Littérature scientifique sur le sujet « Inhibiteurs de point de contrôle du système immunitaire »

Les points de contrôle du système immunitaire sont des systèmes moléculaires qui complètent les processus déclenchés par la reconnaissance antigénique en contrôlant l’inhibition ou l’activation des lymphocytes et des cellules myéloïdes, notamment celle des lymphocytes T régulateurs (Treg), permettant ainsi de combiner réponses immunes et maintien de la tolérance au soi. En cancérologie, l’inhibition de points de contrôle inhibiteurs vise à amplifier les réponses immunitaires existantes dirigées contre les tumeurs. Parmi ces points de contrôle inhibiteurs, dont des antagonistes sont en utilisation clinique, se trouvent CTLA-4 (cytolytic T-lymphocyte-associated antigen 4 ou CD152), PD-1 (programmed cell death 1, ou CD279), PD-L1 (programmed cell death-ligand 1, ou CD274), LAG-3 (Lymphocyte-activation gene 3, ou CD223), TIM3 (T-cell immunoglobulin and mucin-domain containing-3), TIGIT (T cell immunoreceptor with Ig and ITIM domains), VISTA (V-domain Ig suppressor of T cell activation), ou B7/H3 (ou CD276). La stimulation de points de contrôle activateurs tels que les molécules de co-activation CD28, CD137 (aussi appelé 4-1BB), OX40 [aussi appelé tumor necrosis factor receptor superfamily, member 4 (TNFRSF4)], GITR (Glucocorticoid-induced tumor necrosis factor receptor family-related protein) ou CD40, est également testée en cancérologie, le plus souvent en combinaison avec un antagoniste de point de contrôle inhibiteur. Dans les maladies auto-immunes et inflammatoires, des antagonistes de points de contrôle activateurs (CD28, CD40) et des agonistes de points de contrôle inhibiteurs (LAG-3) sont également à l’essai. Dans cette revue, nous mettons l’accent sur certains modulateurs de points de contrôle pour lesquels le mécanisme d’action a été particulièrement étudié. Cette description ne pouvant être exhaustive, nous avons regroupé dans le Tableau I l’ensemble des anticorps monoclonaux (AcM) ou protéines recombinantes en usage clinique à notre connaissance, modulant l’action d’un point de contrôle du système immunitaire.

Les anticorps monoclonaux thérapeutiques ciblant les inhibiteurs de checkpoints immunitaires, tels que PD-1 et CTLA-4, ont pour objectif d'induire la réactivation de l'immunité anti-tumorale. Cependant, une limite à l'utilisation de ces immunothérapies anti-cancéreuses est l'émergence de toxicités auto-immunes ou irAEs (« immune-related adverse events »). La survenue d'effets secondaires spécifiquement associés à ce type de traitement est observée chez 30 à 90% des patients. De plus, les toxicités peuvent nécessiter une réduction ou un arrêt de l'immunothérapie. Des premières études ont démontré une importante implication des lymphocytes T, ciblés par les immunothérapies, dans l'émergence d'effets secondaires. Cependant, une contribution importante des lymphocytes B dans les réponses anti-tumorales suggèrent également un rôle de l'immunité humorale dans ces toxicités. Une étude phénotypique et fonctionnelle des lymphocytes B périphériques et des autoanticorps circulants a donc été conduite sur deux cohortes de patients atteints de cancer solide, traités par immunothérapie et développant ou non des toxicités. La caractérisation des lymphocytes B périphériques au cours du traitement a été réalisé par cytométrie spectrale. De plus, un protocole de culture de lymphocytes B triés nous a permis d'étudier leur capacité de production d'anticorps et leur association avec l'émergence de toxicités. Des approches complémentaires ont été réalisées afin d'évaluer l'auto-réactivité sérique et plasmatique des patients au cours de l'immunothérapie, notamment chez des patients développant des effets secondaires cardiaque et/ou musculaire. L'étude des fonctions pathogéniques des auto-anticorps issus de patients et présentant des réactivités contre des antigènes cardiaques a été réalisée sur des lignées de cardiomyocytes et dans un modèle de sphéroïdes cardiaques. Chez les patients atteints de mélanome et développant des toxicités, une faible expression de molécules inhibitrices (FcγRIIB, CD85j et LAIR-1) à la surface des lymphocytes B périphériques a été observé. Par ailleurs, les lymphocytes B issus de patients atteints de cancer du poumon et développant des toxicités présentent une forte expression du marqueur d'activation CD95 et de re-circulation CXCR5. D'autre part, un enrichissement en populations de lymphocytes B hautement différenciées et activées a été identifié avant l'initiation du traitement chez les patients ayant développé des toxicités. De plus, nous avons identifié chez des patients présentant des toxicités des titres élevés d'auto-anticorps. Ces auto-anticorps