Implication des cellules myéloïdes immunosuppressives (MDSC) et des lymphocytes TH17 dans l’efficacité des chimiothérapies et de l’immunothérapie

Role of myeloïd derived suppressive cells (MDSC) and Th17 lymphocytes in chemotherapy and immunotherapy efficacy

• Auteur / Autrice : Emeric Limagne
• Direction : Dominique Delmas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 19/01/2017
• Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'École pratique des hautes études (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Établissement de préparation de la thèse : École pratique des hautes études (Paris ; 1868-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Immunologie et Immunothérapie des Cancers (Dijon)
• Jury : Président / Présidente : François Ghiringhelli
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dominique Delmas, François Ghiringhelli, Eric Tartour, Bruno Chauffert, Nathalie Bonnefoy, Catherine Paul, Pierre Saintigny
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Tartour, Bruno Chauffert

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunothérapie anticancéreuse

Immunologie

Mots clés libres

MDSC

Th17

SIRT1

Chimiothérapie

Cancer

Immunothérapie

MDSC

Th17

SIRT1

Chemotherapy

Cancer

Immunotherapy

Résumé

L’oncologie actuelle est encore confrontée à la résistance et à la progression rapide des cancers. Les mécanismes de résistance intrinsèque développés par les cellules tumorales peuvent compromettre l’efficacité des chimiothérapies et des immunothérapies. Il est maintenant admis que l’état de la réponse immunitaire de l’hôte détermine en partie l’issue thérapeutique des patients. L’objectif de notre équipe de recherche est donc de caractériser cette réponse et d’étudier l’impact des thérapies conventionnelles sur celle-ci dans le but d’identifier les mécanismes liés à un échappement futur de la tumeur. Dans ce contexte, nous avons montré qu’une chimiothérapie (5-FU, oxaliplatine, anti-VEGF (« Vascular Endothelium Growth Factor » : FOLFOX-bevacizumab) provoque chez certains patients une chute des gMDSC (cellules myéloïdes immunosuppressives granulocytaires) périphériques qui est associée à une meilleure réponse thérapeutique. Comme chez la souris, cet effet sur les gMDSC provoque néanmoins une élévation des Th17, une population pro-angiogénique, qui limite l’efficacité de la chimiothérapie. La suite de notre travail a eu pour objectif de tester l’effet « anti-Th17 » de l’activation de l’histone désacétylase SIRT1. SIRT1 est une enzyme capable de perturber l’acétylation de STAT3, un facteur essentiel à la différenciation des Th17. Nous avons montré que l’utilisation d’agonistes pharmacologiques de SIRT1 (resvératrol, SRT1720, metformine) inhibe la polarisation des Th17 par la désacétylation de STAT3 et que cet effet permet de limiter la croissance tumorale dans un modèle de cancer colique et de mélanome chez la souris (B16F10, CT26). Nous avons validé ce concept chez l’homme, ce qui suggère qu’il est possible de cibler les Th17 par cette stratégie en complément de la chimiothérapie. Le dernier volet de ce travail est consacré à la comparaison du profil immunologique périphérique de volontaires sains à celui d’une cohorte prospective de cancers bronchiques non à petites cellules. Cette étude nous a permis de mettre en lumière les altérations immunitaires induites par la tumeur et de lier ces altérations à la réponse au nivolumab (anti-PD-1). Un premier modèle prédictif de réponse a pu être généré grâce aux données d’un panel d’analyse des cellules myéloïdes. Ce modèle révèle une fois encore que les cellules gMDSC ont un rôle prédictif défavorable, alors que les populations présentatrices d’antigènes (cellules dendritiques et monocytes) exprimant PD-L1 ont un bon rôle prédictif. Les données présentées dans cette partie sont préliminaires et devront être confirmées avec la cohorte de validation qui est en cours d’inclusion. L’ensemble de ce travail a permis de montrer qu’il est essentiel de cibler spécifiquement les cellules myéloïdes immunosuppressives et les Th17 pour favoriser l’efficacité des chimiothérapies et de l’immunothérapie dans le cancer.

Actual oncology is still facing resistance and rapid progression of cancer. Intrinsic resistance mechanisms developed by tumor cells determine chemotherapy and immunotherapy efficacy. It is now recognized that the host immune response status is in part implicated in the therapeutic outcome of patients. The aim of our research team is to characterize this response and to study the impact of therapies in order to identify the mechanisms associated with future exhaust of the tumor. In this context, we have shown that chemotherapy (5-FU, oxaliplatin, anti-VEGF: FOLFOX-bevacizumab) in some patients causes a drop in devices gMDSC (granulocytic myeloid derived suppressive cells) that is associated with better therapeutic response. Nevertheless, as in mice, this effect on gMDSC causes an elevation of Th17, a pro-angiogenic population, which limits the effectiveness of chemotherapy. The result of our work was aimed to test the effect "anti-Th17" activating SIRT1 deacetylase histone. SIRT1 is an enzyme capable of disrupting the acetylation of STAT3, a key factor in the differentiation of Th17. We have shown that by using pharmacological agonists SIRT1 (resveratrol, SRT1720, metformin) inhibits Th17 polarization by deacetylation of STAT3 and that this effect can limit tumor growth in colorectal and melanoma murine models (B16F10, CT26). We validated this concept in humans, suggesting that it is possible to target Th17 cells by this strategy in addition to chemotherapy. The final component of this work is devoted to the comparison of peripheral immunological profile of healthy volunteers to a prospective cohort of non-small cell lung cancer. This study has allowed us to highlight the immune alterations induced by the tumor and to link these changes in response to nivolumab (anti-PD-1). A first response predictive model could be generated using data from a panel analysis of myeloid cells. This model proves once again that gMDSC have a negative predictive role, while antigen presenting (dendritic cells and monocytes) expressing PD-L1 has a good predictive role. Data presented in this section are preliminary and must be confirmed with the validation cohort that is currently included. All of this work has shown that it is essential to specifically target immunosuppressive myeloid cells and Th17 to promote the efficacy of chemotherapy and immunotherapy in cancer.