NK - Master Pathologie Humaine
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Echappement Tumoral au Système Immunitaire Pr Ré Régis T Costello Service d’Hématologie Hôpital La Conception Marseille Dé Décembre 2011 1. Est ce que le déficit Immunitaire Favorise l’ Apparition de Cancers ? Etats d‘ImmunoDéficit Congénitaux - Hypogammaglobulinémie Commune Variable - X-Linked Lymphoproliferative Syndrome Acquis - Transplantation d'organes - Infection par le virus VIH Cancer et VIH • Sarcome de Kaposi – incidence < 1/100.000 dans population générale – X 76.000 chez patients VIH – Trithérapie • Lymphome non Hodgkinien – incidence X 200 – >> SNC - Trithérapie LNH du transplanté • European and North American Study Group – 45141 transplantés rénaux; • incidence 1ere année = 0.2% • incidence cumulée à 10 ans = 1% • puis 0.04% / an --- 7634 transplantés cardiaques • incidence 1ere année =1.2% • incidence cumulée à 10 ans = 5% • puis 0.3% / an --- lié à intensité de l ’ immunosuppression --- usage anti-CD3 ✕ 10 risque (✕ ✕ 30 si 2 ttt par anti-CD3…) 2. Est ce qu’il Existe des exemples cliniques de réponse immunitaire antitumorale ? Réaction Immunitaire Anti-Tumorale; 5 exemples (1) VITILIGO dépigmentation auto-immune 5-15 fois + fréquente patients atteints de mélanome pronostic > patients présentant un vitiligo spontané ou après immuno-modulateurs (IL-2/IFN) pronostic > des patients avec rétinopathie par dépigmentation HYPOTHESE; réaction contre Ag de différentiation Réaction Immunitaire Anti-Tumorale; 5 exemples (2) INFILTRAT LYMPHOCYTAIRE INTRA/PERITUMORAL - meilleur pronostic dans mélanome - meilleur pronostic (selon type infiltrat) dans K sein - meilleur pronostic dans certaines études sur Hodgkin Réaction Immunitaire Anti-Tumorale; 5 exemples (3) GREFFE ALLOGENIQUE - «meilleur» ttt LMC/LAM en terme de rechutes - rechute liée à présence «GVL» elle-même corrélée à GVH - rechute augmentées +++ T-déplétion du greffon inactivation des T (anti-CD25) - efficacité des infusions de PBMC pour obtenir nouvelle RC Ag; Ag mineurs d’histocompatibilité Réaction Immunitaire Anti-Tumorale; 5 exemples (3bis) Réaction Immunitaire Anti-Tumorale; 5 exemples (4) Kaposi et immunosuppression Vella et al., N Engl J Med 326; 1761 (1997) Réaction Immunitaire Anti-Tumorale; 5 exemples (5) 100 % Chemo Autologous therapy BMT mini-CHOP 80 Bone Marrow Leukemic Cells 60 Peripheral Blood LGL 40 20 Bone Marrow LGL 0 Time Scale Peripheral Blood Leukemic Cells Ju ne De No No Ma Ju Ju n ly c. 9 v v r e9 .9 .9 ch 96 96 8 6 8 8 97 Déficit Immunitaire = Surincidence Cancers + Réponse Immunitaire = Efficacité Efficacité AntiAntiTumorale = Comment la tumeur peut elle échapper au systè système immunitaire ? Mécanismes d’Echappement Tumoral • La Cible – Accessibilité système immunitaire – Sensibilité lyse / contrattaque – Hétérogénéité • Les « intermédiaires » – Cellules dendritiques • Les effecteurs / régulateurs – – – – Lymphocytes T (αβ αβ et γδ), γδ NKT NK T régulateurs Cellules myéloïdes régulatrices La Cible (1) • Accessibilité système immunitaire – Taille de la tumeur – Vascularisation – « Sanctuaires » immunologiques • Sensibilité lyse – Selon tumeur – Pas de parallélisme obligatoire avec Fas La Cible (1bis) Contrattaque de la cellule tumorale • FasL fonctionnel – carcinome colique, hépatome, mélanome, lymphome, myélome, leucémies aigues… • FasL soluble = lyse à distance • Secrétion de