Immunomonitoring des lymphocytes T an

Immunomonitoring des lymphocytes T an5-‐tumoraux : biomarqueurs des immunothérapies ?
Marcelo de Carvalho, MD PhD Laboratoire d’Immunologie Faculté de Médecine et CHRU de Nancy IMOPA UMR 7365 CNRS-‐Univ Lorraine Cancer décelable cliniquement : « guerre » perdue par le système immunitaire R D Schreiber et al. Science 2011 RD Harvey. Nature 2014 LT mémoires spéciﬁques des anNgènes tumoraux •  « cicatrices de guerre », LT « épuisés », diﬃcultés pour leur idenNﬁcaNon (faible fréquence, cellules dysfoncNonnelles) Pronos5c favorable si LT mémoires détectables
•  Meilleur survie après chimiothérapie si présence des lymphocytes CD4+ anN-‐
télomérase avant le traitement (Godet Y et al, Clin Cancer Res 2012) •  Meilleur survie du mélanome si présence de lymphocytes T anN-‐NY-‐ESO-‐1 ou Melan-‐A (Weide B et al, J Clin Oncol 2012) Immunothérapies « checkpoint blockade »
•  Très promebeuses, résultats très impressionnants dans diﬀérents types de cancer •  AnNcorps anN-‐PD-‐1, anN-‐PDL-‐1, anN-‐CTLA-‐4 •  Eﬃcacité variable •  ~30-‐50% des paNents répondent •  Expression de PDL-‐1 par les cellules tumorales? •  Présence d’une réponse immune anN-‐cancer mAbs préalable au traitement (Wolchok JD, Nature 2014) •  Importance du monitoring de ces réponses (quantiﬁcaIon, caractérisaIon) : corrélats d’eﬃcacité, compréhension des mécanismes, suivi RD Harvey. Nature 2014 Polyfonc5onnalité et eﬃcacité des LT mémoires spéciﬁques d’Ag
•  Hétérogénéité foncNonnelle des LT mémoires spéciﬁques de l’Ag •  Mono ou polyfoncNonnelles (2 ou plus foncNons concomitantes) •  Les cellules polyfoncNonnelles sont les plus eﬃcaces dans le contrôle des infecNons (« qualité » supérieure) •  CorrélaNon inverse entre charges anNgéniques et nombre de LT polyfoncNonnels Roederer et al, Nat Rev Immunol. 2008 Hétérogénéité des LT mémoires
•  Peu de données concernant la polyfoncNonnalité LT des réponses anN-‐cancer •  Réponses anN-‐MAGE, HER-‐2, CEA dans le cancer du sein (Inokuma et al, J Immunol 2007) •  DétecNon de LT polyfoncNonnels anN-‐MAGE corrélée à rémission post-‐chimiothérapie (Janosky et al, J Immunoth Cancer 2014) •  Réponse polyfoncNonnelle de type TH1 associée à une plus grande sensibilité aux anNgènes tumoraux (Wilde et al J Immunol 2012) •  AugmentaNon des LT anN-‐tumoraux polyfoncNonnels, associés à une réponse clinique durable chez de paNents abeints d’un mélanome et traités avec un anNcorps bloquant CTLA-‐4 (Yuan et al, PNAS 2008) Détec5on des LT an5-‐tumoraux polyfonc5onnels
•  AnNgènes associés aux tumeurs (TAAs) •  Ags spéciﬁques (ex:PSA) et/ou pan-‐tumoraux (pepNdes hTERT et Survivine) •  Méthode ex vivo rapide •  16h culture cellulaire PBMC avec blocage de la sécréNon des cytokines (accumulaNon intracellulaire) •  modiﬁé d’après Inokuma et al, J Immunol 2007 •  (blocage des checkpoints inhibiteurs pendant la culture) •  Sensibilité accrue pour la détecNon de LT spéciﬁques et de leur polyfoncNonnalité •  Cytométrie en ﬂux mulNparamétrique •  Phénotypage membranaire et marquage intracellulaire des cytokines (TNF-‐α, IFN-‐γ et IL-‐2) Ga5ng et analyse en cytométrie
Contrôle NégaNf (MOG pepNdes) PSA pepNdes Cancer prostate Mostly LT CD8, diﬀerenNated and bi-‐funcNonal L’hétérogénéité des réponses est an5gène-‐dépendante
•  CaractérisNques diﬀérentes des cellules T anN-‐PSA et anN-‐hTERT PSA pepNdes total CD3+ Ag+: 0.7% Majoritairement LT CD8+, TEFF et TEM Bi-‐foncIonnelles IFNγ/TNFα L’hétérogénéité des réponses est an5gène-‐dépendante
