Développement d'une approche d'immunothérapie cellulaire et génique basée sur le ciblage thérapeutique du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère par des lymphocytes T exprimant un récepteur de cellule T transgénique sécurisé

par Lucie Bouquet

Thèse de doctorat en Médecine, cancérologie, génétique, hématologie, immunologie

Sous la direction de Marina Deschamps.

Soutenue le 20-12-2022

à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de École doctorale Environnements, Santé , en partenariat avec Interactions hôte-greffon-tumeur et ingénierie cellulaire et tissulaire (Besançon) (laboratoire) , Université de Franche-Comté (1971-....) (site de préparation) et de Interactions hôte-greffon-tumeur et ingénierie cellulaire et tissulaire (Besançon) (laboratoire) .

Le président du jury était Pierre Tiberghien.

Le jury était composé de Laurence Chaperot.

Les rapporteurs étaient Frédéric Gros, Stéphane Depil.

mots clés

• TCR transgénique
• Gène suicide
• SRAS-Cov-2
• Thérapie cellulaire
• SARS-CoV-2 (virus)
• Thérapeutique cellulaire
• Gènes du récepteur des cellules T
• Lymphocytes T
• Gènes-suicide transgéniques

Résumé

La pandémie de la COVID-19 rythme nos vies depuis maintenant 3 ans. De nombreux traitements prophylactiques tels que les vaccins ont fait leur apparition, mais malheureusement, certaines populations de personnes, comme des populations souffrant d’hémopathies B ou transplantées, ne sont pas en capacité de développer des réponses immunitaires efficientes pour les protéger contre l’infection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2). L’émergence des immunothérapies cellulaires, mais également l’efficacité de l’utilisation des lymphocytes T spécifiques pour la prise en charge d’infection par différents virus nous ont amené à développer un TCR transgénique (TCRtg) ciblant spécifiquement le SRAS-CoV-2. Des donneurs HLA-A*02+¬ répondeurs à des peptides prédits pour leur présentation par le CMH de classe I HLA-A*02 ont été identifiés, et les lymphocytes T ont été clonés afin de séquencer les TCR répondeurs. Trois constructions exprimant un TCR spécifique de peptides issus des protéines Spike, Membrane et Nucléocapside ont été évaluées pour leur capacités d’expression par des lignées T et LT primaires après modification génétique. Leur fonctionnalité devra également être évaluée, afin de valider les TCRtg fonctionnels. Dans un second temps, l’une des problématiques majeures des thérapies géniques en général, est les toxicités qu’elles peuvent engendrer : les gènes suicides, permettant une élimination spécifique des cellules génétiquement modifiées, peuvent constituer une solution à ce problème. Ainsi, le gène RapaCaspase9, contenant un Single Nucleotide Polymophism (SNP) montré comme ayant un impact sur la Caspase 9 endogène, a été testé pour la sécurisation d’une construction disponible au laboratoire : le CAR-T cell ciblant la protéine IL-1RAP, qui a été préalablement validé in vitro et in vivo pour la prise en charge de leucémies aiguës myéloïdes (LAM) et leucémies myéloïdes chroniques (LMC). Ce gène suicide est inductible par la Rapamycine, un médicament largement disponible et connu depuis plusieurs années, ce qui permettrait son utilisation facilitée en clinique. Le gène RapaCaspase9 a montré une meilleure efficacité pour l’un des deux SNP présents, mais également une bonne efficacité dans différentes conditions se rapprochant des conditions cliniques pour des lymphocytes T issus de donneurs sains, mais également pour des lymphocytes T issus de patients LAM. En conclusion, le gène RapaCaspase9 semble être un bon candidat pour la sécurisation de thérapies géniques en clinique, mais surtout pour sécuriser notre construction de TCRtg ciblant le SRAS-CoV-2.

mots clés

• Transgenic TCR
• Suicide gene
• Cell therapy

Titre traduit

Development of a cellular and gene immunotherapy approach based on therapeutic targeting of the SARS-CoV-2 virus by T cells expressing a secure transgenic TCR

Résumé

The COVID-19 pandemic appears in our lives 3 years ago. Several prophylactic treatments such as vaccines emerged, but unfortunately, some populations, such as those with B-cell disorders or transplant recipients, are not able to develop efficient immune responses to protect them from infection by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). The emergence of cellular immunotherapies, but also the efficiency of the use of specific T cells for the management of infection by different viruses led us to develop a transgenic TCR (tgTCR) specifically targeting SARS-CoV-2. HLA-A*02+ responder donors to peptides predicted for presentation by MHC class I HLA-A*02 were identified, and the T cells were cloned to sequence the responder TCRs. Three constructs expressing a TCR specific to peptides from the Spike, Membrane and Nucleocapsid proteins were evaluated for their expression capacity by primary T and T cell lines after genetic modification. Their functionality will also have to be evaluated to validate functional TCRtg. Secondly, one of the major problems of cellular therapies is the toxicities they can generate: suicide genes, allowing a specific elimination of genetically modified cells, can constitute a solution to solve this problem. Thus, the RapaCaspase9 gene, containing a Single Nucleotide Polymophism (SNP), shown to have an impact on endogenous Caspase 9, has been tested for the safety of CAR-T cells targeting the IL-1RAP protein, previously validated in vitro and in vivo for the treatment of acute myeloid leukemia (AML) and chronic myeloid leukemia (CML). This suicide gene is inducible by Rapamycin, a widely available drug that has been known for several years, which would facilitate its use in the clinic. The RapaCaspase9 gene showed a better efficacy for one of the two SNPs present, but also a great efficacy under different conditions approaching clinical conditions for T cells from healthy donors, but also for T cells from AML donors. RapaCaspase9 gene seems to be a great candidate to gene therapies in the clinic, and especially to secure our the tgTCR targeting SARS-CoV-2.