TGFβ, β, d ’IL-13... La Cible (1ter) Contrattaque de la cellule tumorale La Cible (1ter) Contrattaque de la cellule tumorale La Cible (1ter) Contrattaque de la cellule tumorale La Cible (2) ´ hétérogénéité immunologique « cellule souche » de la néoplasie • ex; leucémies aigues La Cible (3) Haematopoietic Hierarchical Organization Bhatia et al. Nat.Med. 1998 CD34-neg. Lapidot et al. Nature 1994 Bonnet et al. Nat.Med.1997 CD34-pos/CD38-neg AMLs; M0 - M7 Monocytes / Granulocytes Dendritic Cells Dendritic Transformation of CD38- vs CD38 + Leukemic CD34 + 300 200 CD80 CD86 DR CD83 100 0 + CD34 / 38 + + CD34 / 38 Cancer Research 2000: 15:60(16), 4403 Cytotoxicity Induced by LAK Cells % lysis 60 DAUDI 40 20 CD34+/38+ CD34+/38- 0 50/1 17/1 6/1 2/1 0,6/1 0,2/1 E/T ratio Cancer Research 2000: 15:60(16), 4403 Les « intermédiaires »: les cellules dendritiques (1) • VIH; est cytopathogène pour les DC • LLC; inhibition fonctionnement système CD40/CD40L • DCs Immatures; Immunosuppression Almand et al. Increased production of immature myeloid cells in cancer patients: a mechanism of immunosuppression in cancer. J.Immunol 2001, 166: 678-689. Les effecteurs Cellules NK Absence MHC-I / Allèles LT γδ ? ? TUMEUR Présence MHC-I T Cytolytiques NKT LT et Réponse Anti-Tumorale 1) Absence d ’antigène tumoral 2) Absence expression des classes I 3) Inactivation des LT – quantitative – qualitative 1) Absence d ’antigène tumoral Catégories Antigènes partagés par Exemples MAGE, RAGE, BAGE, GAGE plusieurs types de tumeurs Antigènes de différentiation Tyrosinase, MART-1, ACE, PSA Antigènes résultant de mutations BCR-ABL, PML-RAR, CBF -MYH11 Antigènes résultant d’une surexpression HER-2/neu, p53, PRAME Antigènes viraux EBV: LMP1/LMP2, HPV16: oncoprotéine E7 2) Absence expression des classes I • Diminution expression classe I – – – – K tête et cou poumon à petites cellules lymphome de Burkitt carcinome rénal ou colique • Expression hétérogène • Corrélation avec la cytolyse par les LT spécifiques • Variation – – – – tumeur / ganglion tumeur / metastase tumeur primaire / rechute tumeur après immunotherapie 3) Déficience Quantitative / Qualitative des Lymphocytes T Æ LT CD4+ Æ CD4/CD8 Æ proliferation défaut transduction signal par TcR/chaine ζ Th1 / Th2 Memory / Naive T-cells T régulateurs Lymphocytes T régulateurs • 2 à 4 % des CD4 totaux • CD4+, CD25high, CD62L, CD127dull, GITR, CTLA-4, CD45RB, Nrp1, CD103, LAG-3 (CD223) • Expression intranucléaire du facteur de transcription FOXP3, membre des forkhead/winged-helix family Beacher-Allan et al., 2001 O. Boyer, 2006 Lymphocytes T régulateurs • Inhibition de l’activation, de la prolifération et des fonctions effectrices des CD4, des CD8, des NK, des NKT et des lymphocytes B Contacts cellulaires Sécrétion de TGFβ et Il10 Lymphocytes T régulateurs 81 patients VIH+ vs 25 témoins sains • Diminution des Treg (CD4+ CD25bright CD62L+) • Fortement corrélée à l’activation des CD4+ • Diminution des Treg associée à une virémie persistante Mark P Eggena et al. ,Journal of Immunology 2005 Baker CA. et al., Clin Exp Immunol. 