto-anticorps reconnaissant des antigènes intracellulaires pourrait jouer un rôle majeur, bien qu'encore mal compris, dans la physiopathologie des SNP. Les exemples de SNP les plus représentatifs sont le syndrome Hu, qui conduit à la perte de diverses populations de neurones du SNC et l'ataxie cérébelleuse subaiguë (PCD en anglais, pour Paraneoplastic Cerebellar Degeneration), caractérisée par la perte sélective des cellules de Purkinje du cervelet. Alors que le syndrome Hu se développe en général chez des patients présentant des tumeurs du poumon à petites cellules qui expriment l'antigène HuD spécifique des neurones, la majorité des patients souffrant de PCD présente un cancer gynécologique qui exprime la protéine CDR2, également exprimée dans les cellules de Purkinje. Afin de mieux cerner la physiopathologie des SNP et de tester l'implication de l'immunité cellulaire, notamment des lymphocytes T, nous avons durant ma thèse développé et analysé deux modèles murins, l'un pour le syndrome Hu et l'autre pour la PCD. Ces modèles reposent sur l'utilisation de souches de souris génétiquement modifiées : la souris CamK-HA, qui exprime l'hémagglutinine (HA) du virus de la grippe dans la plupart de ses neurones du SNC et la souris L7-HA dans laquelle la protéine HA est exprimée exclusivement par les cellules de Purkinje du cervelet. Dans ces souris, une réponse anti-tumorale est provoquée par l'injection de cellules tumorales 4T1 exprimant HA (4T1-HA). Afin le faciliter le suivi des réponses cellulaires contre l'antigène HA, nous avons injecté des lymphocutes T CD4+ et/ou T CD8+ naïfs isolées à partir de souris transgéniques pour des récepteurs de lymphocytes T spécifiques de HA. Nos résultats montrent que seul le transfert in vivo des cellules tumorales 4T1-HA, et non celui des cellules 4T1 témoins, peut conduire à l'activation, la prolifération et la différentiation des deux types de lymphocytes T spécifiques pour l'antigène HA. De plus, nous avons observé que les populations de lymphocytes T CD4+ et CD8+ sont toutes deux requises, non seulement pour une réponse anti-tumorale efficace, mais aussi pour le déclenchement d'une réaction auto-immune collatérale chez la souris CamK-HA. Enfin, nous avons montré qu'il était nécessaire d'injecter en parallèle des anticorps contre le récepteur inhibiteur CTLA-4 chez la souris L7-HA, afin de permettre la migration des lymphocytes T spécifiques de HA dans le cervelet. Chez ces souris L7-HA, nous avons en outre démontré que les lymphocytes T CD8+ cytotoxiques sont les effecteurs principaux de la maladie. Ces nouveaux modèles murins représentent donc des outils précieux pour une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires responsables du développement des SNP. De plus, ils pourraient permettre de tester et de valider de nouvelles approches thérapeutiques visant à bloquer la pénétration dans le SNC d'effecteurs immunitaires potentiellement pathogènes, tout en préservant l'efficacité de la réponse anti-tumorale en périphérie
Paraneoplastic neurological disorders (PNDs) are rare human autoimmune diseases that mostly affect the central nervous system (CNS). They are triggered by an efficient immune response against a neural self-antigen that is ectopically expressed in neoplastic tumor cells and naturally expressed in CNS cells. Due to this shared antigenic expression, the immune system reacts not only to tumor cells but also to neural cells resulting in neurological damage. Growing data point to a major role of cell-mediated immunity in PNDs associated to autoantibodies against intracellular proteins. However, its precise contribution in the pathogenesis remains unclear. Two illustrative examples of possibly cell-mediated PNDs are the Hu-syndrome, characterized by inflammation and widespread los of neurons, and paraneoplastic cerebellar degeneration (PCD), characterized by the selective loss of Purkinje cells. PCD develops mostly in patients with gynecologic carcinomas that express the Purkinje neuron-specific CDR2 protein whereas most patients with the Hu-syndrome harbor small cell lung cancer expressing the neuron-specific protein HuD. In this context, our study aimed to investigate the impact of anti-tumor cellular immune responses in the development of these PNDs. To this end, we developed two animal models mimicking the Hu-syndrome and PCD. We used a tumor cell line expressing the hemagglutinin (HA) of influenza virus to induce an anti-tumor response in CamK-HA mice, which express HA in CNS neurons and L7-HA mice, which express HA only in cerebellar Purkinje neurons. To promote and track the T cell response against the HA antigen, naïve HA-specific CD8+ and/or CD4+ T cells, originating from TCR-transgenic animals, were transferred into these mice. We demonstrate that HA-expressing tumors, but not control tumors, induce in vivo activation, proliferation and differentiation of naïve HA-specific CD4+ and CD8+ T cells into effector cells. Moreover, the collaboration between these two T cell subsets was needed to control tumor growth and induce CNS inflammation in CamK-HA mice. In L7-HA mice the additional injection of the antibody against the inhibitory receptor CTLA-4 was necessary to allow T cells to enter the cerebellum to cause inflammation and the subsequent destruction of Purkinje neurons. Furthermore, in L7-HA mice we demonstrate that cytotoxic CD8+ T cells are the main effectors driving the disease. Thus, these two new mouse models provide further insights into the cellular mechanisms of PND whereby a potent anti-tumor immunity triggers a cancer-associated autoimmune disease, and may therefore help to develop new therapeutic strategies against PND