Nouvelles stratégies vaccinales anti-tumorales par vecteurs AAVs recombinants : manipulation de la mort cellulaire immunogénique dans le contexte tumoral

New anti-tumoral vaccine strategies using recombinant AAV vectors : manipulation of immunogenic cell death in the tumor microenvironment

• Auteur / Autrice : Allan Scarpitta
• Direction : Sahil Adriouch, Olivier Boyer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la sante
• Date : Soutenance le 23/06/2023
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : PANTHER - Physiopathologie, Autoimmunité, maladies Neuromusculaires et THérapies Régénératrices (Rouen ; 2008-...) - Physiopathologie- Autoimmunité- maladies Neuromusculaires et THErapies Régénératrices / PANTHER
• Jury : Président / Présidente : Hélène Castel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sahil Adriouch, Olivier Boyer, Hélène Castel, Nadirah Delhem, Jean-Luc Perfettini, Olivier Kepp
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sandrine Wittmann

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nécroptose

Mort cellulaire

Immunothérapie

Cancer

Mots clés libres

Cancer

Immunothérapies

Mort cellulaire immunogénique

Gasdermines

MLKL

Nécroptose

Pyroptose

Cancer

Immunotherapies

Immunogenic cell death

Gasdermins

Mlkl

Necroptosis

Pyroptos

Résumé

Les vecteurs adéno-associés recombinants (AAVs) représentent un outil sûr et efficace pour la thérapie génique in vivo. L'objectif de ce travail est d'utiliser les AAVs pour manipuler la tumeur et son microenvironnement afin d'augmenter l'immunogénicité de la tumeur. A cet effet, nous avons développé des AAVs capables d'induire une mort cellulaire immunogènique (MCI), notamment la pyroptose et la nécroptose. Comme récemment démontré, la MCI repose sur l'activation des effecteurs de la pyroptose tels que la gasdermine D (GSDMD) ou la gasdermine E (GSDME) et l’effecteur de la nécroptose tel que MLKL, entraînant la mort cellulaire et la libération de signaux pro-inflammatoires intracellulaires. Dans notre projet, nous avons développé des AAVs capables d'induire directement la MCI en exprimant des formes déjà actives de GSDMD, de GSDME et de MLKL contournant ainsi la résistance tumorale intrinsèque. Nos résultats ont d'abord démontré que les plasmides codant pour nos formes actives des effecteurs de l'ICD induisent en effet une mort rapide et efficace des cellules de mélanome B16-F10 transfectées dans les premières 24 heures, ainsi que la libération de molécules pro-inflammatoires prototypiques associées à la mort cellulaire immunogène (telles que la calréticuline, l'ATP et le HMGB1). De plus, la vaccination in vivo en utilisant des cellules de mélanome transfectées avec nos constructions induit une protection contre un second rechallenge tumoral, démontrant que la libération in vivo des antigènes tumoraux et des signaux pro-inflammatoires par les cellules mourantes favorise l'immunité anti-tumorale. Ensuite, l'injection intratumorale d'AAV2 codant pour la GSDME, la GSDMD ou MLKL seules n'est pas suffisante pour induire un rejet tumoral fort, mais l'association de la GSDME avec l'anti-PD1 dans la lignée cellulaire B16-F10 induit un rejet tumoral significatif. Il reste cependant à évaluer la réponse immunitaire associée induite par nos stratégies et la synergie avec d'autres immunothérapies ou chimiothérapies.

Recombinant adeno-associated vectors (AAVs) represent a safe and efficient tool for in-vivo gene therapy. The aim of the project is to use AAVs to manipulate the tumor and its microenvironment with the aim to increase tumor immunogenicity. For that, we have developed AAV able to induce immunogenic cell death (ICD), namely pyroptosis and necroptosis. As recently demonstrated, ICD rely on the activation of pyroptosis executioners like gasdermin D (GSDMD), GSDME (GSDME), necroptosis executioner like MLKL and resulting in cell death and the release of intracellular pro-inflammatory signals. In our project, we have developed AAV that have the capacity to directly induce ICD, by expressing already active forms of GSDMD, GSDME or MLKL, thereby bypassing intrinsic tumor re- sistance. Our results have first demonstrated that the plasmids coding for our active forms of ICD-executioners indeed induce rapid and efficient death of transfected B16-F10 melanoma cells within the first 24 hours, and the release of prototypical proinflammatory molecules associated with immunogenic cell death (as calreticulin, ATP and HMGB1). Furthermore, in vivo vaccination using melanoma cells transfected with our constructs induce protection against a secondary tumor challenge, demonstrating that in vivo release of tumor antigens and proinflammatory signal by the dying cells promote anti-tumor immunity. Next, intratumoral injection of AAV2 coding for GSDME, GSDMD or MLKL alone is not sufficient to induce strong tumor rejection but association with anti-PD1 in B16-F10cell line induce a significative tumor rejection. The next ongoing step is now to evaluate the associate immune response induced by our strategies and the synergy with other immunotherapy or chemotherapy.