Immunothérapie du cancer, Macrophage, Lymphocyte T, CAR-T, TIL, TAM, Coopération cellulaire

Les immunothérapies ont considérablement modifié le paradigme du traitement du cancer en privilégiant l'activation du système immunitaire au ciblage direct des cellules cancéreuses. La plupart de ces approches, tels que les inhibiteurs de checkpoints, concentrent leur action sur les lymphocytes T (LT) infiltrant les tumeurs (TIL). Malgré des avancées majeures, ces traitements, aux taux de réponse limités, peuvent être encore améliorés. Mobiliser les macrophages associés aux tumeurs (TAM), représentant une partie significative des cellules du microenvironnement tumoral (TME), pourrait y contribuer. TIL et TAM sont généralement considérés avec des fonctions antagonistes: les premiers éliminent les cellules tumorales via une cytotoxicité dépendante de l'antigène quand les seconds suppriment cette activité et facilitent la progression. Cette vision a toutefois été remise en cause ces dernières années par des travaux suggérant que les immunothérapies peuvent reprogrammer les fonctions des TAM. Notre équipe a précédemment montré chez la souris, dans des modèles de cancer du sein et du poumon, que la présence simultanée des TAM et des TIL était nécessaire à la régression induite par des immunothérapies dépendantes de l'interféron de type I (IFN-I). L'objectif de ce travail de thèse est d'explorer les paramètres contrôlant ce dialogue positif entre TAM et LT CD8. Pour cela nous avons développé un système de coculture in vitro, permettant de quantifier divers paramètres associés à la coopération intercellulaire. Nous avons mesuré la capacité des TCD8+ anti-Kb/OVA (OT-1) à tuer les cellules tumorales B16OVA, en présence de macrophages dérivés de moelle osseuse (BMDM), activés par un agoniste de STING. Pour appréhender la cinétique du dialogue cellulaire en jeu, ce système a été multiplexé grâce à une plateforme robotique, couplée à un pipeline d'analyse Python. Ceci nous a permis de suivre la cytotoxicité, le phénotype cellulaire, ainsi que la sécrétion de cytokines, à différents temps, et à de multiples ratios cellulaires. En cocultivant les TIL et les TAM isolés de tumeurs en régression, nous avons d'abord montré qu'une coopération pour l'élimination des cellules tumorales avait lieu in vitro. Cet effet a été reproduit avec des OT-1 cultivés en présence de BMDM. La destruction des cellules tumorales était associée à une augmentation du niveau d'activation des macrophages, avec l'expression accrue du MHC-II, CD86 et la production d'IL-12p70. L'activation complète des BMDM nécessitait un contact direct avec les LT. Les BMDM activés favorisaient en retour la sécrétion d'IFNγ notamment par les OT-1. Cet effet était dépendant de la réception d'un signal IFN-I par les macrophages. Nous avons également montré que les macrophages peuvent soutenir les capacités effectrices des LT CD8+ en accroissant la vitesse de production de l'IFNγ lorsque les tumeurs expriment un faible niveau de MHC-I, un mécanisme de résistance observé in vivo dans notre modèle de cancer du sein MMTV-PyMT. Enfin, nous nous sommes concentrés sur les potentielles applications thérapeutiques de la coopération TIL/TAM en évaluant la capacité des macrophages à améliorer l'activité des CAR-T. Des macrophages humains et des CAR-T anti-EGFR autologues ont été cultivés avec la lignée tumorale A549. Nous avons montré que les macrophages humains étaient capables d'augmenter l'élimination de cellules tumorales en présence des CAR-T. Cette coopération était associée à l'augmentation de marqueurs d'activation sur les LT et les macrophages. La sécrétion d'IFNγ, d'IL-12p70, ainsi que la phagocytose des cellules tumorales par les macrophages étaient aussi stimulées. Ces résultats suggèrent que la coopération LT/macrophages constitue une stratégie prometteuse d'amélioration des CAR-T. En résumé, ce projet apporte une meilleure compréhension des paramètres activant une coopération bénéfique entre LT et macrophages, sous immunothérapie.