Letteratura scientifica selezionata sul tema "Macrophages associés aux tumeurs MAT"

Malgré un traitement multimodal agressif associant chirurgie, radiothérapie et chimiothérapie, le glioblastome (GBM) récidive systématiquement. Les récidives sont dues, au moins en partie, à la présence de cellules souches de glioblastome (CSG) qui sont résistantes aux traitements et, en particulier, à l'irradiation. En outre, les CSG sont situées dans un microenvironnement tumoral favorisant leur développement. Notamment, les CSG sont associées aux vaisseaux qui régulent leur prolifération, leur survie et favorisent leur invasion. Par ailleurs, les macrophages associés aux tumeurs (MAT) représentent la population la plus abondante des cellules non tumorales au sein des GBM et leur abondance est corrélée à la gravité des GBM. Ces TAM proviennent du recrutement de monocytes circulants et des cellules microgliales (macrophages résidents) qui acquièrent des propriétés immunosuppressives (pro-tumorales). Le développement récent d'organoïdes cérébraux humains obtenus à partir de cellules souches pluripotentes induites humaines (IPSC) permet de modéliser la physiologie et la physiopathologie du cerveau tel que le gliome. Ces organoïdes sont des structures 3D avatars du cerveau et issus de la différenciation de cellules souches embryonnaires ou d'IPSC. Cependant, la plupart des modèles d'organoïdes sont dépourvus de systèmes vasculaire et immunitaire qui jouent un rôle essentiel dans le cerveau sain et dans les mécanismes physiopathologiques. L'objectif de ma thèse a été de développer un nouveau modèle d'organoïdes cérébraux complexes contenant une vascularisation et des cellules immunitaires afin de modéliser le microenvironnement tumoral du GBM. Plusieurs lignées humaines d'IPSC ont été différenciées pour obtenir d'une part des organoïdes cérébraux et d'autre part des hémangioblastes (progéniteurs bipotents hématopoïétiques /endothéliaux). L'incorporation d'hémangioblastes dans les organoïdes cérébraux a été réalisée précocement au cours de leur formation afin de mimer la colonisation du cerveau, au cours du développement cérébral, par les cellules endothéliales et les macrophages primitifs qui sont à l'origine des vaisseaux et des cellules microgliales. Ces organoïdes cérébraux complexes ont été caractérisés par différentes approches d'immunohistologie, FACS et RT-qPCR. De vastes structures vasculaires se sont développées dans les organoïdes et présentaient des caractéristiques de la barrière hématoencéphalique. De plus, ces structures vasculaires étaient perfusées lorsque les organoïdes ont été transplantés dans des souris immunodéficientes. Des cellules présentant un phénotype ainsi que des fonctionnalités caractéristiques des cellules microgliales se sont également développées dans les organoïdes complexes. Des lignées de CSG, dérivées de patients atteints de GBM ou d'astrocytome de grade IV, ont été co-cultivées dans les organoïdes complexes puis irradiés, ou non, afin de mimer la radiothérapie. J'ai montré que les CSG semblaient coopter les structures vasculaires et perturbaient l'expression d'une protéine d'adhésion cellulaire dans les cellules endothéliales. Par ailleurs, la présence de CSG dans les organoïdes complexes provoquait une reprogrammation des cellules microgliales en TAM immunosuppresseurs. Enfin, les CSG avaient une capacité de prolifération accrue après irradiation et présentaient un profil transcriptomique plus agressif. L'ensemble de ces résultats montre que ces organoïdes cérébraux complexes humains permettent de modéliser un microenvironnement tumoral du GBM ainsi que la récurrence après radiothérapie. En conclusion, notre modèle d'organoïdes cérébraux complexes vascularisés et immunocompétents devrait être utile pour comprendre les mécanismes physiopathologiques de diverses maladies du cerveau comme le GBM et permettra de découvrir de nouvelles thérapies
