Développement de cellules TCR-T pour le traitement des tumeurs Rhabdoïdes en explorant les ERVs comme nouvelle source d'antigènes spécifiques aux tumeurs

Development of T-cell receptor-engineered (TCR) T cells for the treatment of Rhabdoid Tumors by exploring ERV as a novel source of tumor-specific antigens

• Auteur / Autrice : Stéphanie Fitte-duval
• Direction : Franck Bourdeaut
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences du Cancer
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2022
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cancérologie : biologie-médecine-santé (Villejuif, Val-de-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cancer, Hétérogénéité, Instabilité et Plasticité
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Recherche translationnelle en oncologie pédiatrique
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Institut Curie (Paris ; 1978-....)

Mots clés

Mots clés libres

Rétrovirus endogènes

Thérapie cellulaire

Tumeurs rhabdoïdes

Immunothérapie

Complex SWI/SNF

Endogenous retroviruses

Rhabdoid tumors

Immunotherapy

SWI/SNF complex

TCR T-cell therapy

Résumé

Les tumeurs rhabdoïdes (TR) sont des tumeurs agressives de l'enfance caractérisées par la perte de SMARCB1, un composant central du complexe de remodelage de la chromatine SWI/SNF, mais sans autres mutation récurrente et avec une charge mutationnelle étonnamment faible (1,2). L'agressivité de ces tumeurs nécessite aujourd'hui des traitements lourds (chirurgie, chimiothérapie radiothérapie), qui ne sont effaces que pour une minorité d'enfants et sont souvent associées à de graves séquelles, soulignant le besoin urgent de traitements plus efficaces et moins invasifs (3). Suivant le principe dominant selon lequel la réponse immunitaire est dirigée vers les néoantigènes tumoraux provenant de mutations somatiques, la similarité génétique des RT au soi devrait les rendre invisibles au système immunitaire (4). Or, une étude récente réalisée par le laboratoire d'accueil a démontré que ces tumeurs sont immunogéniques; en particulier, la perte de fonction de SMARCB1 induit la réexpression de rétrovirus endogènes (ERV) dans les cellules tumorales, activant la voie de détection des ARN double brin et contribuant à l'immunogénicité des RT (5). Il a été constaté que l'infiltration immunitaire était significativement corrélée au niveau d'expression des loci ERV intergéniques sens et anti-sens. Il est à noter que la nature des antigènes de tumeurs rhabdoïdes qui sont reconnus par les cellules T reste inconnue à ce jour, une première hypothèse étant que les ERVs sont sources de néo-antigènes. Dans cette proposition de projet, nous visons à i) identifier les néo-antigènes (néo-Ags) dans les tumeurs rhaboïdes, en particulier ceux possiblement dérivés de l'expression des rétrovirus endogènes (ERV), en utilisant des approches in silico et expérimentales (immunopeptidomique ) sur lignées et PDX ; et ii) étudier les caractéristiques des TCRs présents dans les lymphocytes infiltrant les tumeurs (TILs) des patients, spécifiques des épitopes dérivés, en première hypothèse, des ERVs. Pour cela, les TCR des cellules T répondant à des antigènes tumoraux autologues seront utilisés pour la génération de cellules « TCR-T » dont on testera la cytotoxicité contre des cellules tumorales issues de xénogreffes autologues dérivées des même patients (PDX établies dans le laboratoire d'accueil). Ces expériences permettront d'identifier des épitopes immunogènes qui pourraient être exploités pour concevoir de nouvelles immunothérapies plus efficaces et moins invasives pour les patients. Les résultats obtenus devraient non seulement transformer le traitement clinique des patients atteints de ce cancer rare, mais aussi ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques pour d'autres cancers pédiatriques présentant des caractéristiques similaires (par exemple, les médulloblastomes ou les neuroblastomes) ou pour les cancers de l'adulte provoqués par l'inactivation de membres du complexe de remodelage de la chromatine SWI/SNF (voir notre revue6).

Rhabdoid tumors (RT) are aggressive tumors of infancy characterized by the loss of SMARCB1, a core component of the SWI/SNF chromatin-remodeling complex, but with no other recurrent mutations and a strikingly low mutation burden1,2. The aggressiveness of these tumors today requires intense surgery, chemotherapy and radiotherapy, which are effective for only a minority of children and are often associated with serious sequelae, highlighting the urgent need for more effective and less invasive treatments3. Based on results obtained in adult tumors where the immune response is in part directed towards tumor neoantigens that arise from somatic tumor mutations, the inherent genetic similarity to self was assumed to render RTs invisible to the immune system4. A recent study performed by the host group demonstrated that SMARCB1 loss of function induces the re-expression of endogenous retroviruses (ERV) on tumoral cells, activating the dsRNA-sensing pathway and contributing to RT Immunogenicity5. In more details, immune infiltration was found to be significantly correlated with the level of expression of sense and anti-sense intergenic ERV loci. Of note, the nature of the rhabdoid tumor antigens that are recognized by T cells remains unknow. In this proposal, we aim to i) identify RT neo-antigens (neo-Ags), presumably derived from endogenous retrovirus (ERV) expression, using in silico and experimental approaches (immunopeptidomics); and ii) to study the nature of the TCRs obtained from patients' tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) specific for (ERV-derived) néo-epitopes. For this, TCRs from T cells responding to autologous tumor antigens will be engineered into TCR-T cells to verify their cytotoxicity against autologous Patient-Derived Xenografts (PDXs already established in the lab). These experiments should help identify immunogenic epitopes that could be further exploited to design novel more effective immunotherapies, which should be less invasive for the patients. Obtained results should be transformative not only for clinical care of patients with this rare cancer, but also should open new therapeutic avenues for other pediatric cancers that share similar characteristics (i.e., medulloblastomas or neuroblastomas) or for adult cancers driven by the inactivation of members of the SWI/SNF chromatin-remodeling complex (see our review6).