Importance des lymphocytes T effecteurs exprimant ILT2 dans les cancers urologiques traités par immunothérapie

Relevance of ILT2-positive effector T cells in urologic malignancies treated with immune checkpoint blockade

• Auteur / Autrice : Clément Dumont
• Direction : Stéphane Culine, Nathalie Rouas-Freiss
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biothérapies et biotechnologies
• Date : Soutenance le 19/12/2024
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Hématologie, oncogenèse et biothérapies (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Immunologie humaine, physiopathologie & immunothérapie (Paris ; 2009-2024)
• Jury : Président / Présidente : Emmanuel Donnadieu
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Guyon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Danièle Bensoussan-Lejzerowicz, Laurence Albiges-Sauvin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Récepteur B1 de type immunoglobuline des leucocytes

Immunothérapie

Cancer

Appareil urinaire

Mots clés libres

Tumeurs du rein

Tumeurs urologiques

Lymphocytes T CD8+

Inhibiteurs de points de contrôle immunitaires

Programmed Cell Death 1 Receptor Leukocyte Immunoglobulin-Like Receptor B1

Kidney neoplasms

Urologic neoplasms

CD8-Positive T-Lymphocytes

Immune Checkpoint Inhibitors

Leukocyte Immunoglobulin-Like Receptor B1

Programmed Cell Death 1 Receptor

Résumé

L'immunothérapie par inhibiteurs des points de contrôle immunitaires (ICI) fonctionne à travers l'expansion de lymphocytes T CD8+ effecteurs antitumoraux à partir de précurseurs ''exhausted'' exprimant le récepteur inhibiteur PD-1. Elle est désormais incontournable dans le traitement des carcinomes rénaux à cellules claires (CRcc) et urothéliaux (CU). Nous avons préalablement démontré que le microenvironnement tumoral du CRcc chez l'homme comprend une populations de lymphocytes T CD8+ effecteurs exprimant le récepteur inhibiteur ILT2 (LILRB1) mais pas PD-1, hautement cytotoxiques mais pouvant être inhibés via l'engagement d'ILT2 par les molécules du CMH de classe I, préférentiellement HLA-G. Dans une première partie de ce travail, nous poursuivons la caractérisation des lymphocytes T infiltrants CD8+ILT2+PD-1- en employant la cytométrie spectrale (38 marqueurs), et complétons leur description comme de probables ''bystanders'' intratumoraux. Surtout, nous décrivons pour la première fois les lymphocytes T infiltrants CD8+ILT2+PD-1+ : ceux-ci présentent un phénotype effecteur et/ou résident mémoire, sont distincts des lymphocytes de phénotype ''terminally exhausted'' comme des ''bystanders'', et sont activés dans le microenvironnement. Ainsi, ils correspondent parfaitement à la description des lymphocytes effecteurs intermédiaires (transitionnels) caractérisés dans des modèles murins d'exposition chronique à l'antigène (virus et cancer) et dans les cancers chez l'homme comme les effecteurs de la réponse aux ICI anti-PD-1. A travers l'étude de données publiques single-cell RNAseq, nous confirmons que l'expression de LILRB1 est enrichie parallèlement à celle de TBX21 (T-bet) parmi les lymphocytes T CD8+ effecteurs et/ou résidents mémoire dans le microenvironnement du CRcc chez des patients répondeurs à l'immunothérapie. Dans une seconde partie, nous caractérisons par cytométrie spectrale (31 marqueurs) les lymphocytes circulants de 71 patients traités par ICI pour CRcc et CU avancés. En employant une approche non-supervisée, nous démontrons l'importance pronostique de populations d'effecteurs mémoire T CD8+ présentant un phénotype de différenciation intermédiaire (incluant l'expression d'ILT2), enrichies avant traitement chez les patients répondeurs et traduisant l'existence d'une réponse mémoire antitumorale systémique. Enfin, à travers l'étude de sous-populations rares de lymphocytes circulants, nous illustrons le potentiel de la cytométrie spectrale à refléter l'état fonctionnel du microenvironnement tumoral associé aux résultats cliniques de l'immunothérapie. Dans l'ensemble, nos travaux renforcent l'importance d'ILT2 comme nouveau point de contrôle immunitaire du lymphocyte T effecteur dans le contexte de l'immunothérapie des cancers urologiques.

Immune checkpoint inhibitors (ICIs) work through the expansion of effector CD8+ T cells originating from PD-1-expressing progenitor exhausted cells. ICIs are now a cornerstone in the treatment of clear-cell renal cell carcinoma (ccRCC) and urothelial carcinoma (UC). We previously showed that CD8+ effector T cell expressing the inhibitory receptor ILT2 (LILRB1) are present in the tumor microenvironment of ccRCC ; these effectors do not express PD-1 and are highly cytotoxic, but they can be inhibited through ILT2 engagement by MHC class I molecules, especially HLA-G. In the first part of this thesis work, we use 38-marker spectral cytometry to further the description of CD8+ILT2+PD-1- tumor-infiltrating T cells, and characterize them as likely intratumor bystander T cells. In the same time, we describe for the first time tumor-infiltrating CD8+ T cells coexpressing ILT2 and PD-1 : these cells show phenotypical traits of effector T cells, are distinct from both terminaly exhausted and bystander T cells, and are active in the tumor microenvironment. As such, they fit the description of intermediate/transitory effector exhausted T cells that have been described in mouse models of chronic antigen exposure (viral and tumor models) as well as in human cancers and are the key effectors of response to ICIs. Using publicly-available single-cell RNAseq data, we observed that expression of ILIRB1, similarly to expression of TBX21 (T-bet), is enriched in effector and/or resident memory CD8+ T cells from the tumor microenvironement in ccRCC patients responding to ICIs. In a second part, we applied 31-marker spectral cytometry to the characterization of peripheral blood lymphocytes from 71 patients treated with ICIs for advanced ccRCC or advanced UC. By using an unsupervised approach, we demonstrate the prognostic relevance of intermediate-differentiated ILT2-expressing CD8+ effector T cells : this cell population was enriched in patients responding to ICIs and are predicted to reflect the existence of a systemic antitumor effector memory response. Finally, foscusing on rare subset of peripheral blood lymphocytes, we illlustrate the potential of spectral cytometry in reflecting the functional state of the tumor microenvironment with relevance as to ICI efficacy. Overall, our findings strenghten the relevance of ILT2 as a novel immune checkpoint in the context of immunotherapy for urologic malignancies.