Despite an aggressive multimodal treatment combining surgery, radiotherapy and chemotherapy, glioblastoma (GBM) systematically recurs. Recurrence is due, at least, to the presence of glioblastoma stem cells (GSC) that are resistant to treatment and, in particular, to irradiation. In addition, GSC are located in a tumour microenvironment that favours their development. Specifically, GSC are associated with vessels, which regulate their proliferation and survival and encourage their invasion. Furthermore, tumour-associated macrophages (TAM) represent the most abundant population of non-tumour cells within GBM and their abundance correlates with GBM severity. These TAM originate from the recruitment of circulating monocytes and microglial cells (resident macrophages) which acquire immunosuppressive (pro-tumour) properties. The recent development of human cerebral organoids obtained from human induced pluripotent stem cells (IPSCs) makes it possible to model the physiology and pathophysiology of the brain, such as gliomas. These organoids are 3D avatars of the brain, derived from the differentiation of embryonic stem cells or induced pluripotent stem cells (IPSC). However, most organoid models lack the vascular and immune systems that play an essential role in the healthy brain and in pathophysiological mechanisms. The aim of my thesis was to develop a new model of complex cerebral organoids containing vascularisation and immune cells in order to model the tumour microenvironment of GBM. Several human IPSC lines were differentiated to obtain both cerebral organoids and hemangioblasts (bipotent hematopoietic/endothelial progenitors). The incorporation of hemangioblasts into the cerebral organoids was carried out early in their formation to mimic the colonisation of the brain, during cerebral development, by endothelial cells and primitive macrophages that are at the origin of vessels and microglial cells. These complex cerebral organoids were characterised using various approaches (immunohistological, FACS and RT-qPCR). Extensive vascular structures developed in the organoids and showed characteristics of the blood-brain barrier. In addition, these vascular structures were perfused when the organoids were transplanted into immunodeficient mice. Cells with a microglial phenotype and typical functionalities also developed in complex organoids. GSC lines derived from patients with GBM or grade IV astrocytoma were co-cultured in complex organoids and then irradiated, or not, to model radiotherapy. I showed that GSC appeared to co-opt vascular structures and disrupted the expression of a cell adhesion protein in endothelial cells. Furthermore, the presence of GSC in complex organoids induced reprogramming of microglial cells into immunosuppressive TAM. Finally, GSC had an increased proliferation capacity after irradiation and presented a more aggressive transcriptomic profile. Taken together, these results show that these complex human cerebral organoids can be used to model GBM tumour microenvironment and recurrence after radiotherapy. In conclusion, our model of complex vascularized and immunocompetent cerebral organoids should be useful for understanding the pathophysiological mechanisms of various brain diseases, such as GBM, and to discover new therapies

Les macrophages associés aux tumeurs (TAM) sont des cellules immunorégulatrices qui s’accumulent massivement dans le microenvironnement (ME) tumoral. Chez les patients atteints de cancer de l’ovaire (CO) ou de mésothéliome pleural malin (MPM), leur densité est associé à un mauvais pronostic. Le projet est porté sur la caractérisation des mécanismes impliqués dans leur recrutement et leur polarisation. L’éctonucléotidase CD39 hydrolyse l’ATP enadénosine extracellulaire, présentant des propriétés immunosuppressives. Nous avons montré que les TAMCD14+CD163+ isolés de CO et les M générés in vitro en présence de M-CSF, expriment un niveau élevé de CD39membranaire comparativement aux M immunostimulants. L’inhibition de CD39 diminue les fonctions immunorégulatrices des M CD163+CD39+high (i.e. IL-10 etPD-L1). Nous avons identifié la cytokine IL-27, sécrétée parles neutrophiles infiltrants la tumeur, comme rhéostat de l’expression de CD39. En conséquence, neutraliser l’IL-27pendant la différenciation des M en présence de M-CSF diminue l’expression de CD39 et PD-L1 ainsi que la sécrétiond’IL-10 par ces M . Parallèlement, nous avons montré que les effusions pleurales du MPM induisent la migration des monocytes via CCL2, polarisent les monocytes en MCD163+ et protègent des cellules tumorales de l’effet des agents cytotoxiques. L’ensemble de ces résultats suggère que le ciblage du recrutement (CCL2) et des molécules impliquées dans la polarisation des TAM (ligands du MCSFR,IL-27, CD39) représentent de nouvelles pistes thérapeutiques dans le traitement de certaines tumeurs solides
