Les cellules T-CAR T, une avancée majeure dans l’immunothérapie des glioblastomes avec des cellules T-CAR KD025 de la société Kadmon Corporation

Dernière nouveauté de la recherche

Une nouvelle cible intéressante d'immunothérapie découverte pour les gliomes, CVD161
Selon une étude de la revue Cell , des chercheurs ont découvert un moyen par lequel les tumeurs du glioblastome suppriment le système immunitaire du corps, ouvrant la porte à de nouveaux traitements d'immunothérapie. Grâce à l'analyse moléculaire des cellules T, une classe de cellules immunitaires dans les tumeurs gliomateuses, ils ont découvert que les cellules gliomateuses ont une protéine à leur surface, appelée CLEC2D, qui réduit les capacités de lutte contre le cancer des cellules T en activant une molécule réceptrice à la surface de Cellules T appelées CD161. Dans une série d'expériences, l'équipe de recherche a montré qu'en bloquant CD161, les cellules T étaient mieux en mesure d'attaquer les cellules de gliome, conduisant à leur destruction. Ces résultats suggèrent que les anticorps anti-CD161 pourraient servir d'immunothérapie future potentielle. En savoir plus.

C'est la présentation 2034 de l'ASCO 2018
2034- Cellules T du récepteur d'antigène chimérique NKG2D pour cibler le glioblastome

Les auteurs chinois : Hong-jiu Dai, Dong Yang, Sun Bin, Lan Shi, Pei-xian Zhang, Xu-dong Zhao, la société Nanjing Kaedi Biotech Inc, Nanjing, Chine; Laboratoire clé des modèles animaux et des mécanismes des maladies humaines de l'Académie chinoise des sciences / Laboratoire clé des peptides bioactifs de la province du Yunnan, Kunming Institute of Zoology, Académie chinoise des sciences, Kunming, Chine; Hôpital Kunming Yan'an, Département d'oncologie, Kunming, Chine

Il est rapporté que les natural killers NKG2DLs sont exprimés de manière sauvage dans les cellules souches de gliome, ce qui soutient que le système NKG2D pourrait jouer un rôle important dans la thérapie du glioblastome. Ici, Ils ont utilisé NKG2D comme domaine de liaison à l'antigène pour construire une deuxième génération de CAR (KD-025) pour le traitement du glioblastomes avec des échantillon de patients U251 sur des souris. Les cellules T CAR KD-025 ont montré une stimulation spécifique de l'antigène par la sécrétion de cytokines et la lyse des cellules cibles. Les cellules U251 ont été utilisés pour établir des modèles sous-cutanés et xénogreffes in vivo chez des souris NSG. Les souris ont reçu un traitement unique de 10 millions de cellules CAR-T KD-025 par voie intraveineuse. Les organes principaux des souris ont été examinés par coloration à l'hématoxyline et à l'éosine (HE) après différentes doses d'administration de KD-025. Les NKG2DL ont été détectés sur des cellules U251 et la plupart des échantillons de patients atteints de gliome. L'expression de KD-025 était supérieure à 50% à la surface des lymphocytes T confirmée par cytométrie de flux. La co-incubation de KD-025 CAR avec la cellule U251 augmente spécifiquement les cytokines TNFa, IFN-γ, IL-10 et IL-2 et les cellules tumorales à forte lyse même avec un faible rapport E: T (50-60% à 1: 1, 70 % à 10: 1). Fait frappant, les KD-025 CAR démontrent une activité anti-tumorale très puissante in vivo. Toutes les cellules tumorales ont disparu 14 jours après le traitement unique des cellules T CAR KD-025. En ce qui concerne la persistance des cellules T, les cellules CAR-T sont à peine détectables 24 jours après l'injection, ce qui est comparable à CD19 CAR dans nos expériences ainsi que des données publiées. Aucun changement pathologique évident n'a été trouvé dans les organes testés. Ils concluent que ce résultat prometteur justifie un essai clinique avec KD-025 CAR chez les patients avec glioblastome.

