Neuroblastoma and gastrointestinal stromal tumor as a target for natural killer lymphocytes : the role of ncr3/nkp30

par Michaela Semeraro

Thèse de doctorat en Immunologie

Sous la direction de Laurence Zitvogel.

Le président du jury était Christian Auclair.

Le jury était composé de Laurence Zitvogel, Christian Auclair, Eric Tartour, Christophe Caux, Olivier Delattre.

Les rapporteurs étaient Eric Tartour, Christophe Caux.

  • Titre traduit

    Activité anti-tumorale des lymphocytes natural killer dans le neuroblastome et la tumeur gastrointestinal : le rôle de ncr3/nkp30


  • Résumé

    Depuis la formulation de la théorie de l’immuno-surveillance en 1957 par Burnet et Thomas, le monde scientifique s’est efforcé d’identifier les cellules immunitaires impliquées dans ce processus. Les lymphocytes Natural Killer (NK) constituent une composant majeure de l’immuno-surveillance innée dans plusieurs cancers hématologiques et solides. L’activité des lymphocytes NK passe principalement par une grande variété de récepteurs avec un rôle activateur ou inhibiteur. Parmi les récepteurs activateurs présents à la surface des lymphocytes NK, le récepteur NCR3/NKp30 a un rôle majeur dans la toxicité directe contre la cellule cible et dans l’activation des cellules dendritiques.Les tumeurs stromales gastrointestinales (GIST) et le Neuroblastome (NB) sont deux tumeurs sensibles à l’immuno-surveillance par les lymphocytes NK. Dans une étude récente notre équipe a démontré que l’épissage alternatif du gène NCR3/NKp30 peut être déterminant dans la fonction NK et dans la survie des patients atteints de GIST.Afin de caractériser les lymphocytes infiltrant le GIST, nous avons effectué une recherche visant à analyser l’infiltrat des lymphocytes CD3+, des lymphocytes T régulateurs (Treg) et des lymphocytes NK dans des tumeurs GIST localisés, et corréler ces résultats à la survie des patients. Nous avons mis en évidence que, avant traitement, les lymphocytes NK sont surtout localisés au niveau des fibres trabéculaires qui entourent la tumeur, alors que les lymphocytes T sont localisé à l’intérieur de la tumeur en contact avec les cellules tumorales qui expriment HLA-I.Nous avons aussi observé que les cellules NK ont un phénotype plutôt CD56bright et migrent à l’intérieur de la tumeur après traitement par Imatinib. L’analyse de survie a mis en évidence que les lymphocytes NK et T peuvent prédire la survie sans progression (PFS). Ces résultats mettent en évidence l’importance de l’infiltrat immunitaire dans la prédiction du risque de rechute dans le GIST et surlignent l’importance de viser une réponse immunitaire dans les protocoles thérapeutiques.Nous avons ensuite déterminé la proportion de lymphocytes NK dans le sang périphérique et dans la moelle dans une cohorte de Neuroblastome (NB) localisé et métastatique : une infiltration plus important par les NK CD56bright a été observé chez les patients présentant une maladie métastatique et chez les patients avec une réponse mineure au traitement d’induction. De plus, les NK présents dans les échantillons de moelle osseuse infiltrés par les neuroblastes, présentaient une expression plus basse du récepteur NKp30. L’expression du ligand de NKp30, B7-H6, a été mise en évidence sur les neuroblastes infiltrant la moelle osseuse, et sa forme soluble, sB7-H6, a été retrouvée être positivement corrélée à l’extension de maladie et inversement à la réponse au traitement d’induction. L’analyse de l’épissage alternatif du gène NCR3/NKp30 a permis de mettre en évidence l’impact des isoformes NKp30 sur la survie sans progression chez les patients atteints de NB de haut risque en maladie minimale résiduelle après chimiothérapie d’induction. En particulier, les patients présentant un taux élevé de l’isoforme pro-inflammatoire (NKp30b) par rapport à l’isoforme immunosuppressive (NKp30c), présentent une meilleure survie sans évènement. Nous avons aussi démontré le rôle des monocytes dans l’amplification de la réponse NKp30 dépendant. Les résultats de notre recherche dans le GIST et dans le NB, deux maladies différentes mais toutes les deux sensibles aux lymphocytes NK, surlignent l’importance d’intégrer de nouvelles options thérapeutiques aptes à cibler le système immunitaire.


  • Résumé

    Since Burnet and Thomas formulated in 1957 the cancer immunosurveillance theory, the scientific world has made tremendous progress to identify the immune cells involved in this process. Natural Killer (NK) cells have emerged as a major component of the innate immunosurveillance of several hematological and solid malignancies. The activity of NK-cells is mainly mediated through their wide variety of receptors with activating and inhibitory functions. Among the versatile receptors present on NK cells, the activating receptor NCR3/NKp30 is a major receptor involved in both direct killing of target cells and mutual NK and dendritic cell activation.Gastrointestinal stromal tumors (GIST) and Neuroblastoma (NB) are known to be tumors sensitive to NK immunosurveillance. In a recent study we showed that alternative splicing of NCR3/NKp30 gene can affect NK cell function and GIST patient’s outcome.In order to better characterize the GIST tumor-infiltrating lymphocytes, we analyzed the CD3+, T regulatory (Treg) and NK lymphocytes infiltration within primary localized GIST tumors and we determined their prognostic value. We described that, before treatment, NK cells are mainly localized in fibrous trabeculae while T lymphocytes are in the tumor nests in HLA-I positive tumor cells contact. Moreover infiltrating NK cells displayed a secreting CD56bright phenotype, and accumulate in tumor nests after Imatinib (IM) treatment. Importantly CD3+ and NK lymphocytes independently predicted progression free survival (PFS). These results highlight the importance of the immune infiltrate in re-define the GIST risk stratification and allow enhancing the immune response in the therapeutic decisions.We next investigated the proportions of NK cells in blood and bone marrow (BM) in a cohort of localized and metastatic NB; a high proportion of CD56bright NK cells was associated with metastatic NB and with poor response to induction treatment within the metastatic NB. Moreover, infiltrated BM presented NKp30 down regulation. The expression of the NKp30 ligand, B7-H6, was found on BM neuroblasts, while the soluble protein, sB7-H6 correlated with resistance to treatment. Furthermore the transcriptional status of NKp30/NCR3 dictated the event-free survival rates of HR-NBs with minimal residual disease post-induction chemotherapy: in particular patients presenting a high proportion of the immunosuppressive isoform (NKp30c) compared to the pro-inflammatory isoform (NKp30b), presented a worse outcome. We further demonstrated the significant role of monocytes to amplify the NKp30 activation response.These researches in GIST and NB, two different but at the meantime NK-sensitive diseases support the effort to define new immunological therapeutic approaches and to determine their optimal use.


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