Tumor-associated macrophages (TAM) are immunosuppressive cells that can massively accumulate in the tumor microenvironment (ME). In patients with ovarian cancer (OC) and malignant pleural mesothelioma (MPM), their density is correlated with poor prognosis. Targeting mediators that control the recruitment or the polarization of immunoregulatory macrophages (M ) represents therapeutic challenge to overcome tumor-associated immunosuppression. The ectonucleotidase CD39 hydrolyzes ATP into extracellular adenosine that exhibits potent immunosuppressive properties. We report here thatCD14+CD163+ TAM isolated from OC patients and Mgenerated in vitro with M-CSF, express high levels of the membrane ectonucleotidase CD39 compared to classically activated M . CD39 blockade diminished some of the immunosuppressive functions ofCD163+CD39hugh, such as IL-10 secretion. We identified the cytokine IL-27, secreted by tumorin-filtrating neutrophils, located close to infiltratingCD163+ M , as a major rheostat of CD39 expression and consequently, on the acquisition of immunoregulatory properties by macrophages. Accordingly, the depletion of IL-27 down-regulatedCD39, PD-L1 expression as well as IL-10 secretion byM-CSF-M . In parallel, we showed that pleural effusion of MPM induced monocytes migration via CCL2, the polarization of monocytes into CD163+ and induced protection to tumor cell death after chemotherapeutic treatments. Collectively, these data suggest that targeting the recruitment (CCL2) or molecules that maintain the immunosuppressive phenotype of TAM(CD39, drived by IL-27 and M-CSFR ligands) could give substantial benefit to the treatment of some solid tumors

Contexte : Les gliomes diffus sont les tumeurs primitives malignes du système nerveux central les plus fréquentes. Certains présentent une mutation du gène codant pour l'isocitrate déshydrogénase 1 ou 2 (IDH) qui leur confère la néo-activité de transformer l'alpha-cétoglutarate (α-KG) produit par l'enzyme non mutée en D-2hydroxyglutarate (D-2HG). L'accumulation de cet oncométabolite entraîne l'inhibition compétitive des dioxygénases dépendantes de l'α-KG, incluant la famille TET (Ten Eleven Translocase) des ADN hydroxylases, et les JmjC/KMDs histone déméthylases, qui conduit elle-même à l'hyperméthylation des histones et de l'ADN des cellules tumorales. Les macrophages et microglies associés aux tumeurs (TAMs) sont des cellules myéloïdes très abondantes dans les gliomes, dont le phénotype et la réponse immunitaire sont déterminés par l'ontogenèse et le microenvironnement. Les TAMs présentent des caractéristiques différentes en fonction du statut IDH du gliome, mais les mécanismes de régulation sous-jacents restent largement méconnus. Le D-2HG relargué dans le microenvironnement par les cellules de gliomes IDH-mutants (IDH-m) pourrait influencer le phénotype et la fonction de ces TAMs. Nous avons émis l'hypothèse que le D-2HG pourrait modifier l'épigénome des TAMs, comme dans le cas des cellules tumorales.Matériel et méthodes : Nous avons comparé le méthylome (puce EPIC de méthylation) et le transcriptome des TAMs (CD11B+ isolés par tri cellulaire activé par magnétisme) de 25 gliomes IDH-m et 11 gliomes IDH-wildtype (IDH-wt), ainsi que de tissu cérébral contrôle non tumoral. Pour déterminer les effets directs du D-2HG sur la microglie, nous avons mis au point des cultures primaires de microglie humaine obtenues à partir d'une chirurgie de gliome ou d'épilepsie. Nous avons d'abord dosé le D-2HG dans la microglie traitée par D-2HG par spectrométrie de masse par chromatographie en phase liquide (LC-MS) afin d'évaluer l'entrée du métabolite dans ces cellules, et avons évalué l'activité enzymatique de TET. Nous avons exposé ou non des cellules microgliales au D-2HG pendant 14 jours et analysé leur méthylome et leur transcriptome. Les ratios de 5mC/5hmC ont été analysés à une résolution