2007 Lymphocytes T régulateurs et Tumeurs • Forte proportion de Treg dans certaines tumeurs - K poumon, - K sein, - K ovaire - Ganglions de mélanomes métastatiques • Patients atteints de syndromes myélodysplasiques: CD4+ régulatrices augmentées mauvais pronostic Beyer M, Blood 2006 Liyanage et al., 2002 Kordasti SY. Et al., Blood 2007 Cellules immunosuppressives d’origine myéloïde (T activés par anti CD3 + anti CD28) K sein stade IV K colon stade IV Aspect de promyélocytes Natural Killer Cells et réponse tumorale Large granular lymphocytes 5-15% of PBMC Cytotoxic cells - FasL / TNF - perforine / granzyme Cytokine producers - IFN γ, TNF α - GM-CSF, IL-10 Thèse Dr Cyril FAURIAT « Missing Self Hypothesis » Karre 1986 HLA-Dependent Activating Receptors HLA classe I ; Present NK No Cytolysis HLA-Dependent Inhibitory Receptors HLA classe I ; Absent NK Cytolysis NK cells: Regulation NKG2D LIR1/ILT2 Inhibitory receptors KIRL CD94/ NKG2A/E - - - +/- + ++ NTB-A CD16 CD94NKG2C NCRs + TNFRsf KIRs 2B4 CD2 NKp80 Co-receptors activating receptors Natural Cytotoxicity Receptors 1. 2. 3. 4. 5. NK-specific (≈ ≈), Pivotal Role (NKp46 ++) in Anti-Tumor Cytotoxicity, Unidentified Ligands (≈ ≈), Activating Signal via ITAM-bearing sequences Constitutive or Inducible Expression. NKp46 NKp30 NKp44 Healthy Donors « Dull » NK < 20 % « Bright » NK > 80% NK phenotype in Acute Myeloid Leukemia Costello et al. Blood 2002 -> 80% of Healthy Donors NCRbright phenotype -> 80% of AML patients NCRdull phenotype NK phenotype in Acute Myeloid Leukemia Is this phenotype acquired, reversible? What are the consequences of the NCRdull phenotype? Is this phenotype deleterious for patients outcome? Is the NCRdull phenotype restricted to AML? NK phenotype in Acute Myeloid Leukemia NKp46 NKp30 Complete or partial restoration of NCR after CR Blasts implication in NCRdull phenotype No CR In presence of blasts, restoration of NCRs is limited Relapse The reapparition of blasts provokes the drastic decrease of NCR expression Impact of blasts on NK from Healthy Donors NKp30 of Blasts NKp46 on Effects Mature NK NKp30 Impact of blasts on NK from Leukemic Patients CD56 Direct Analysis CD3 NKp30 Blast Depletion CD56 Culture With Normal Feeders CD3 NKp30 Analysis NK cells in AML Is this phenotype acquired, reversible? of the NCRdull phenotype on specific immunity ? Consequences Is this phenotype deleterious for patient outcome? Is the NCRdull phenotype restricted to AML? NK and DC Crosstalk mDC NKG2D LFA1-ICAM CD27/CD70 CD48/2B4 iDC maturation IFNα/β α/β IL-2, 15, 12, 18 NK Cytokine Cytolysis NK Proliferation Survival mDC IL-12, 18 IL-15 mDC IFNγ, TNFα NKp30 iDC iDC lysis Killing of monocyte-derived iDC Healthy-NK « Bright » AML-NK « Dull » NCRdull AML-NK failed to kill monocytes-derived iDC NK cells in AML Is this phenotype acquired, reversible? What are the consequences of the NCRdull phenotype? Is this phenotype deleterious for the patient outcome? Is the NCRdull phenotype restricted to AML? NCRdull AML-NK cells and survival P=0.14 NCRdull phenotype tends to be correlated with a poor overall survival NK cells in other HM Is this phenotype acquired, reversible? What are the consequences of the NCRdull phenotype? Is this phenotype deleterious for the patient outcome? Is the NCRdull phenotype restricted to AML? NK cells in MM Significantly decreased expression of 2B4 and CD16 NK cells in CLL Conclusions; NCRdull phenotype in AML-NK 1. Impaired direct leukemic cell lysis by NK, 2. Impaired regulation of DC physiology Impaired adaptative immune responses Possible failure of iDC-based vaccination assays Novel mechanism of tumor escape to the immune system that links inate to adaptive immunity Major goal of immune restoration protocols
