Analyse des effets de monocytes modifiés sur la croissance de tumeurs chez la souris – MODIFICATIONS

Le développement constant des immunothérapies contribue fortement à l’amélioration et au progrès liés au traitement des cancers. Nous développons des approches cherchant à mobiliser les cellules myéloïdes (la lignée des cellules myéloïdes est produite dans la moelle osseuse et donne naissance à plusieurs types de cellules sanguines dont les monocytes, les macrophages et les cellules dendritiques) pour stimuler la réponse immunitaire anti-tumorale et ainsi contrôler le développement de la tumeur. La modification génétique consiste à faire un exprimer un récepteur dénommé CAR spécifique d’une molécule tumorale permettant la reconnaissance des cellules tumorales et l’activation des cellules myéloïdes génétiquement modifiées contre les cellules cancéreuses Nous souhaitons modifier génétiquement les cellules myéloïdes pour augmenter leur capacité à stimuler la réponse immunitaire et évaluer leur efficacité antitumorale dans des modèles de souris portant des tumeurs. Nos résultats in vitro dans des modèles de tumeurs en 3D sont très encourageants, il nous faut les confirmer in vivo au sein d’un organisme entier permettant les interactions avec tous les types cellulaires. Nous avons pour but 1) d’optimiser ce type de traitement en cherchant à déterminer quel est le devenir des cellules myéloïdes modifiés in vivo (localisation, survie, état), 2) déterminer leur mode d’action contre les tumeurs et 3) leur capacité à modifier le microenvironnement tumoral qui est par nature inhibiteur du système immunitaire. Par la mise en place de différents modèles d’injection des cellules tumorales et des CAR, nous étudierons à la fois la capacité des CAR-M à contrôler directement la croissance tumorale en favorisant l’interaction entre les deux types de cellules mais aussi le recrutement des CAR-M au sein de la tumeur et leur action sur la progression tumorale en injectant les CAR-M de manière systémique. Nous pourrons distinguer donc si les CAR-M sont capables de passer d’un compartiment/organe à la tumeur via le système sanguin. De plus, ce projet ayant une visée clinique, il est essentiel d’évaluer certains critères tels que les toxicités, le dosage et l’efficacité grâce à un modèle in vivo. Nous voulons également comprendre davantage les mécanismes liés au contrôle tumoral et les interactions entre les différentes populations immunitaires permettant d’éliminer les cellules tumorales.

Avec ce projet, nous voulons avant tout acquérir des connaissances importantes qui pourront ensuite être utilisées en clinique pour le traitement du cancer. Les possibilités de traitement d’une tumeur solide sont jusqu’à présent plutôt limitées et parfois moins efficaces. L’approche thérapeutique avec les CAR promet d’être plus efficace tout en s’accompagnant de moins d’effets secondaires et surtout de permettre le traitement de cancers qui étaient jusqu’à présent difficiles ou impossibles à traiter. En effet, nos approches pourraient permettre de réduire certaines toxicités liées à l’utilisation d’autres approches de l’immunothérapie comme des cellules CAR T (lymphocytes T modifiés génétiquement), telles que l’apparition d’une suractivation du système immunitaire appelée orage cytokinique. L’avantage des CAR-M est avant tout qu’ils seront recrutés plus facilement au sein de la tumeur et qu’ils peuvent ainsi interagir directement avec les cellules tumorales mais aussi avec les cellules immunitaires alentour. Les cellules myéloïdes ont non seulement la capacité de tuer directement les cellules tumorales via la phagocytose, mais aussi de sécréter des facteurs solubles qui peuvent à leur tour attirer d’autres cellules immunitaires. Celles-ci peuvent à leur tour rendre l’environnement de la tumeur plus accessible aux cellules « Natural Killer » du système immunitaire. Une meilleure compréhension du mécanisme peut également contribuer à l’avenir au développement de méthodes thérapeutiques encore plus efficaces. MODIFICATION La modification proposée permettra de non seulement mieux comprendre les mécanismes d’action de notre thérapie seule ou en combinaison avec d’autres immunothérapies. De plus, l’utilisation d’autres modèles tumoraux permettront d’évaluer l’efficacité de cette thérapie dans plusieurs types de tumeurs solides induisant ou non l’apparition de métastases, plus ou moins résistantes aux traitements déjà mis en place.