Un premier traitement validé en août 2017 par la FDA américaine
Le premier traitement à base de CAR a été approuvé par la FDA américaine en août 2017 pour le traitement de leucémie chez l'enfant et les jeunes adultes. Lors des essais cliniques de traitement de leucémies aiguës lymphoblastiques 79% des patients traités avaient survécus 12 mois le traitement. Le coût du traitement appelé Kymriah s'élève à 475000 dollars américains et n'est facturé qu'en cas de réussite du traitement.Il n'y a pas de lymphocyte dans le cerveau, un sanctuaire pour les virus
Les lymphocytes sont trop gros pour traverser la barrière sang cerveau. Ils circulent dans les vaisseaux du cerveau mais ne peuvent en sortir. Les néo vaisseaux créés par la tumeur sont de mauvaise qualité, ils laissent passer les produits de contraste, petits, mais aussi les lymphocytes. On parle alors de lymphocites infiltrant la tumeur les TILs.

Voir immunothérapie
Dans le cerveau, c'est donc la microglie qui assure le système immuninaite car il n'y a pas de lymphocyte. C'est la raison pour laquelle notre cerveau est le refuge de nombreux virus, herpès par exemple. Les lymphocytes n'ont pas accès dans le cerveau, ils seraient imméiatement détruits. C'est la raison pour laquelle, les vaccins dendritiques DC réalisés avec des lymphocytes prélevés dans le sang du malade et de la tumeur sont inefficaces. Les T-CAR vaccins élaborés avec des lymphocytes prélevés dans le sang du malade et modifiés génétiquement sont eux aussi inefficaces.

Caractéristiques structurelles des lymphocytes T
Il y a plusieurs types de lymphocytes, les tueurs ou lymphocytes cytotoxiques CD 8+, les auxiliaires CD 4+ et bien d'autres.
La structure globale des lymphocytes T est identique, ils se distinguent par leurs TCR toujours accompagné du cluster de différenciation CD3, ainsi que du CD4 ou du CD8 suivant le lymphocyte considéré. En plus du TCR et du CD3, les lymphocytes T expriment un certain nombre de protéines membranaires : des immunoglobulines, des intégrines, des sélectines L, des récepteurs de cytokines, ainsi qu’un certain nombre de cluster de différentiation (CD2, CD28 et CD45).
Voir Lymphocytes

Le TCR
Les TCR sont des récepteurs membranaires caractéristiques des lymphocytes T, on ne les trouve donc nulle part ailleurs. Ils procurent aux LT la propriété de reconnaitre des fragments peptidiques antigéniques associés aux molécules du CMH et ceci de manière spécifique.
Les TCR sont présent sous deux formes qui se distinguent par leur précocité d’expression. En effet les lymphocytes portant le TCR-1 sortent avant ceux qui portent le TCR-2 (les plus courants).Les TCR-1 sont donc ceux exprimés en premier, et sont constitués des chaînes γ et δ. Ils sont associés au cluster de différenciation CD3 mais ne sont en générale pas associés aux clusters CD4 et CD8. Ce type de TCR ne présente qu’un très faible polymorphisme. Les lymphocytes présentant le TCR-1 sont à cheval entre l’immunité innée et l’immunité spécifique ; ils reconnaissent les antigènes présentés par les molécules CD1 qui sont structurellement proches des molécules du CMH-I. Les TCR-2 sont ceux exprimés en deuxièmes, et sont constitués des chaînes α et β. Ils sont associés aux clusters de différenciation CD3 et un des deux clusters de différenciation CD4 et CD8 qui caractérisent le type de lymphocyte (LT-CD4 ou LT-CD8).

