Immunometabolic mechanisms involved in human gamma delta T cell activation in cancer.
Identification des mécanismes immunométaboliques impliqués dans l’activation des lymphocytes T γδ tissulaires humains dans le cancer
Résumé
Gamma delta (γδ) T cells are sentinels of the intestinal barrier, protecting the host from aggressions. In cancer, they have a crucial role in immunosurveillance and the stromal infiltration of γδ T cells is the more important prognostic factor among all immune cells. Indeed, this population could be an interesting therapeutic target in oncoimmunology. The activation of γδ T cells is tightly regulated by several cytokines and especially interleukin-18 (IL-18). IL-18 is a proinflammatory cytokine corresponding to the most powerful soluble activator of γδ T cells, involved in tissue homeostasis in the epithelial barriers. It is secreted through the activation of the inflammasome, a cytosolic complex consisting in Nod-Like Receptors (NLRs). However, in vitro, some cancer cell lines do not secrete IL-18, probably due to a loss of expression and/or activation of inflammasome components. We have assessed the protein expression in vivo of inflammasome components, and their correlation with clinical outcome of colorectal cancer patients. The expression was evaluated in 104 colorectal tumours, matched with normal tissue for each patient, through an immunofluorescence assay on a tissue micro-array (TMA). We also performed a cytokeratin staining to assess the expression of each components specifically in epithelial cells from tumour or normal tissue. We showed a decreased expression of all inflammasome components, including caspase-1 and cytokines, in the tumour epithelium compared to normal tissue. However, only the expressions of NLRC4, NLRP6 or IL-18 were associated to a more aggressive disease and to a worse outcome. Furthermore, combined downregulation of these 3 components was correlated to a poor prognosis. Indeed, only 22.2% of patients NLRC4low/NLRP6low/IL-18low were still alive after 5 years, versus 85.2% for NLRC4high/NLRP6high/IL18high patients. Furthermore, the downregulation of NLRC4 and IL-18 was associated with a decreased immune infiltration especially for CD3 positive T cells. We also showed in vitro that NLRC4 reexpression was associated to a decreased proliferation of metastatic colon cancer cell line. Finally, at a transcriptomic level, the expression of NLRC4 in these cell lines was correlated to an interferon type I signature. All these results show that the downregulation of NLRC4, NLRP6 and IL-18 by tumour cells could constitute a resistance mechanism to the antitumor immune response and seems to be an important prognostic factor. The activation of γδ T cells could also been regulated by molecules that are not cytokines, depending on tumour metabolism. Indeed, we showed that the activation of AMPK in colon cancer cell lines induced the expression of the stress antigen receptor EphA2, recognised by human γδ T lymphocytes. Furthermore, the in vitro induction of AMPK activation favoured the released of small soluble molecules that modulate the immune response. Indeed, after several chromatography of the supernatant from reprogrammed cancer cell lines, we have identified a peptide that is able to inhibit the activation of B cells in an in vitro model. We are trying to identify the mechanisms underlying this inhibition. In conclusion, we have identify potential therapeutic targets in cancer treatment, alone or in association with chemotherapies and/or immunotherapies. This could help to improve antitumor immune response and patient outcomes.
Les lymphocytes T gamma delta sont des sentinelles des barrières épithéliales qui jouent un rôle majeur dans la défense contre les agressions. Dans le cancer, elles participent à l'immunosurveillance et leur présence au sein du stroma tumoral constitue le principal facteur pronostic positif. Il s’agit donc d’une population qui pourrait constituer une cible thérapeutique privilégiée en oncoimmunologie. La fonction des LTgd est finement régulée par un ensemble de cytokines et en particulier par l’interleukine 18 (IL-18). L’IL-18 est une cytokine proinflammatoire correspondant à l’un des plus puissants stimulateurs solubles des LTgd, impliquée dans l’homéostasie tissulaire au niveau des barrières épithéliales. Elle est sécrétée grâce à l’activation de l’inflammasome, complexe cytosolique composé de Nod-Like Receptors (NLRs). Néanmoins, in vitro, certaines lignées cancéreuses n’en sécrètent plus, probablement du fait de la perte d'expression des constituants de l'inflammasome.Nous avons donc voulu évaluer l’expression protéique in vivo des constituants des inflammasomes, et leur impact pronostic en clinique. L’expression protéique a été analysée dans 104 tumeurs colorectales appariées aux tissus sains, par immunofluorescence sur un tissue micro-array (TMA). Un comarquage de la cytokératine a été effectué pour évaluer l’expression de ces composants spécifiquement dans les cellules épithéliales, qu’elles soient tumorales ou saines. Nos résultats ont montré une diminution de l’expression de l’ensemble des constituants de l’inflammasome dans l’épithélium des tissus tumoraux, ainsi que de la caspase-1 et des interleukines. Néanmoins, seules les pertes d’expression de NLRC4, de NLRP6 ou de l’IL-18 étaient associées à une maladie plus avancée ainsi qu’à la mortalité des patients. De plus, la perte combinée de ces 3 marqueurs était associée à un pronostic encore plus mauvais. Ainsi, seulement 22.2% des patients NLRC4bas/NLRP6bas/IL-18bas étaient encore vivants à 5 ans contre 85.2% pour les patients NLRC4haut/NLRP6haut/IL-18haut. De plus, la perte d’expression de NLRC4 et de l’IL-18 semblait corrélée à une diminution plus importante de l’infiltrat en cellules immunitaires et en particulier en lymphocytes T CD3+. Nous avons également montré grâce à un modèle in vitro que la réexpression de NLRC4 était associée à une diminution de la prolifération des cellules tumorales coliques métastatiques. Enfin, en trancriptomique, cette réexpression de NLRC4 induisait l’expression de médiateurs de la voie de l’interféron de type I. Dans l’ensemble, ces résultats montrent que la perte d’expression protéique de NLRC4, NLRP6 et IL-18 par la tumeur pourrait constituer un mécanisme de résistance à l’immunité antitumorale et semblerait être un facteur pronostic majeur.Dans un second temps, nous avons étudié la régulation des LTgd par des molécules solubles non cytokiniques, dépendantes du métabolisme tumorale. Ainsi, nous avons montré que l’activation de l’AMPK dans les cellules cancéreuses de côlon permettait d’augmenter l’expression d’un antigène de stress appelé EphA2 reconnu par les LTgd humains. De plus, l’induction in vitro de l'activation de l’AMPK permettait la sécrétion de petits peptides qui modulent la réponse immunitaire. Ainsi, par une série de chromatographies sur les surnageants de cellules tumorales reprogrammées, nous avons pu identifier un peptide capable d’inhiber l’activation des LB in vitro. Nous tentons actuellement d’identifier d’autres cibles immunitaires, mais également d’identifier les mécanismes qui induisent cet effet.Ces 2 axes constituent autant de cibles potentielles en thérapeutiques anticancéreuse, seules ou en association avec les chimiothérapies ou avec les immunothérapies actuelles. Ceci pourrait ainsi permettre d’améliorer les réponses observées dans les cancers.
Origine : Version validée par le jury (STAR)