de base unique. Nous avons évalué la réponse transcriptomique et la respiration mitochondriale après stimulation au LPS de la microglie pré-traitée par D-2HG. Enfin, nous avons analysé par snRNA-seq le transcriptome microglial d'un échantillon apparié de gliome IDH-m avant et après traitement par l'inhibiteur d'IDH-m ivosidenib, qui diminue les concentrations intratumorales de D-2HG.Résultats : Nous montrons que les cellules myéloïdes CD11B+ des gliomes IDH-m humains présentent une hyperméthylation de l'ADN principalement au niveau des enhancers. Cette hyperméthylation est liée à une diminution de l'expression des gènes impliqués dans les réponses inflammatoires et le métabolisme glycolytique, et à l'inactivation des facteurs de transcription qui régulent la réponse microgliale aux stimuli environnementaux. L'exposition prolongée de la microglie primaire humaine au D-2HG inhibe l'oxydation de 5mC médiée par TET, ce qui entraîne une accumulation réduite des niveaux globaux de 5hmC. Nous avons observé des rapports 5mC/5hmC élevés, en particulier au niveau d'enhancers spécifiquement actifs dans ces cellules. Conformément à la modulation des enhancers, la microglie traitée au D-2HG présente une capacité pro-inflammatoire réduite et une augmentation de la phosphorylation oxydative. À l'inverse, la diminution des niveaux de D-2HG après traitement par ivosidenib chez un patient atteint de gliome IDH-m est associée à la restauration de l'expression génique liée à l'activation microgliale.Conclusion : Nos résultats fournissent une base mécanistique de l'état hyporéactif de la microglie dans les gliomes IDH-m et élargissent le concept selon lequel les oncométabolites peuvent perturber la fonction des cellules immunitaires du microenvironnement tumoral
Background: Diffuse gliomas are the most common primary malignant tumors of the central nervous system. A subset of these tumors harbors mutations in the genes encoding isocitrate dehydrogenase 1 or 2 (IDH), which confer a neo-activity that converts alpha-ketoglutarate (α-KG) produced by the wildtype enzyme into D-2-hydroxyglutarate (D-2HG). The accumulation of this oncometabolite competitively inhibits α-KG-dependent dioxygenases, including the TET (Ten Eleven Translocase) family of DNA hydroxylases and the JmjC/KDM family of histone demethylases. This ultimately leads to hypermethylation of both histones and DNA in tumor cells. Tumor-associated macrophages and microglia (TAMs) are abundant myeloid cells in gliomas, with their phenotype and immune responses shaped by ontogeny and the tumor microenvironment. The characteristics of TAMs differ depending on the IDH status of the glioma, yet the regulatory mechanisms underlying these differences remain poorly understood. D-2HG released by IDH-mutant (IDH-m) glioma cells into the microenvironment may affect the phenotype and function of TAMs. We hypothesized that D-2HG may influence the epigenome of TAMs, as in the case of tumor cells.Materials and Methods: We compared the bulk DNA methylome (Methylation EPIC array) and transcriptome of TAMs (CD11B+ cells purified via magnetic-activated cell sorting) from 25 IDH-mutant (IDH-m) and 11 IDH-wildtype (IDH-wt) gliomas, as well as control tissues. To experimentally assess the direct effects of D-2HG, the oncometabolite produced and released by IDH-m glioma cells, we used primary cultures of human microglial cells obtained from glioma or epilepsy surgeries. We first measured D-2HG levels in D-2HG-treated microglia using liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) to confirm metabolite uptake, and evaluated TET enzymatic activity. Bona fide IDH-m and IDH-wt cells were used as external controls. Microglia were exposed to D-2HG for 14 days, after which we analyzed their DNA methylome and transcriptome. Ratios of 5mC/5hmC were examined at single-base resolution. We evaluated the transcriptomic response and the mitochrondrial respiration after LPS stimulation of microglia pre-treated with D-2HG. Lastly, we performed single-nuclei RNA sequencing (snRNA-seq) on microglial cells from a paired IDH-m glioma sample, before and after treatment with the IDH-m inhibitor ivosidenib, known to reduce intratumoral D-2HG levels.Results: Our