Les gènes codant le TCR
Les TCR ont pour rôle de reconnaître les fragments peptidiques antigéniques présentés par le complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) et ceci de manière spécifique. Les fragments peptidiques étant très variés, l’organisme humain à du développer des alternatives et ceci par la mise en place de TCR très variés ; on parle de répertoire de TCR. Il est important de préciser qu’un lymphocyte ne possède qu’un seul type de TCR exprimé en plusieurs exemplaires.Chaque chaîne α, β, γ, δ, vont être codées par plusieurs gènes qui ne vont être fonctionnels que dans la lignée T.Les chaînes α et γ sont codées chacune par 3 gènes : un gène V (pour variable), un gène J (pour jonction) et un gène C (pour constante).Les chaînes β et δ vont être codées par 4 gènes, les même que précédemment plus un gène D (pour diversité). Pour chacune de ces chaînes il existe plusieurs gènes V, plusieurs gènes J, plusieurs gènes D et plusieurs gènes C. Au niveau des précurseurs de la lignée T (cellules qui arrivent au thymus), ces gènes sont en configuration germinale, autrement dit ces gènes sont non fonctionnels étant éloignés les uns des autres sur les chromosomes.

Les clusters de différenciation : CD3, CD4 et CD8
Les clusters de différenciation sont des molécules associées au TCR et ayant des fonctions complètement différentes les uns des autres. Les LT présentent le TCR associé avec le complexe CD3, plus un des deux clusters de différentiation CD4 ou CD8.
Le CD3.
Le CD3 est indispensable à l’expression du TCR.
Le CD4
C'est une protéine monomérique membranaire présentant 4 domaines immunoglobuline-like et associé au TCR. Le CD4 est exprimé par certains lymphocytes T (LT-CD4), leur permettant de reconnaître les molécules du CMH-II présentent à la surface des cellules présentatrices d’antigène, au niveau de la région immunoglobuline-like formée par les domaines β2-microglobuline et α3 (cf. chapitre Complexe majeur d’histocompatibilité). Il joue donc un rôle dans le renfort de l’interaction entre le LT et la cellule présentatrice d’antigène, ainsi que dans la transmission du signal aux LT.
Le CD8
Le CD8 est exprimé par certains lymphocytes (LT-CD8), leur permettant de reconnaître les molécules du CMH-I présentent à la surface de cellules cibles, au niveau de la région immunoglobuline-like formée par les domaines α2 et β2 (cf. chapitre Complexe majeur d’histocompatibilité). Il joue ainsi un rôle dans le renfort de l’interaction entre le LT et la cellule cible, ainsi que dans la transmission du signal aux LT.

Les cellules CAR T ingéniérées
Le rôle du système immunitaire consiste à protéger l’organisme contre l’agression des agents pathogènes ou d’éléments nocifs qui lui sont externes, en les identifiant par le biais de leur signature moléculaire (antigène du « non soi »). L’une des fonctions principales du système immunitaire est de distinguer le « soi », par la reconnaissance d’antigènes normalement présents dans l’organisme (et portés par les cellules, les protéines, les sucres ou les lipides), du « non-soi », par la détection d’antigènes anormaux ou étrangers. Les cellules cancéreuses parviennent, en partie, à se multiplier parce qu’elles trompent le système immunitaire qui les considère comme des cellules du « soi », bien qu’elles expriment des antigènes anormaux. Une tolérance immunitaire apparaît donc lorsque le système immunitaire ne parvient pas à reconnaître et attaquer les tumeurs. Rompre la tolérance immunitaire est un aspect important de la plupart des thérapies d’immuno-oncologie car cela permet au système immunitaire de reconnaître les tumeurs comme « non-soi » et de mener à la destruction des cellules tumorales. Il s'agit de créer des cellules T génétiquement modifiées pour exprimer un Récepteur Antigénique Chimérique (CAR), et conçues pour cibler et détruire les cellules cancéreuses. Les Récepteurs Antigéniques Chimériques sont des molécules artificielles qui, lorsqu'elles sont présentes à la surface des cellules immunitaires effectrices, permettent à ces dernières de reconnaître une protéine déterminée (antigène) et de déclencher l'élimination des cellules qui portent cet antigène sur leur surface (cellules cibles). Les cellules du système immunitaire – souvent les lymphocytes T - peuvent être ingénieriées afin d’exprimer un CAR capable de reconnaître certaines protéines présentes à la surface des cellules cancéreuses. Lors du contact entre la cellule effectrice et la cellule ciblée, la reconnaissance de l’antigène activera les effecteurs en leur transmettant un signal d’attaque des cibles, menant à la destruction des cellules cancéreuses.