peuvent être dirigés contre des autoantigènes cardiaques et musculaires chez des patients atteints de myocardites et/ou myosites. Pour finir, des résultats préliminaires ont permis d'identifier une fixation des auto-anticorps réactifs contre des antigènes cardiaques sur des lignées de cardiomyocytes. Le traitement de sphéroïdes cardiaques avec ces auto-anticorps peut induire une altération de leur contractilité et de la cinétique calcique associée. Nous avons donc mis en évidence une forte activation des lymphocytes B périphériques, associée à une production d'auto-anticorps, chez des patients ayant développé des effets secondaires. Ces résultats soutiennent un rôle potentiel de l'immunité humorale dans les mécanismes sous-jacents à l'émergence d'effets secondaires faisant suite aux immunothérapies anti-checkpoints immunitaires
Immune checkpoints inhibitors (ICI) have revolutionized the treatment of previously incurable malignancies. Unfortunately, the use of ICI also induces a bystander breakdown of peripheral tolerance leading to immune related Adverse Events (irAEs) in 30-90% of treated patients, drastically reducing quality of life and requiring therapy dose reduction or discontinuation. As ICI directly target T cells, they have been considered the main culprit for irAEs. Nevertheless, T cells cannot fully explain adverse events, and the role of B cells and their associated mechanisms have not been characterized. We therefore studied the involvement of peripheral B-cell compartment in irAEs, using both phenotypic and functional approaches, in two cohorts of solid cancer patients treated with anti-PD-1 and/or anti-CTLA-4 monoclonal antibodies. Deep phenotyping of B-cell subsets throughout the treatment and at the onset of irAEs has been performed by multi-parametric spectral flow cytometry. Subsequently, to analyze the functions of B-cell subsets, notably their ability to produce antibodies, we set-up a B-cell culture system allowing in vitro differentiation of B cells into antibody-secreting cells. This gave us the opportunity to analyze the antibody production by circulating B cells and their association with irAEs occurence. The screening of circulating B cells phenotype and function was conducted alongside the evaluation of the serum and plasma reactivity of cancer patients by complementary approaches (ELISA, Western Blot, Immunofluorescence assays). We found that, before treatment, patients that develop ICI-induced irAEs exhibit a significantly lower expression on B cell subsets of the FcγRIIB, CD85j and LAIR-1 inhibitory receptors in melanoma patients and higher expression of the CD95 and CXCR5, respectively activating and lymphoid organs re-circulatory markers in lung cancer patients. In addition, increased in baseline abundance of hyper-activated IgD- memory B cell subset or plasmablasts precursor were observed in patients that will undergo irAEs. Moreover, a part of irAEs patients exhibit baseline or ICI-induce circulating autoantibodies which could be directed against the related tissue of irAEs occurrence. Indeed, patients experiencing cardiac/muscular irAEs demonstrated autoantibodies directed against cardiac tissues and well-defined cardiac/muscle antigens. Finally, IgG derived from cardiac/muscular irAEs patients bound to human cardiomyocytes and perturbed the calcium kinetic and the contractibility of cardiac spheroids. These findings highlight a predisposition of irAEs incidence in patients with baseline highly activated and differentiated circulating B cells associated with autoantibody production. Overall, these results support the potential role of the humoral adaptative immunity in the mechanisms of ICI-induced irAEs

Les proprotéines convertases (PC) sont d’importantes enzymes impliquées dans l’activation par clivage de précurseurs protéiques dans la voie de sécrétion cellulaire et qui permettent la régulation de la physiologie animale. Toutefois, les PC ont un rôle particulier lors d’infections, puisqu’elles participent à la fois à l’activation de pathogènes et au contrôle de la réponse immunitaire qu’ils induisent. Cette thèse présente le développement d’un inhibiteur peptidique de PC à des fins thérapeutiques contre les pathogènes et se penche sur le rôle de PC1/3, une PC dite neuroendocrinienne, dans le contrôle de la réponse immunitaire au sein des macrophages. Dans un premier temps, l’inhibiteur de PC a été optimisé par peptidomimétique afin de bloquer l’activation de deux pathogènes activés par les PC, l’un viral et l’autre bactérien. Dans un second temps, l’utilisation de shRNA sur un modèle de macrophages en culture NR8383 et du modèle de souris où PC1/3 est inactivée ont permis de déterminer les conséquences physiologiques et moléculaires de l’inactivation de PC1/3 au sein des macrophages grâce au développement d’une approche par spectrométrie de masse. L’approche par spectrométrie de masse s’est avérée être un catalyseur dans cette recherche et a pu être appliquée à l’étude de tissus de patientes atteintes du cancer de l’ovaire, démontrant ainsi tous les avantages de cet outil. En somme, les résultats de cette thèse montrent la faisabilité d’inhiber les PC pour contrôler les infections et ouvrir de nouvelles perspectives sur le contrôle de l’immunité en établissant les bases moléculaires du rôle de PC1/3 dans le maintien de l’homéostasie immunitaire