analysis revealed that CD11B+ myeloid cells in human IDH-m gliomas exhibit DNA hypermethylation predominantly at distal enhancers. This hypermethylation is associated with decreased expression of genes involved in inflammatory responses and glycolytic metabolism, as well as the inactivation of transcription factors critical for microglial response to environmental stimuli. Prolonged exposure of primary human microglia to D-2HG inhibited TET-mediated 5mC oxidation, leading to reduced global 5hmC accumulation. High 5mC/5hmC ratios were particularly prominent at lineage-specific enhancers. Consistent with this altered enhancer landscape, D-2HG-treated microglia demonstrated diminished proinflammatory capacity and enhanced oxidative phosphorylation. Conversely, depletion of D-2HG following ivosidenib treatment in an IDH-m glioma patient was associated with the restoration of microglial gene expression related to activation.Conclusion: Our findings provide mechanistic insight into the hyporesponsive state of microglia in IDH-m gliomas and support the concept that oncometabolites, such as D-2HG, can disrupt the function of immune cells in the tumor microenvironment

L'infiltration des mélanomes par les macrophages (TAM) est souvent corrélée à un mauvais pronostic. Cependant, les mécanismes qui régulent le recrutement et la fonction de ces cellules restent encore mal compris. Des études récentes ont montré un rôle majeur de la sphingosine kinase 1 (SK1) tumorale, l'enzyme qui produit la sphingosine-1-phosphate (S1P), dans le remodelage du stroma associé à la tumeur. Le but de ce projet a été d'étudier le rôle de la SK1 tumorale sur le microenvironnement inflammatoire, et en particulier les macrophages, lors du développement des tumeurs mélaniques. In vitro, nous avons montré que l'inhibition de SK1 dans les cellules de mélanome : 1) bloque la migration des macrophages. A l'inverse, la surexpression de cette kinase dans les cellules tumorales stimule la migration des cellules inflammatoires. Cet effet est dépendant de la S1P et de sa fixation sur les récepteurs S1PR présents à la surface des macrophages ; 2) réduit la sécrétion de TGF-ß et 3) stimule la différenciation des macrophages vers un phénotype M1 antitumoral. Ce phénomène n'est pas dépendant de la S1P, ni des S1PRs, mais de la sécrétion de TGF-ß par les cellules tumorales. En effet, la différenciation macrophagique peut-être réversée par l'addition de TGF-ß recombinant dans le milieu de sécrétion des cellules tumorales. In vivo, nos résultats montrent que la greffe orthotopique, i.e. intradermique, de cellules de mélanome murin invalidées pour la SK1 à des souris syngéniques C57BL/6 est associée à une réduction de la croissance tumorale, comparée à des souris ayant reçu des cellules de mélanome contrôles. De plus, l'invalidation de la SK1 tumorale conduit à une augmentation significative de l'expression de cytokines anti-tumorales ainsi qu'à une polarisation Th1 au sein de la tumeur. Ce phénomène s'accompagne d'une réduction du pourcentage de macrophages M2 CD206+MHCIIlow, et à l'inverse, d'une augmentation du pourcentage de macrophages M1 CD206-MHCIIhigh ainsi que de lymphocytes T CD4+ et CD8+ infiltrés dans la tumeur. Ces résultats suggèrent un rôle clé de la SK1 tumorale dans le recrutement et la polarisation des macrophages dans les mélanomes. Ainsi, l'axe SK1/ TGF-ß pourrait constituer une cible thérapeutique prometteuse dans le contrôle de la croissance de cette tumeur
Melanoma infiltration by macrophages (TAM) is often correlated with poor prognosis. However, the mechanisms that regulate the recruitment and function of these cells remain poorly understood. Recent studies have shown a major role of tumor sphingosine kinase 1 (SK1), the enzyme that produces sphingosine-1-phosphate (S1P), in tumor stroma remodeling. The aim of this project was to investigate the role of tumor SK1 on the inflammatory microenvironment, particularly macrophages, during the development of melanoma. In vitro, we showed that the inhibition of SK1 in melanoma cells: 1) blocks macrophage migration. Conversely, overexpression of this kinase in tumor cells stimulates the migration of inflammatory cells. This effect is dependent on S1P binding