Pour évaluer la capacité des CAR-M à contrôler la croissance tumorale et en se basant sur des recherches publiées nous injecterons les cellules tumorales et les CAR-M directement dans l’abdomen des souris (voie intrapéritonéale) permettant de suivre via un système d’imagerie le contrôle de la croissance tumorale. Les cellules tumorales injectées exprimant la luciferase, de la luciferin sera injectée par voie intra-péritonéale (1,5mg par souris de 20g). Les souris seront anesthésiées avec de l’Isofluorane (entre 2,5 et 3%) puis imagées via IVIS. L’anesthésie aura une durée de 10 minutes. Les souris seront imagées 2 fois par semaine. Pour évaluer la localisation, la persistance et le recrutement des cellules utilisées comme traitement, des cellules tumorales seront injectées par voie sous cutanée (1 fois – durée du geste inférieur à 10 sec) puis nous injectons notre traitement cellulaire par voie intratumorale, intraperitoneale ou intraveineuse. (1 à 4 fois – durée du geste inférieur à 10 sec). Pour évaluer l’effet du traitement sur la progression tumorale, des cellules tumorales seront injectées par voie intraveineuse aux animaux vigiles (1 fois – durée du geste inférieur à 10 sec) puis les animaux seront traités 1 fois avec des CAR-M injectées par voie intraveineuse. Pour évaluer le traitement dans d’autres modèles de tumeurs, les cellules tumorales seront injectées par voie sous cutanée (1 fois – durée du geste inf à 10 sec) puis nous injectons notre traitement cellulaire par voie intratumorale ou intraveineuse. Pour comprendre comment fonctionne notre traitement, les animaux seront injectés 1 fois avec les cellules tumorales par voie sous cutanée. Le traitement sera injecté 1 fois par voie intratumorale ou intraveineuse et les cellules effectrices 1 fois par voie intraveineuse (durée de chaque geste inf à 10 sec).

L’un des effets attendus de ces essais est l’apparition de GvHD au cours de certains protocoles. La « Graft versus Host Disease » est une maladie dans laquelle les cellules immunitaires transplantées attaquent le corps du receveur, ce qui entraîne des symptômes tels que la perte de poids et la perte de poils. Comme nous avons déjà réalisé ce type d’expérience dans notre laboratoire, nous pouvons bien nous préparer et nous connaissons les signes pour éviter la douleur et la souffrance. Les animaux greffés avec des cellules tumorales par voie sous-cutanée développeront des tumeurs qui seront mesurées régulièrement. MODIFICATION Les nuisances attendues lors des différentes injections seront minimes, avec un geste qui dure moins de 10 secondes par souris. Les prélèvements de sang sont effectués par du personnel entraîné dont le geste a été validé par le responsable Bien-Etre Animal.

A la fin de chaque procédure, les animaux seront mis à mort pour des analyses post mortem sur des organes ex vivo

La souris est une espèce de choix pour les expériences menées en thérapeutique du cancer et elle a depuis longtemps servi à l’étude de thérapies antitumorales, notamment parce que la physiologie de la souris est proche de celle de l’Homme. La connaissance complète du génome murin permet d’utiliser de nombreux outils bien caractérisés, dont les souris génétiquement modifiées pour des protéines spécifiques permettant d’identifier des cibles précises pour la thérapie. Les souris seront utilisées à l’âge adulte à partir de 6 semaines afin que les souris aient atteint la maturité sexuelle, et que les résultats ne soient pas affectés à cause de modifications dues à un âge trop avancé des animaux.