•  CaractérisNques diﬀérentes des cellules T anN-‐PSA et anN-‐hTERT hTERT (UCP) pepNdes total CD3+ Ag+: 0. 1% Equivalent LT CD8+ et CD4+, TCM et TEM Mono-‐foncIonnelles IL-‐2, nombre plus faible Blocage in vitro des immune checkpoints HIV UpregulaNon of PD-‐1 expression on HIV-‐speciﬁc CD8+ T cells leads to reversible immune dysfuncNon (Trautmann L et al, Nat Med 2006) PD-‐1 expression on HIV-‐speciﬁc T cells is associated with T-‐cell exhausNon and disease progression (Day C et al, Nature 2006) Cancer UpregulaNon of Tim-‐3 and PD-‐1 expression is associated with tumor anNgen-‐speciﬁc CD8+ T cell dysfuncNon in melanoma paNents (Fourcade J et al, J Exp Med 2010) TIGIT and PD-‐1 impair tumor anNgen-‐speciﬁc CD8⁺ T cells in melanoma paNents (Chauvin JM et al, J Clin Invest 2015) Blocage ex vivo des immune checkpoints
PBMC AnI-‐PDL-‐1 PMA Ionomycin Brefeldin A
PBMC AnI-‐PDL-‐1 anI-‐CD28 anI-‐CD49d Brefeldin A
PBMC UCP AnI-‐PDL-‐1 anI-‐CD28 anI-‐CD49d Brefeldin A
PBMC Survivin AnI-‐PDL-‐1 anI-‐CD28 anI-‐CD49d Brefeldin A
CD3 CD4 CD8 CCR7 CD45RA CD95 Aqua
IL-‐2 IFN-‐γ TNF-‐α
Navios ® Beckman Coulter Neg (no pepNdes) Cancer poumon Survivin pepNdes Cytokine producNon similar to medium sNmulaNon Survivine pepNdes + anN-‐PDL1 x12 IFNγ x4 TNFα x5 IL2 Survivin pepNdes Survivin pepNdes + anN-‐PDL1 Survivin pepNdes Survivin pepNdes + anN-‐PDL1 Survivin pepNdes Survivin pepNdes + anN-‐PDL1 Neg (no pepNdes) + anN-‐PDL1 Cancer ORL Telomerase UCP pepNdes Telomerase UCP pepNdes + anN-‐PDL1 x11 IFNγ x35 TNFα no increase IL2 CD8 and CD4, diﬀerenNated and mostly monofuncNonal Synthèse résultats préliminaires en culture avec an5-‐PDL1
•  AugmentaNon (variable) de la réponse anN-‐TAA dans 40% des paNents testés •  Eﬀet observé dans diﬀérents types de cancer : poumon, oropharynx •  Eﬀet observé pour diﬀérents TAA : (réponse anN-‐survivine et anN-‐UCP) •  Eﬀet sur les réponses CD4 et CD8 •  Eﬀet observé sur la producNon d’IFN-‐γ, TNF-‐α et IL-‐2 (mais pas simultanément pour tous les paNents), pas d’eﬀet pour IL-‐17 Perspec5ves
Hypothèse : Eﬀet blocage in vitro corrélé avec l’eﬃcacité clinique ? PaNents avec une augmentaNon de la producNon cytokinique après blocage de la voie PD1-‐PDL1 seraient les paNents qui bénéﬁcieraient cliniquement des « checkpoints inhibitors » •  Biomarqueurs de bonne réponse aux « checkpoint inhibitors » •  IdenNﬁcaNon des paNents à traiter •  Suivi longitudinal des traitements •  Marqueurs d’eﬃcacité (ou d’absence de réponse clinique) •  CorrélaNon avec le proﬁl polyfoncNonnel et/ou diﬀérenNaNon des LT mémoires spéciﬁques de TAAs Perspec5ves
EvaluaNon d’autres paramètres •  Durée de culture et eﬀet de l’addiNon de facteurs de croissance LT mémoires (IL-‐2, IL-‐7 ou IL-‐15) •  CinéNque d’addiNon des mAbs •  Etudes prospecNves contrôlées avec paNents traités par checkpoints inhibitors •  Test d’autres immune checkpoints CTLA-‐4, TIM-‐3, LAG-‐3,… Projet PolyTcancer
•  Comparaison avec la technique Elispot IFN-‐γ après blocage in vitro de la voie PD-‐1/PDL-‐1 •  Caractériser le phénotype et la polyfoncNonnalité des LT anN-‐tumoraux après ce blocage •  Evaluer la polyfoncNonnalité des LT anN-‐tumoraux dans des cohortes de mélanome, cancer du poumon et carcinome rénal (90 paNents) IMOPA UMR 7365 CNRS/Université de Lorraine Team 6 -‐ Cell Engineering, Cellular Immunotherapy and TranslaNonal Approaches (CECITA) h-p://www.scoop.it/t/immune-‐monitoring-‐1 marcelo.decarvalho@univ-‐lorraine.fr Xianglei Wu CollaboraIon avec Prof. Olivier Adotévi UMR 1098 INSERM/UFC/EFS InteracNons hôte-‐greﬀon-‐tumeur et ingénierie cellulaire et Nssulaire