to its receptors (S1PR) on the macrophage surface; 2) reduces the secretion of TGF-ß and 3) stimulates macrophage differentiation towards an antitumor M1 phenotype. The latter phenomenon does not depend on S1P nor S1PRs, but on the secretion of TGF-ß by tumor cells. Indeed, macrophage differentiation can be reversed by adding recombinant TGF-ß in the tumor cell-conditioned medium. In vivo, our results showed that orthotopic injection, i.e. intradermal, of murine melanoma cells invalidated for SK1 in C57BL / 6 syngenic mice was associated with a reduction in tumor growth compared to mice having received control melanoma cells. Furthermore, the invalidation of tumor SK1 leads to a significant increase in the expression of anti-tumor cytokines and a Th1 polarization within the tumor. This phenomenon is accompanied by a reduction in the percentage of CD206+MHCIIlow M2 macrophages, and conversely, an increase in the percentage of M1 macrophages CD206-MHCIIhigh as well as CD4+ and CD8+ cells infiltrated into the tumor. These results suggest a key role of tumor SK1 in the recruitment of macrophages and their polarization in melanoma. Thus, the axis SK1 / TGF-ß could be a promising therapeutic target in controlling the growth of this tumor

Une forte production de la chimiokine CCL2 par les cellules malignes et les cellules stromales a été démontrée dans la plupart des cancers humains. Ainsi, l’axe chimiokinique CCR2/CCL2 est un important marqueur du développement des cancers ; ce même axe est associé à la récurrence de tumeurs après thérapie anticancéreuses. Les macrophages associés aux tumeurs (TAM) et les lymphocytes T régulateurs (Treg) ont des capacités immunosuppressives robustes et contribue à la croissance tumorale. Durant cette thèse, je me suis intéressé à la fonction de l’expression du récepteur de chimiokine CCR2 par ces cellules dans le contexte de thérapies anticancéreuses. Nous avons montré que le récepteur de chimiokines CCR2 contrôle la migration des Treg en contexte tumoral, chez l’homme et la souris, et que son expression par les Treg peut servir de biomarqueur de la réponse à la chimiothérapie. Notre étude indique une nouvelle fonction de CCR2 et définie un nouveau sous-type de Treg impliqué dans la régulation de l’immunité antitumorale. En parallèle, nous avons pu mettre en évidence que les métastases pulmonaire sont composées à la fois de macrophages résident du tissu et de macrophages recrutés via l’axe CCR2. La présence de macrophages résidents au sein des tumeurs pourrait contribuer à l’hétérogénéité des microenvironnements de diffèrent type de tumeurs. Le récepteur CCR2 est important pour le la phase de rechute après chimiothérapie, indiquant un rôle limité des macrophages résidents dans ce phénomène. De plus, nous avons montré que le VEGF joue un rôle direct dans la survie des TAM. Ainsi, la combinaison de la chimiothérapie avec un anticorps anti-VEGF cible simultanément les TAM résidents et recrutés et permet d’augmenter l’efficacité de la chimiothérapie
Malignant and stromal cells are strong producer of the chemokine CCL2 in most human cancers. The chemokine axis CCR2/CCL2 is thus a key marker of cancer development, but is also associated with relapse following therapy. Tumour associated macrophages (TAM) and regulatory T cells (Treg) display robust immunosuppressive capacities and contribute to tumour growth. My thesis work focused on the function of the expression of the chemokine receptor CCR2 by these cell types in the context of anticancer therapies. We have shown that CCR2 controls the migration of Treg in tumoral context, in both human and mice, and that the expression of this receptor by Treg could serve as a biomarker of the response to chemotherapy. Our study indicate a novel function of CCR2, defining at the same time a new Treg subset implicated in the regulation of antitumor immunity.We have also demonstrated that pulmonary metastases are composed of both tissue resident and recruited macrophages. The presence of resident macrophages within tumours could contribute to the heterogeneity of the microenvironment of different tumour types. CCR2 is largely implicated in the relapse phase following chemotherapy, indicating a limited role