The proprotein convertases (PCs) are important enzymes mainly involved in the activation of protein precursors into the cell secretory pathway. This critical activation step that generates various biologically active polypeptides makes the PCs a cornerstone in a variety of biological process, including the neuroendocrine system. However, the PCs are described as very special players during infection, since they both activate various pathogens and control the immune response they induce. This thesis presents the development of a PCs peptide inhibitor for therapeutic purposes against pathogens and examines the role of PC1/3, which is mainly associated with the neuroendocrine system, in the control of the immune response in macrophages. As a first step, the PC inhibitor has been optimized by a peptidomimetic approach to block pathogens activation by PC for both a viral pathogen and a bacterial pathogen. In a second step, gene expression control tools have been used (shRNA) on a macrophage NR8383 cell line combined with the use of PC1/3 inactivated mouse (KO) to determine the physiological and molecular consequences of PC1/3 inactivation in macrophages by the mean of mass spectrometry approaches. The mass spectrometry approaches were proven to be a catalyst in this research and were further applied on ovarian cancer tissues studies, demonstrating the benefits of these tools. Overall, the results of this thesis demonstrate the feasibility of inhibiting PC to control infections and establish new avenues to modulate immunity by laying the foundations of PC1/3 molecular functions in the maintenance of immune homeostasis

Fas (CD95 / TNFRSF6), un récepteur transmembranaire de type I de la superfamille des récepteurs au TNF (TNFR), est un activateur de mort cellulaire bien connu. Cependant, il a également été impliqué dans des fonctions de non-mort cellulaires, telles que la survie, la différenciation et la migration. Alors que la cascade moléculaire qui initie l'apoptose lors de l'engagement de Fas avec son ligand FasL est particulièrement bien décrite, les informations concernant les mécanismes moléculaires sous-tendants les voies non apoptotiques médiées par Fas sont rares.Comme indiqué par les manifestations d’auto-immunité et de lymphoprolifération chez les patients ALPS porteurs de mutations dans le récepteur ou dans son ligand, le système Fas / FasL joue un rôle majeur dans l'homéostasie des lymphocytes T et dans le contrôle de l'auto-immunité et du cancer. D'un côté, la mort médiée par Fas a été décrite comme critique pour (i) la suppression des lymphocytes autoréactifs, et donc dans le maintien de la tolérance périphérique; (ii) le contrôle du nombre de lymphocytes activés par des antigènes faibles lors d'infections par des pathogènes.De l'autre côté, certaines fonctions de non mort de Fas ont été décrites dans les cellules T, parmi lesquelles le rôle de Fas comme récepteur co-régulateur de l’activation du TCR. Malgré l'importance potentielle de ce rôle dans les stratégies immunothérapeutiques, seules quelques études controversées liées à cette implication ont été réalisées. En effet, alors que plusieurs études ont décrit Fas comme un récepteur costimulateur du TCR, d'autres ont défini une inhibition de l'activation des lymphocytes T lors d’une stimulation concomitante de Fas et du TCR. Dans ce contexte, l'objectif de mon projet de thèse consistait à disséquer moléculairement la co-signalisation Fas-TCR.En utilisant à la fois des cellules T primaires et des lignées cellulaires portant un TCR transgéniquespécifique, nous avons pu définir Fas comme un récepteur co-stimulateur. En exploitant les approches biochimiques ainsi que la cytométrie en flux et la microscopie, nous avons déchiffré la co-stimulation Fas-TCR à la fois au niveau fonctionnel et moléculaire. Premièrement, nous avons montré que la co-stimulation Fas-TCR se produit à la fois dans les cellules T naïves et les cellules T mémoire ainsi que dans les souspopulations CD4 + et CD8 +. Moléculairement, nous avons décrit que Fas renforce la signalisation TCR dès les étapes précoces, puisque