Mécanismes de l’immunogénicité des cellules cancéreuses hyperploïdes

Mechanisms of immunogenicity in polyploid cancer cells

• Auteur / Autrice : Norma Bloy
• Direction : Guido Kroemer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 19/09/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cancérologie : biologie-médecine-santé (Villejuif, Val-de-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Métabolisme, cancer et immunité (Villejuif, Val-de-Marne)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Cremer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guido Kroemer, Isabelle Cremer, Antoine Tesnière, Filippo Rosselli, Ilio Vitale, Michaela Semeraro
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Antoine Tesnière, Filippo Rosselli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Surveillance immunologique

Polyploïdie

Vaccination

Immunothérapie anticancéreuse

Mots clés libres

Cancer

Hyperploïdie

Immunosurveillance

Vaccination

Cancer

Hyperploidy

Immunosurveillance

Immunization

Résumé

Une augmentation au moins transitoire de la ploïdie est un événement fréquent de l'oncogenèse. L'hyperploïdisation déclenche un stress du réticulum endoplasmique (RE) caractérisé par l'hyperphosphorylation du facteur d'initiation eucaryote 2α (eIF2α) qui induit l'exposition consécutive de la calréticuline à la surface cellulaire. La calréticuline exerce un effet « adjuvant » en tant que un signal "mange-moi", pour les cellules dendritiques, entrainant un contrôle immunitaire de la tumeur par les lymphocytes T CD8+. Nous avons étudié la possibilité que l'hyperploïdisation puisse également affecter l'antigénicité des cellules cancéreuses en modifiant l'immunopeptidome. Cependant, la vaccination avec des peptides candidats n’a pas réussi à induire des réponses inhibitrices de la croissance tumorale de cellules hyperploïdes in vivo. Nous concluons donc que l'hyperploïdie augmente principalement l'immunogénicité des cellules cancéreuses en affectant leur adjuvanticité (via l’expression de calréticuline) plutôt que leur antigénicité. Nous montrons de plus que des fibrosarcomes induits par méthylcholanthrène (MCA), développés dans des souris Rag2-/-γc-/- immunodéficientes (mais pas dans des souris sauvages), sont particulièrement hyperploïdes, en corrélation avec une teneur en ADN plus élevée, une augmentation de la surface nucléaire, ainsi que l'hyperphosphorylation de eIF2α,. De telles cellules forment des tumeurs dans les souris Rag2-/-γc-/- (dépourvues de cellules T, B et NK) ainsi que dans les souris Rag2-/- (dépourvues de lymphocytes T et B) sans différence entre les deux souches de souris, suggérant que l'absence de cellules B et T est suffisante pour que ces cellules prolifèrent. Pour mesurer ces paramètres, nous avons développé un outil d'analyse morphométrique applicable à l'immunohistochimie. Cet algorithme identifie et quantifie automatiquement la surface des noyaux et l'intensité de la phosphorylation de eIF2α dans une région d'intérêt périnucléaire. Des analyses comparatives ont validé la précision de cette méthode, qui peut être utilisée pour étudier la ploïdie et le stress du RE dans les cancers in situ.

An at least transient increase of ploidy, usually by whole genome duplication, is a frequent event in oncogenesis. Hyperploidization triggers an endoplasmic reticulum (ER) stress characterized by the hyperphosphorylation of the eukaryotic initiation factor 2α (eIF2α), with leads to the exposure of calreticulin to the cell surface. Calreticulin is acting like an "adjuvant" effect as a "eat me" signal, for dendritic cells, ultimately eliciting immune control by CD8 + T lymphocytes. We investigated the possibility that hyperploidization might also affect the antigenicity of cancer cells by altering the immunopeptidome. However, vaccination with candidate peptides was unable to elicit tumor growth-inhibitory responses against hyperploid cells in vivo. We conclude that hyperploidy increases the immunogenicity of cancer cells mostly through their adjuvanticity (through calreticulin exposure) rather than their antigenicity. We also show that when developed in Rag2 - / - γc - / - immunodeficient mice (but not in WT mice) fibrosarcomas induced by methylcholanthrene (MCA) are particularly hyperploid, correlating with higher DNA content, increased nuclear surface, as well as the hyperphosphorylation of eIF2α. These cells are able to form tumors in Rag2 - / - γc - / - recipients (which lack T, B and NK cells) as well as in Rag2 - / - recipients (which only lack T and B lymphocytes) without any difference between the two strains, suggesting that the absence of B and T cells is enough to allow these cells to grow. To measure these parameters, we developed a morphometric analysis tool that is applicable to immunohistochemistry. This software automatically identifies and quantifies the surface of nuclei and the intensity of eIF2α phosphorylation within a perinuclear region of interest. Comparative analyzes validated the accuracy of this method, which can be used to investigate ploidy and ER stress in cancers in situ.