Impact des cytokines endo et exogènes sur l'activité in vitro des anticorps monoclonaux thérapeutiques dans la leucémie lymphoïde chronique

Impact of endo and exogeneous cytokines on the vitro activity of therapeutic monoclonal antibodies in chronic lymphocytic leukemia

• Auteur / Autrice : Émilie Laprevotte
• Direction : Anne Quillet-Mary
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Cancérologie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytokines

Anticorps monoclonaux

Thérapeutique

Leucémie lymphoïde chronique

Mots clés libres

Leucémie lymphoïde chronique

Anticorps monoclonaux thérapeutiques

Natural Killer

Il-8

Il-15

Résumé

Le traitement standard de la Leucémie Lymphoïde Chronique (LLC) associe une chimiothérapie au rituximab (RTX), un anticorps monoclonal (AcMo) thérapeutique dirigé contre le CD20. Malgré les indéniables bénéfices thérapeutiques apportés par le RTX, la résurgence invariable du clone leucémique fait de la LLC une pathologie incurable. Ce constat a conduit au développement de nouveaux AcMo thérapeutiques dont le GA101 (obinutuzumab), spécifiquement modifié par ingénierie afin d'optimiser son efficacité. L'un des principaux mécanismes d'action du RTX dans la LLC est la cytotoxicité cellulaire dépendante de l'anticorps dont les acteurs majeurs sont les cellules NK. Une meilleure compréhension de l'activité des cellules NK induite par les AcMo thérapeutiques dans un environnement leucémique autologue, ainsi qu'une optimisation de leur potentiel cytotoxique dans la LLC ont constitué les centres d'intérêt de ces travaux de thèse. Ainsi, nous avons mis en évidence que parmi la grande diversité des facteurs solubles sécrétés par les cellules leucémiques, dont les fonctions autocrines et paracrines favorisent la leucémogenèse, l'IL-8 exerce également ses effets sur la composante immunitaire en présence du RTX ou du GA101 (via le CD16) en favorisant la co-activation fonctionnelle des cellules NK. Le rôle crucial des cellules NK dans l'activité des AcMo thérapeutiques fait de ces effecteurs de l'immunité une cible privilégiée des stratégies thérapeutiques visant à optimiser l'activité des anticorps. Les limitations des stratégies d'immunothérapie résident, en partie, dans la balance effecteur/cible en faveur de la fraction leucémique et dans l'incapacité des traitements à générer des effecteurs cytotoxiques activés en quantité suffisante. Dans ce contexte, nous avons démontré qu'en présence de RTX ou de GA101, un traitement à l'IL-15 favorise l'activation et la prolifération des cellules NK, via un mécanisme de trans-présentation impliquant les cellules B leucémiques, à l'origine d'une potentialisation de l'activité des AcMo thérapeutiques. En conclusion, nos travaux démontrent d'une part, l'importance du dialogue entre la composante leucémique et les effecteurs NK dans l'activité cytotoxique induite par les AcMo thérapeutiques, et d'autre part, la nécessité d'amplifier la fraction effectrice NK de manière à contrebalancer le ratio effecteur/cible défavorable à activité optimale des AcMo thérapeutiques dans la LLC, notamment par l'IL-15 qui pourrait avoir un avenir prometteur en clinique. Ces données pourraient également être étendues à d'autres pathologies dont les protocoles thérapeutiques comprennent des AcMo comme certaines tumeurs solides ou maladies auto-immunes.

Standard upfront treatment for chronic lymphocytic leukemia (CLL) associates chemotherapy and an anti-CD20 monoclonal antibody, Rituximab (RTX). Despite therapeutic benefits induced by RTX, the invariable resurgence of leukemic clone makes CLL an incurable disease. These observations lead to the development of new therapeutic monoclonal antibodies (MoAb), among them GA101 (obinutuzumab), a glyco-engineered MoAb with enhanced efficacy. In CLL, one of the major mechanisms of action of RTX is the antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC). In this work, we focused on a better understanding of NK cell activity mediated by MoAb in an autologous leukemic system and on the optimization of their cytotoxic activity on CLL. In this way, we showed that among the various CLL-released soluble factors that exert paracrine and autocrine activity leading to leukemic B cells accumulation, IL-8 plays a role on immune effector cells. In combination with RTX or GA101, IL-8 promotes NK cells activation, via Fc? receptor (CD16) engagement. Thus IL-8 appears as a new CD16 co-activator. Due to their central role in the activity of therapeutic MoAb, NK cells are a prime target of new immunotherapeutic strategies. However, the effector/target ratio in favour of leukemic fraction and the inability of treatment to generate activated cytotoxic effectors cell in a sufficient quantity are strong limitation of the immunotherapy strategies. In this context, we demonstrated that IL-15 combined with RTX or GA101 increase the activity of MoAb by both activation and proliferation of NK cells leading to a better B cell depletion. These effects involve the trans-presentation of IL-15 to NK cells by the leukemic B cells. In conclusion, our work highlights the importance of the cooperation between leukemic fraction and effectors NK cells in the cytotoxic activity mediated by therapeutic MoAb. Moreover, we pointed out need to increase the effector fraction in order to counteract the effector/target ratio, which is unfavourable to an optimal activity of MoAb in CLL. In this way, IL-15 appears as a promising candidate for new immunotherapy strategies. Our results could also offer new perspectives in other diseases treated with therapeutic monoclonal antibodies such as solid tumors or autoimmune diseases.