Les T-CAR sont des cellules modifiées génétiquement in vitro***
Les CAR, agents chimériques sont des molécules artificielles ui, lorsqu'elles sont présentes à la surface des cellules immunitaires effectrices, permettent à ces dernières de reconnaître des protéines déterminées, également appelées antigènes, qui sont présents à la surface des autres cellules. Ces récepteurs sont typiquement utilisés pour greffer un anticorps dérivé d'une cellule unique, ou un anticorps monoclonal, sur un lymphocyte T, lui fournissant un mécanisme de ciblage spécifique pour rechercher, identifier, interagir avec et détruire les cellules tumorales portant un antigène spécifique à cette tumeur, également connu sous le nom d'antigène associé à une tumeur, ou TAA. Ces récepteurs sont en voie de devenir l'une des approches les plus prometteuses dans la lutte contre le cancer grâce au développement de thérapies adoptives de transfert de cellules. Il est en effet possible de modifier des cellules du système immunitaire (généralement des lymphocytes T) de façon à ce qu'elles expriment un CAR capable de reconnaître des protéines présentes à la surface des cellules cancéreuses. Dès que les cellules effectrices et les cellules cibles entrent en contact, la reconnaissance de l'antigène active les cellules effectrices en leur donnant le signal d'attaquer leurs cibles, ce qui conduit à la destruction des cellules cancéreuses. Les CAR sont conçus par combinaison de domaines issus de différentes protéines, chacun d'entre eux permettant à la molécule chimérique de remplir des fonctions précises. L'architecture de CAR la plus courante est caractérisée par un domaine extracellulaire comprenant une région qui reconnaît l'antigène cible et une région intermédiaire qui la relie au domaine transmembranaire (la partie de la protéine traversant la membrane cellulaire). Ensuite, un domaine intracellulaire est chargé de transmettre un signal d'activation vers la cellule dès la reconnaissance de l'antigène, provoquant une attaque de la cellule modifiée de façon à exprimer un CAR contre la cellule tumorale. La fraction de liaison à la cible provient généralement d'un anticorps, tandis que la partie intracellulaire peut comprendre, outre le domaine entraînant l'activation cellulaire et la réponse cytotoxique, un ou plusieurs domaines provenant de protéines réceptrices de co-stimulation pouvant améliorer la capacité de prolifération et la survie des cellules « thérapeutiques ». Les CAR sont des récepteurs ingéniérés qui peuvent être exprimés sur la surface des cellules T, leur fournissant ainsi un mécanisme de ciblage spécifique qui améliore leur faculté de recherche, d’identification et de destruction des cellules tumorales porteuses d’un antigène particulier.