for resident macrophages in this phenomenon. Meanwhile, we have demonstrated that VEGF plays a direct role in TAM survival. The combination of chemotherapy with an anti-VEGF antibody targets both resident and recruited TAM, thereby enhancing the efficacy of chemotherapy. Finally, we have shown that the CCR2/CCL2 axis is implicated in the response to radiotherapy by enhancing the recruitment of both Treg and TAM. This work provides evidences for a central role of the CCR2/CCL2 axis in mediating Treg and TAM co-localization in response to anticancer therapy, this axis could also contribute to establishment of immunosuppressive networks in tumours. Our results provide a better understanding of the immune mechanism implicated in resistance to anticancer therapies

Une forte production de la chimiokine CCL2 par les cellules malignes et les cellules stromales a été démontrée dans la plupart des cancers humains. Ainsi, l’axe chimiokinique CCR2/CCL2 est un important marqueur du développement des cancers ; ce même axe est associé à la récurrence de tumeurs après thérapie anticancéreuses. Les macrophages associés aux tumeurs (TAM) et les lymphocytes T régulateurs (Treg) ont des capacités immunosuppressives robustes et contribue à la croissance tumorale. Durant cette thèse, je me suis intéressé à la fonction de l’expression du récepteur de chimiokine CCR2 par ces cellules dans le contexte de thérapies anticancéreuses. Nous avons montré que le récepteur de chimiokines CCR2 contrôle la migration des Treg en contexte tumoral, chez l’homme et la souris, et que son expression par les Treg peut servir de biomarqueur de la réponse à la chimiothérapie. Notre étude indique une nouvelle fonction de CCR2 et définie un nouveau sous-type de Treg impliqué dans la régulation de l’immunité antitumorale. En parallèle, nous avons pu mettre en évidence que les métastases pulmonaire sont composées à la fois de macrophages résident du tissu et de macrophages recrutés via l’axe CCR2. La présence de macrophages résidents au sein des tumeurs pourrait contribuer à l’hétérogénéité des microenvironnements de diffèrent type de tumeurs. Le récepteur CCR2 est important pour le la phase de rechute après chimiothérapie, indiquant un rôle limité des macrophages résidents dans ce phénomène. De plus, nous avons montré que le VEGF joue un rôle direct dans la survie des TAM. Ainsi, la combinaison de la chimiothérapie avec un anticorps anti-VEGF cible simultanément les TAM résidents et recrutés et permet d’augmenter l’efficacité de la chimiothérapie
Malignant and stromal cells are strong producer of the chemokine CCL2 in most human cancers. The chemokine axis CCR2/CCL2 is thus a key marker of cancer development, but is also associated with relapse following therapy. Tumour associated macrophages (TAM) and regulatory T cells (Treg) display robust immunosuppressive capacities and contribute to tumour growth. My thesis work focused on the function of the expression of the chemokine receptor CCR2 by these cell types in the context of anticancer therapies. We have shown that CCR2 controls the migration of Treg in tumoral context, in both human and mice, and that the expression of this receptor by Treg could serve as a biomarker of the response to chemotherapy. Our study indicate a novel function of CCR2, defining at the same time a new Treg subset implicated in the regulation of antitumor immunity.We have also demonstrated that pulmonary metastases are composed of both tissue resident and recruited macrophages. The presence of resident macrophages within tumours could contribute to the heterogeneity of the microenvironment of different tumour types. CCR2 is largely implicated in the relapse phase following chemotherapy, indicating a limited role for resident macrophages in this phenomenon. Meanwhile, we have demonstrated that VEGF plays a direct role in TAM survival. The combination of chemotherapy with an anti-VEGF antibody targets both resident and recruited TAM, thereby enhancing the efficacy of chemotherapy. Finally, we have shown that the CCR2/CCL2 axis is implicated in the response to radiotherapy by enhancing the recruitment of both Treg and TAM. This work provides evidences for a central role of the CCR2/CCL2 axis in mediating Treg and TAM co-localization in response to anticancer therapy, this axis could also contribute to establishment of immunosuppressive networks in tumours. Our results provide a better understanding of the immune mechanism implicated in resistance to anticancer therapies

