Caractérisation du microenvironnement tumoral dans la leucémie lymphoïde chronique par cytométrie de masse : implications pour l'immunothérapie

Characterization of the Tumor Microenvironment in Chronic Lymphocytic Leukemia by Mass Cytometry : Implications for Immunotherapy

• Auteur / Autrice : Marina Wierz
• Direction : Bassam Janji, Etienne Moussay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 14/09/2020
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cancérologie, Biologie, Médecine, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Luxembourg Institute of Health
• Partenaire(s) de recherche : référent : Université Paris-Saclay. Faculté de médecine (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Éric Solary
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dominique Bron, Martina Seiffert, Simone P. Niclou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Bron, Martina Seiffert

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunothérapie anticancéreuse

Micro-environnement tumoral

Leucémie lymphoïde chronique

Mots clés libres

Leucémie lymphoïde chronique

Microenvironment tumoral

Cytométrie de masse

Imunothérapie

Point de contrôle immunitaire

Chronic lymphocytic leukemia

Tumor microenvironment

Mass cytometry

Immunotherapy

Immune checkpoint

Résumé

La leucémie lymphoïde chronique (LLC), la leucémie la plus fréquente chez l'adulte, est caractérisée par l'accumulation de lymphocytes B matures dans le sang périphérique et les tissus lymphoïdes. La progression de la LLC est fortement dépendante des interactions complexes au sein du microenvironnement tumoral (TME) et malgré les récentes avancées dans le traitement de la LLC ciblant la TME, la LLC reste une maladie incurable. Par conséquent, nous voulions caractériser en profondeur le paysage immunitaire dans le TME dans la LLC murine et humaine afin d'identifier de nouvelles cibles potentielles pour une approche immunothérapeutique. À cette fin, nous avons effectué une caractérisation complète et approfondie par cytométrie de masse à haute dimension pour établir une cartographie approfondie des sous-populations de cellules immunitaires. Nous démontrons que les changements pertinents dans la composition des cellules immunitaires, en particulier l'expansion de sous-populations spécifiques de cellules immunitaires lymphoïdes et myéloïdes, sont associés à une forte suppression immunitaire contribuant ainsi à un phénotype d'échappement dans la LLC. Ces changements associés à la LLC peuvent être restaurés dans les modèles précliniques par un double blocage du point de contrôle immunitaire PD1/LAG3. De plus, nous démontrons une forte hétérogénéité des cellules T entre les patients qui peut être stratifiée en fonction de leur profil de cellules T, et la corrélation de sous-ensembles de cellules T spécifiques avec le temps jusqu'au traitement initial, mettant en évidence leur valeur pronostique potentielle. En conclusion, avec cette première étude CyTOF dans la LLC, nous avons élargi les connaissances actuelles sur la complexité phénotypique du TME. Nous avons démontré que le double ciblage des points de contrôle immunitaires contrôlait efficacement le développement de la LLC dans les modèles précliniques et pouvait donc avoir des avantages potentiels dans la LLC pour restaurer une immunité anti-tumorale fonctionnelle.

Chronic lymphocytic leukemia (CLL), the most frequent leukemia in adults, is characterized by the accumulation of mature B lymphocytes in peripheral blood and lymphoid tissues. The progression of CLL is highly dependent on complex interactions within the tumor microenvironment (TME) and despite recent advances in CLL treatment targeting the TME, CLL remains an incurable disease. Therefore, we wanted to deeply characterize the immune landscape in the TME in murine and human CLL to identify novel potential targets for an immunotherapeutic approach. For this purpose, we performed a comprehensive and extensive characterization by high-dimensional mass cytometry to establish an extensive cartography of immune cell subsets. We demonstrated that relevant changes in the immune cell composition, especially the expansion of specific lymphoid and myeloid immune cell subsets, are associated with strong immune suppression thereby contributing to an escape phenotype in CLL. These CLL-associated changes can be restored in preclinical models by a dual PD1/LAG3 immune checkpoint blockade. Moreover, we demonstrated a high T cell heterogeneity between patients that can be stratified according to their T cell profile, and the correlation of specific T cell subsets with time to initial treatment, highlighting their potential prognostic value. In conclusion, with this first CyTOF study in CLL, we expanded the current knowledge of the phenotypic complexity of the TME. We demonstrated that dual targeting of immune checkpoints efficiently controlled CLL development in preclinical models and therefore could have potential benefits in CLL to restore a functional anti-tumor immunity.