Les CAR T-cells, premiers essais et premiers résultats positifs sur la leucémie aigüe lymphoblastique
Les cellules CAR T (pour cellules porteuses d’un récepteur chimérique) sont élaborées à partir des lymphocytes T du patient, prélevés dans le sang, puis modifiés génétiquement in vitro de manière à leur faire exprimer un récepteur artificiel, dit chimérique. Ce récepteur est conçu de telle manière que sa partie extra-cellulaire reconnaisse un antigène tumoral, le plus spécifiquement possible afin d’éviter les effets néfastes sur d’autres organes du patient. En ce sens, l’antigène CD19 de la LAL représente un modèle très performant. La partie intra-cellulaire va, elle, se charger de l’activation des lymphocytes après fixation sur les cellules leucémiques : elle se compose de plusieurs domaines d’activation et de co-activation. Ces constructions ont évolué avec le temps pour donner naissance à plusieurs « générations » de CAR T-cells. Les premiers essais et premiers résultats cliniques dans la LAL sont apparus en 2012-2013, et ils sont extraordinaires. Trois équipes américaines (Penn University, National Cancer Institute, Memorial Sloan Kettering) ont rapporté les résultats de trois études indépendantes, menées chez des patients présentant des cellules leucémiques persistantes après traitement standard et parfois après allogreffe. Plusieurs dizaines de patients ont été traités. Les résultats sont concordants :
- Forte expansion et activation des CAR T-cells chez les patients après réinjection.
- Disparition des cellules leucémiques dans 70 à 90% des cas, même en utilisant des techniques de détection ultrasensibles.
- Persistance des CAR T-cells dans l’organisme du patient plusieurs mois après réinjection.
- Pas d’induction de maladie du greffon contre l’hôte chez les patients ayant préalablement reçu une allogreffe.

Les CAR-T cells 1er résultat sur le glioblastome

Régression d'un glioblastome après un vaccin T-CAR (récepteur antigénique chimérique de cellules T) ***

Actualité n° 597 du 18/01/2017

Actualité précédente 596 Actualité suivante 598

N Engl J Med. 29 décembre 2016 Dec 29;375(26):2561-9. doi: 10.1056/NEJMoa1610497.

Le ciblage d'IL13Ralpha2 active les voies STAT6-TP63 pour supprimer les métastases de cancer du sein

Une découverte importante : Les lymphocytes T CAR ciblant l'intégrine α v β 3 sont efficaces contre le cancer avancé dans les modèles précliniques

Actualité 674 17 novembre 2018

Objectif :

Les intégrines sont des récepteurs hétérodimères qui véhiculent des interactions cellule à cellule et cellule à matrice. L'intégrine α v β 3 est exprimée dans plusieurs entités tumorales, notamment le mélanome, le glioblastome , les cancers du sein, du pancréas et de la prostate, où elle favorise la survie des cellules tumorales et les métastases. Ici, nous avons généré des cellules T de récepteurs d'antigènes chimériques (CAR) spécifiques à α v β 3 et analysé leur fonction antitumorale dans des modèles précliniques in vitro et in vivo .

Méthodes :

Les α v β 3 -CAR comprenant un domaine de ciblage hML609 surhumanisé ont une affinité élevée ou faible (hLM609v7, K d= 3 nM par rapport à hLM609v11, K d = 160 nM) et équipé d'un IgG4-Fc long ou court des espaceurs extracellulaires (229 contre 12 acides aminés) ont été exprimés dans les lymphocytes T CD8 + et CD4 + par transduction lentivirale.

Résultats :

Les lymphocytes T-CAR α v ß 3 ont éliminé les cellules tumorales α v β 3 -positif rapidement et précisément par production d'IFN-γ et l' IL-2 (CD4 + > CD8 + ) et de plus présentait une prolifération productive. In vitro , nous avons observé la plus forte réactivité avec la hLM609v7 d'affinité α vß 3 -CAR dans la configuration courte d'espacement, en accord avec la localisation de la membrane distale tumeur de l'épitope hLM609. Dans un modèle murin (souris) de mélanome métastatique A-375 par xénogreffe, l'effet antitumoral le plus puissant a été induit par la hLM609v11 α vβ 3 -CAR de plus faible affinité. Notamment, une seule administration de hLM609v11 αv Les cellules T β 3 -CAR étaient capables d'induire une élimination complète des lésions de mélanome, conduisant à une survie à long terme sans tumeur.

Conclusions :

Ces données établissent l'intégrine α v β 3 comme nouvelle cible de l'immunothérapie par les lymphocytes T CAR et affirment notre idée

Pubmed : 30420973