La chirurgie est la pierre angulaire du traitement curatif des sarcomes, lorsqu’elle est possible. En revanche, en cas de maladie avancée ou métastatique, les traitements systémiques ont une efficacité assez limitée avec un réel besoin de nouvelles options thérapeutiques. Le récent succès de l’immunothérapie dans les tumeurs épithéliales soulève donc la question de la possibilité d’une telle approche dans les sarcomes, et surtout pour quels sous-types histologiques. L’objectif de ce travail de thèse était d’obtenir des données précliniques en caractérisant le microenvironnement immunitaire au sein de trois types de sarcomes potentiellement candidats à l’immunothérapie, prérequis indispensable avant d’envisager une application clinique : 1) Dans le chondrosarcome, l’expression de PD-L1 a été retrouvée exclusivement dans près de 50% des chondrosarcomes dédifférenciés, et s’associait à une infiltration lymphocytaire T et l’expression des molécules HLA de classe I. Ces données incitent donc à inclure les patients avec ce sous type de chondrosarcome dans des essais cliniques évaluant un traitement anti PD-1/PD-L1. 2) Dans l’ostéosarcome, un infiltrat lymphocytaire T était observé de façon bien plus importante dans les lésions métastatiques que dans lésions primitives ou rechutes locales. De plus, l’expression de PD-L1 était retrouvée dans presque 50% des métastases mais pas ou peu dans la tumeur primitive correspondante, traduisant ici une dynamique d’échappement au système immunitaire lors de la progression de la maladie. Une stratégie ciblée sur les lymphocytes T visant à amplifier et potentialiser cette réponse immune préexistante dans les lésions métastatiques pourrait donc offrir un bénéfice clinique. 3) Dans le léiomyosarcome, les molécules HLA de classe I étaient fortement exprimées et l’expression de PD-L1 retrouvée dans 30% des tumeurs de haut grade, également très infiltrées par des macrophages immunosuppresseurs CD163+. Une importante infiltration de macrophages CD163+ était un marqueur indépendant de mauvais pronostic pour la survie, indiquant l’intérêt de d’une approche ciblée visant les macrophages dans ce type de sarcome, éventuellement en association avec un traitement anti PD-1/PD-L1
Local control with adequate surgery is the cornerstone of sarcoma treatment. However, most sarcoma lack effective systemic therapies in case of advanced disease, emphasizing an unmet medical need for new therapeutic targets. The recent success of immunotherapy in epithelial malignancies raises the question whether such therapies, and which ones, would be applicable in sarcomas. As a prerequisite for therapeutic applications, we characterized the immune microenvironment in three sarcoma subtypes potentially candidate to immunotherapy: 1) In chondrosarcoma, PD-L1 expression was exclusively found in nearly 50% of the dedifferentiated subtype, in association with immune-infiltrating cells and HLA class I expression. These data provide rationale for including such patients in clinical trials with PD-1/PD-L1-targeted therapies. 2) In osteosarcoma, we observed a high density of tumor-infiltrating T cells in metastatic lesions compared to primary tumors and local relapses. Furthermore, PD-L1 positivity in almost half of metastases while mainly negative in the associated primary tumors, emphasises the dynamics of an adaptive mechanism of immune escape. Enhancing the preexisting immune response in metastatic lesions using T-cell-based immunotherapy may offer clinical benefit. 3) In leiomyosarcoma, HLA class I molecules were strongly upregulated and PD-L1 expression found in 30% of high-grade tumors, which were also highly infiltrated with CD163+ immunosuppressive macrophages. CD163+ was found to be an independent poor prognostic factor for overall survival, indicating the need for assessing a macrophage-targeted approach in this tumor type, as single agent or in combination with anti PD-1/PD-L1agents