Influence Du Cisplatine sur l'expression du Check-Point Immunitaire PD-1/PD-L1 Dans Le Cancer Broncho-Pulmonaire Non A Petites Cellules

impact of Cisplatin on the Expression of Immune Check-Point PD-1/PD-L1 in Non Small Cell Lung Carcinoma

• Auteur / Autrice : Ludovic Fournel
• Direction : Patricia Forgez, Marco Alifano
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 05/06/2020
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cancérologie : biologie-médecine-santé (Villejuif, Val-de-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Homéostasie cellulaire et cancer - Reprogrammation des réponses biologiques et thérapies alternatives
• Partenaire(s) de recherche : référent : Université Paris-Saclay. Faculté de médecine (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Christos Chouaïd
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Mordant, Emmanuel Donnadieu, Ken André Olaussen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Mordant, Emmanuel Donnadieu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neurotensine

Immunothérapie anticancéreuse

Poumon -- Cancer non à petites cellules

Chimiothérapie néoadjuvante

Cisplatine

Mots clés libres

Carcinome broncho-Pulmonaire

Pd1/pd-L1

Immunothérapie

Cisplatine

Neurotensine

Lung carcinoma

Pd-1/pd-L1

Immune therapy

Cisplatin

Neurotensin

Résumé

Malgré les nombreux progrés réalisés ces dernières années dans la prise en charge thérapeutique du cancer broncho-pulmonaire, cette pathologie reste la première cause de décès lié au cancer dans le monde. L’enjeu majeur pour cette maladie est donc de développer de nouveaux traitements et d’optimiser l’utilisation des drogues existantes, en particulier les sels de platine. Les protocoles combinant des inhibiteurs de points de contrôle immunitaire avec des sels de platine est actuellement en plein essor malgré un certain manque en études précliniques. Dans ce travail, j’ai cherché à évaluer l'impact du cisplatine sur l'expression de PD-L1 en analysant des patients ayant reçu une chimiothérapie néo-adjuvante à base de cisplatine. Le traitement d'induction augmentait considérablement le marquage PD-L1 des cellules tumorales et immunitaires du microenvironnement. Vingt-deux patients présentaient une variation positive du pourcentage de cellules tumorales PD-L1+ après chimiothérapie néoadjuvante; dont 9 (23,1%) passant de <50% à ≥50% des cellules tumorales marquées. Nous avons également confirmé la régulation positive de PD-L1 par le cisplatine, tant au niveau de l'ARNm qu’au niveau protéique, in-vitro et in-vivo sur des souris nude et des souris immunocompétentes greffées par des tumeurs expérimentales issues de lignées cellulaires de cancer du poumon A549, LNM-R ou LLC1. L’up-régulation de PD-L1 par le cisplatine fait intervenir la voie de signalisation PI3K/AKT. De plus, l'administration combinée d'anticorps anti-PD-L1 (3 mg / kg) et de cisplatine (1 mg / kg) à des souris portant un carcinome pulmonaire réduisait significativement la croissance tumorale par rapport aux traitements en monothérapie et par rapport aux contrôles. Le cisplatine augmente donc précocément et durablement l'expression de PD-L1 et pourrait donc agir de manière synergique avec un blocage de PD-1 / PD-L1 pour améliorer la réponse tumorale aux traitements. En parallèle, nous avons pu développer une thérapie ciblée anti-neurotensine permettant de bloquer ses effets paracrines stimulants la prolifération, la croissance, et les capacités d’invasion des cellules de tumeurs pulmonaires. Les anticorps anti-neurotensine amélioraient également la sensibilité au cisplatine de tumeurs préalablement résistantes par des mécanismes qui impliquent probablement l’augmentation de l’influx et la diminution de l’efflux de platine au niveau de sa cible intra-nucléaire qu’est l’ADN. L’ensemble de ces résultats apportent du rationnel à la réalisation d’essais cliniques impliquant le cisplatine et visant par différents biais à améliorer l’efficacité de traitements systémiques de cancers broncho-pulmonaires non à petites cellules.

Despite many advances in the recent years in the therapeutic management of bronchopulmonary cancer, it remains the leading cause of death linked to cancer in the world. The major challenge for this disease is therefore to develop new treatments and optimize the use of existing drugs, in particular platinum salts. The number of clinical protocols testing combined therapies including immune check-point inhibitors and platinum salts is currently increasing in lung cancer treatment, however preclinical studies and rationale are often lacking. Here, we evaluated the impact of cisplatin treatment on PD-L1 expression analyzing the clinicopathological characteristics of patients who received cisplatin-based neoadjuvant chemotherapy followed by surgery and showed that cisplatin-based induction treatment significantly increased PD-L1 staining in both tumor and immune cells from the microenvironment. Twenty-two patients exhibited positive PD-L1 staining variation after neoadjuvant chemotherapy; including 9 (23.1%) patients switching from <50% to ≥50% of stained tumor-cells. We also confirmed the up-regulation of PD-L1 by cisplatin, at both RNA and protein levels, in nude and immunocompetent mice bearing tumors grafted with A549, LNM-R, or LLC1 lung cancer cell lines. Up-regulation of PD-L1 by cisplatin involved the PI3K / AKT signaling pathway.The combined administration of anti-PD-L1 antibodies (3mg/kg) and cisplatin (1mg/kg) to mice harboring lung carcinoma significantly reduced tumor growth compared to single agent treatments and controls. Overall, these results suggest that cisplatin treatment could synergize with PD-1/PD-L1 blockade to increase the clinical response, in particular through early and sustainable enhancement of PD-L1 expression. Simultaneously, we were able to develop a targeted anti-neurotensin therapy to block its paracrine effects which stimulate proliferation, growth, and metastatic potential of lung tumor cells. Anti-neurotensin antibodies also improved the sensitivity to cisplatin of previously resistant tumors by mechanisms which probably involve increased influx and decreased efflux of platinum at the intra-nuclear level where resides its target DNA. All of these results provide a rationale for carrying out clinical trials involving cisplatin and aiming, by various ways, to improve the effectiveness of systemic treatments for non-small cell broncho-pulmonary cancers.