Echappement Tumoral au Système Immunitaire
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Les bases physio-pathologiques de l’immunothérapie en onco hématologie Pr Régis Costello Nice Mai 2016 1. Est ce que le déficit Immunitaire Favorise l’ Apparition de Cancers ? Etats d‘Immuno-Déficit 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 5 10 risque (5 30 si 2 ttt par anti-CD3…) 2. Est ce qu’il Existe des exemples cliniques de réponse immunitaire antitumorale ? Réaction Immunitaire Anti-Tumorale 4 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 4 exemples (2) 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 4 exemples (2bis) Réaction Immunitaire Anti-Tumorale 4 exemples (3) Kaposi et immunosuppression Vella et al., N Engl J Med 326; 1761 (1997) Réaction Immunitaire Anti-Tumorale 4 exemples (4) 100 % 80 60 40 20 0 Time Scale Chemo Autologous therapy BMT mini-CHOP Peripheral Blood Leukemic Cells Bone Marrow Leukemic Cells Peripheral Blood LGL Bone Marrow LGL Déficit Immunitaire = Surincidence Cancers + Réponse Immunitaire = Efficacité AntiTumorale = Comment la tumeur peut elle échapper au système immunitaire ? Les effecteurs Cellules NK Absence MHC-I / Allèles LT γδ ? NKT Présence MHC-I T Cytolytiques Natural Killer-T Les Natural Killer-T • • • • LT expression Vα24 et Vβ11 marqueur NK (CD161) reconnaissent un peptide présenté par CD1d - Physiologique = ? - Expérimental = α-galactosyl céramide NK-T et Réponse Anti-Tumorale • Défaut de synthèse d ’IFNγ dans K Tahir et al. Loss of IFNgamma producytion by invariant NK T cells in advanced cancer. J.Immunol. 2001, 167: 4046-4050. • Inhibition Réponse Anti-Tumorale induite par synthèse IL-13 Terabe et al. NK-T cell mediated repression of tumor immunosurveillance by IL-13 and the IL-4R-STAT6 pathway. Nat.Immunol. 2000, 1(6); 515-520. Stimulation des NK-T par alpha galactosyl céramide: - Production IFN gamma • Stimulation NK • Stimulation CD8 - Stimulation des DCs • Production IL-12 • Rétroactivation NK-T pour produire IFN gamma • Maturation des DCs Les effecteurs Cellules NK Absence MHC-I / Allèles LT γδ NK-T Présence MHC-I T Cytolytiques Lymphocytes T γδ LT γδ et Réponse Anti-Tumorale • LT surtout dans épithélium − δ1 = tissus − δ2 = sang • répertoire limité • expression de NKG2D • lyse cibles MIC-A, MIC-B ou ULBPpositives LT γδ et Réponse Pro-Tumorale Les effecteurs Cellules NK Absence MHC-I / Allèles LT γδ ? ? NKT Présence MHC-I T Cytolytiques Immunité « Acquise »: Les lymphocytes T cytotoxiques TUMOR CELL LYMPH NODE TUMOR ANTIGEN DENDRITIC CELL CTL CD4 EOSINOPHIL MAST CELL TUMOR CELL TH2 TH1 GRANULES CONTENT REACTIVE O2 INTERMEDIATES MACRO. CD40 CD40L/CD152 TCR CMH I PEPTIDE 23/05/2016 CTL CMH II PEPTIDE Mécanismes d’Echappement Tumoral • La Cible – Accessibilité système immunitaire – Sensibilité lyse / contrattaque – Hétérogénéité • Les « intermédiaires » – Cellules dendritiques • Les effecteurs / régulateurs – – – – Lymphocytes T (αβ et 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, d ’IL-13... La Cible (1ter) Contrattaque de la cellule tumorale La Cible (1ter) Contrattaque de la cellule tumorale British Journal of Haematology, 137, 503–512 La Cible (2) ë 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. Inhibition des T Cytolytiques 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 Antigènes tumoraux: Exemple LMC • BCR-ABL; n’est pas un antigène immunodominant • La LMC induit la déplétion des T cytotoxiques de haute affinité (les plus efficaces pour détruire les cellules de la LMC) Molldrem 2003 CTL haute affinité CTL faible affinité • Réponse dirigée contre des antigènes de maturation lignée-dépendants non présents sur progéniteurs immatures von dem Borne 2006 • Réponse anti-leucémique chez plus de la moitié des patients mais disparition progressive de la réponse anti-LMC: maximale entre 6 et 9 mois puis revient au niveau de base entre 24 et 36 mois. Chen 2008 Immunité / Traitement et LMC • l’imatinib affecte les fonctions de cellules dendritiques générées à partir de cellules CD34 + Appel 2004 • l’imatinib inhibe l’activation des LT normaux du sang périphérique Cwynnarski 2004 • l’imatinib rendrait peut être les cellules de LMC plus immunogènes Sato 2003, Mohty 2004 Sécrétion d’IFNα de PDC générées en présence ou non d’imatinib Mohty 2004 Sécrétion d’IFNα de PDC de patients mis ou non en RC par l’imatinib Immunité / Traitement et LMC: Induction de CTL PR-1 spécifiques Burchert 2003 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 Lymphocytes T / Qualitative ÷ LT CD4+ ÷ CD4/CD8 ÷ proliferation défaut transduction signal par TcR/chaine ζ Th1 / Th2 Memory / Naive T-cells T régulateurs, cellules myéloïdes PD-1, CTLA-4 des 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 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 Inhibition des fonctions lymphocytaire PD-1 / PD-1L Les effecteurs Cellules NK Absence MHC-I / Allèles LT γδ ? ? NKT Présence MHC-I T Cytolytiques Immunité « Innée »: Cellules Natural Killer Natural Killer Cells et réponse tumorale Large granular lymphocytes 5-15% of PBMC Cytotoxic cells - FasL / TNF - perforine / granzyme Cytokine producers - IFN g, TNF a - GM-CSF, IL-10 « 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, Ligands : B7H6, Activating Signal via ITAM-bearing sequences Constitutive or Inducible Expression. NKp46 NKp30 NKp44 NK phenotype in Acute Myeloid Leukemia Costello et al. Blood 2002 -> 80% of Healthy Donors NCRbright phenotype -> 80% of AML patients NCRdull phenotype Impact of blasts on NK from Leukemic Patients CD56 Direct Analysis CD3 NKp30 Blast Depletion CD56 Culture With Normal Feeders CD3 Fauriat et al. Blood 2007 NKp30 Analysis Killing of monocyte-derived iDC Healthy-NK « Bright » AML-NK « Dull » NCRdull AML-NK failed to kill monocytes-derived iDC Fauriat et al. 2007 NCRdull AML-NK cells and survival P=0.14 Fauriat et al. 2007 NCRdull phenotype tends to be correlated with a poor overall survival Induction apoptose des NK par les ROS Mellqvist 2000 Fonctions des NK et patients neutropéniques J Exp Med 2012 Conclusion; c’est compliqué!