la phosphorylation des premières protéines impliquées dans l'activation du TCR est augmentée. En outre, les formes membranaires et solubles de FasL sont capables d'initier le signal co-stimulateur de Fas. Enfin, nous avons pu exclure l'implication de FADD et Caspase-8, premiers acteurs de la signalisation Fas, dans la co-activation, et , de manière importante, l'implication du domaine de mort de Fas, suggérant le rôle d'un autre domaine de Fas . Décrire les mécanismes moléculaires et le contexte dans lequel la co-stimulation Fas-TCR se produit pourrait être d'une importance cruciale dans la compréhension de la physiopathologie de Fas dans les cellules T, mais également pour l’établissement de futures stratégies immunothérapeutiques
Fas (CD95/TNFRSF6), a type-I transmembrane receptor of the tumor necrosis factor receptor (TNFR) superfamily, is a well-known cell death activator. However, it has been also implicated in non-cell death processes including cell survival, differentiation, migration. Whereas the molecular cascade that initiates apoptosis upon Fas engagement with its ligand FasL is particularly well described, the informations concerning the molecular mechanisms underlying the Fas mediated non-apoptotic pathways are sparse.As indicated by the induction of autoimmunity and lymphoproliferation in ALPS patients harboringmutations in either the receptor or its ligand, the Fas/FasL system plays a major role in T cell immune homeostasis and thus, in the control of autoimmunity and cancer. On one side, the Fas mediated death has been described critical for (i) the deletion of autoreactive lymphocytes, and thus in the maintenance of peripheral tolerance; (ii) the control of the number of lymphocytes activated by weak antigens during pathogen infections.On the other side, and beyond cell death induction, some Fas non-death pathways have been described in T cells, among which the role of Fas as co-regulatory receptor for the TCR during its activation. Despite the potential importance of this role in immunotherapeutic strategies, only few and controversial studies related to this involvement were done. Indeed, whereas several studies have described Fas as a TCR co-stimulatory receptor, others defined an inhibition of T cell activation by Fas-TCR concomitant stimulation. In this context, the aim of my PhD project consisted into molecularly dissect the Fas-TCR co-signaling.By using both primary T cells and cell lines bearing a specific transgenic TCR, we could define Fas as a costimulatory receptor. By exploiting biochemical approaches as well as flow cytometry and microscopy we could decipher the Fas-TCR crosstalk both at functional and molecular level. First, we show that Fas-TCR costimulation occurs in both naïve and in memory T cells as well as in both CD4+ and CD8+ T cell subpopulations.Molecularly, we could describe that Fas enhances the TCR signaling at membrane proximal level, since the phosphorylation of the first proteins involved in TCR activation is increased. Furthermore, both membrane-bound and soluble FasL are capable to initiate Fas co-stimulatory signal. Lastly, we could exclude the involvement of FADD and Caspase-8, first actors of Fas signaling, in the co-activation, and even more importantly, the involvement of the death domain of Fas cytoplasmic tail, unveiling the implication of another Fas receptor domain. To describe the molecular mechanisms and the context where Fas-TCR co-stimulation occurs might be of an outstanding importance in the comprehension of Fas physiopathology in T cells and for future studies that might involve its potential for immunotherapeutic strategies

En 2013, la revue américaine "Science" classait l'immunothérapie parmi l'une des dix découvertes de l'année: elle pourrait constituer une véritable révolution dans le traitement des cancers dans les années à venir. L'offre des anticancéreux a été récemment bouleversée par l'arrivée sur le marché de nouveaux médicaments dits d'immunothérapie spécifique qui sont des inhibiteurs de point de contrôle immunitaire. Ces nouveaux médicaments sont associés à de nombreux enjeux de recherche, d'identification des patients répondeurs, médicaux (bouleversement de certaines stratégies thérapeutiques en particulier dans le traitement des mélanomes), économiques et réglementaires. Face à la révolution qui semble se profiler avec le développement rapide de l'immunothérapie spécifique, nous devons nous questionner sur l'accompagnement et le soutien que peuvent proposer les sciences humaines et sociales dans le développement de cette innovation. Ce chapitre propose une synthèse des études visant à investiguer l'impact de ces traitements sur la qualité de vie et une lecture critique de ces dernières.