Facteurs essentiels pour le succès des chimiothérapies immunogènes

Essential factors for the success of immunogenic chemotherapies

• Auteur / Autrice : Sandy Adjemian
• Direction : Guido Kroemer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 18/12/2012
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Cancérologie : Biologie, Médecine, Santé (2000-2015 ; Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Métabolisme, cancer et immunité (Villejuif, Val-de-Marne)
• Jury : Président / Présidente : Franck Pages
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guido Kroemer, Franck Pages, Jean-Luc Teillaud, José Cohen, Jérôme Galon, Pierre Galanaud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Luc Teillaud, José Cohen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimiothérapie anticancéreuse

ATP

Réponse immunitaire

Chimiothérapie

Cancer

Mots clés libres

Chimiothérapies immunogènes

Cancer

ATP

Autophagie

Cellules présentatrices d’antigène

Immunogenic chemotherapies

Cancer

ATP

Autophagy

Antigen presenting cells

Résumé

La plupart des chimiothérapies sont connues pour exercer une immunosuppression en plus de leur effet cytotoxique, car elles ciblent sans distinction les cellules à prolifération rapide telles que les cellules tumorales ainsi que les cellules du système immunitaire. Cependant, la radiothérapie ainsi que certaines chimiothérapies comme les anthracyclines ou l’oxaliplatine ont montré une propriété immunostimulante, grâce à l’induction d’une mort cellulaire dite immunogène. Cette mort cellulaire se caractérise par la libération de signaux de danger par la cellule mourante qui vont activer le système immunitaire. Tout d’abord, l’exposition de la calréticuline à la surface de la cellule va être un signal de phagocytose pour les cellules dendritiques. Les cellules succombant à la mort cellulaire libèrent aussi HMGB1 qui en se liant à TLR4 permet un apprêtement et une présentation des antigènes tumoraux efficace. Ensuite, la libération d’ATP qui agit sur les récepteurs P2RX7 permet l’activation de l’inflammasomme NLRP3 et conduit à la sécrétion d’IL-1β indispensable pour l’activation des lymphocytes T CD8+ sécrétant de l’IFN-γ. L’autophagie est un processus de dégradation permettant de limiter l’instabilité génomique et l’initiation de cancers. L’autophagie, peut être induite après un stress du réticulum endoplasmique, qui est nécessaire à l’exposition de la calréticuline lors de la mort cellulaire immunogène. Nous avons donc cherché à évaluer l’importance de l’autophagie après traitement aux chimiothérapies immunogènes. Nous avons montré que l’autophagie est requise pour induire la libération d’ATP lors de la mort cellulaire immunogène. De plus, nous avons montré que l’ATP libéré par les cellules mourantes après traitement aux chimiothérapies immunogènes permet le recrutement de cellules de type monocyte inflammatoire (CD11b+Ly6ChighLy6G-) ainsi que de leurs précurseurs. En outre, l’ATP est un facteur important dans la différenciation de ces cellules en cellules dendritiques inflammatoires. Les cellules CD11b+Ly6ChighLy6G- ont montré une grande capacité à présenter les antigènes tumoraux aux lymphocytes T CD8+ permettant leur activation. Les cellules déficientes pour l’autophagie n’ont quant à elles pas permit le recrutement de cellules dendritiques dans les tumeurs ni l’activation de lymphocytes T CD8+. Ces travaux ont permit de montrer l’importance de l’autophagie pour mettre en place une réponse immunitaire anti-tumorale spécifique lors du traitement avec des chimiothérapies immunogènes. De plus, nous avons montré que l’ATP est impliqué dans le recrutement et la différenciation de cellules avec un phénotype de monocytes inflammatoires. L’ensemble de ces résultats apporte de nouveaux éléments dans la caractérisation du processus de mort cellulaire immunogène.

Most of the cytotoxic agents used in cancer therapy are known to be immunosuppressive, because of their unspecific targeting of rapidly dividing cells, like tumor cells, but also cells of the immune system. However, radiotherapy, as well as some chemotherapeutic agents such as anthracyclines or oxaliplatine were reported to have immunostimulatory effects, thanks to their capacity to induce immunogenic tumor cell death. This type of cell death is characterized by the release of danger signals from the dying tumor cell, which will activate the immune system. As a first event, exposure of calreticulin from the dying tumor cell will act as an « eat-me » signal for dendritic cells. Once released, the nuclear protein HMGB1 will bind to TLR4, facilitating antigen processing and presentation. The dying tumor cells will also release ATP, which acts on P2X7 receptors and activates NLRP3 inflammasomme, leading to IL-1 release, necessary for IFN-- producing CD8+ T cells activation. Autophagy is a degradation process limiting genomic instability and cancer initiation. It can be induced after a stress of the endoplasmic reticulum (ER). ER-stress is also involved in calreticulin exposure during immunogenic cell death, so we aimed at understanding the role of autophagy in immunogenic cell death. We found that autophagy is required for the release of ATP after treatment with immunogenic chemotherapies. Moreover, we showed that ATP released from the dying cells is necessary for the recruitment of immune cells with inflammatory monocyte phenotype (CD11b+Ly6ChighLy6G-), as well as their precursors. ATP was also important for the differentiation of these inflammatory monocytes into dendritic cells. These CD11b+Ly6ChighLy6G- cells were efficient in presenting the tumor antigens to CD8+ T cells, and to induce a tumor-specific immune response. However, autophagy-deficient cells were not able to recuit dendritic cells or to induce CD8+ T cells activation. These studies showed the importance of autophagy in tumor-specific immune response, after treatment with immunogenic chemotherapies. We also reported that ATP is involved in the recruitment and differentiation of cells with inflammatory monocytes phenotype. Altogether, these results give new insights in the concept of immunogenic cell death.