Régulation de l'expression de PD-L1 dans le mélanome : identification de cibles thérapeutiques au moyen d’un crible génétique pour traiter le mélanome cutané
Institution:
université Paris-SaclayDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Cutaneous melanoma arises from melanocytes, the pigment-producing cells of the skin. is responsible for approximately 75% of deaths due to skin cancers. This tumor account for approximately 1% of cutaneous melanoma, but is responsible for 75% of deaths due to skin cancer. Its aggressiveness is coming from its highly metastatic potential and once it is disseminated, chances of survival decrease drastically. Treatment by surgery is efficient when it is diagnosed early. Though, until recently, for metastatic or unresectable melanoma, treatments were quite limited.The arrival of immunotherapies to treat advanced melanoma arouse a lot of hope. These monoclonal antibodies boost the immune system in order to kill cancer cells. The most recent and efficient are the ones targeting the programmed cell death protein 1 or its ligand (PD-1/PD-L1). The main role of PD-1 immune checkpoint is to limit the activation of engaged peripheral T cells. Indeed, the activation of T cells by the interaction of its TCR with MHC/peptide complexes leads to IFNγ; secretion. This cytokine will induce the expression of PD-L1 and PD-L2 at the plasma membrane of surrounding cells. The engagement of PD-1 with its main ligand PD-L1 leads to the inhibition of CD8+ T lymphocytes. This feedback loop attenuates T-cell responses and limits the extent of immune-mediated tissue damage that can happen with an excessive immune response. Some cancer, including melanoma which is highly immunogenic, escape the immune system by taking advantage of this mechanism to overexpress PD-L1 and inhibit effector functions and proliferation of CD8+ T lymphocytes. Immunotherapies targeting PD-1 or PD-L1 with monoclonal antibodies were then deployed to disrupt the interaction between the two partners and restore, at least partially, T-cell activity against cancer cells and drive to tumor regression. Most of the time, basal PD-L1 expression in melanoma is low and is strongly increased by IFNγ, produced by immune cells like CD8+ T lymphocytes. Thus, preventing IFNγ-induced PD-L1 expression would restore the effector functions of LT CD8+ and avoid tumor progression as anti-PD-1/PD-L1.This aim of my thesis project was to make use of a genetic screen to identify positive regulators of the expression of PD-L1 at the plasma membrane of melanoma with a genetic screen by focusing on druggable genes. This screen was based on a shRNA library targeting genes coding for a protein for which an inhibitor already exists or harboring a structure or an activity that could lead to drug development. The bioinformatic analysis led to the identification of new regulators that positively regulate PD-L1 at the plasma membrane of melanoma that could serve as therapeutic targets for melanoma treatment.
Abstract FR:
Le mélanome cutané est une tumeur qui se développe à partir de cellules épidermiques appelées mélanocytes. Bien qu’il ne représente qu’environ 1% des cancers cutanés, le mélanome est responsable de 75% des décès dus aux cancers de la peau. L’agressivité du mélanome est liée à son très fort potentiel métastatique et une fois qu’il est disséminé les chances de survie diminuent dramatiquement. Le traitement par chirurgie est efficace lorsque le diagnostic est précoce. Mais, dans les cas de mélanomes non résécables ou métastatiques, les traitements offerts aux patients étaient jusqu’à récemment très limités.L’arrivée des immunothérapies pour le traitement des stades avancés du mélanome a suscité beaucoup d’espoirs. Ces anticorps monoclonaux agissent en stimulant le système immunitaire afin d’éliminer des cellules cancéreuses. Les plus récents et les plus efficaces sont ceux qui ciblent l’axe “programmed cell death protein 1” (PD-1/PD-L1). Le rôle principal de du point de contrôle immunitaire PD-1 est de limiter l’activité des cellules T périphériques lors d’une réponse immunitaire. En effet, l’activation des cellules T par l’interaction des TCR avec des complexes CMH/peptides spécifiques conduit à la sécrétion d’IFNγ. Ces cytokines vont stimuler l’expression de PD-L1 et PD-L2 à la membrane plasmique des cellules environnantes. Lorsque PD-1 est engagé par PD-L1, son ligand prédominant, il s’ensuit un signal qui inhibe des lymphocytes T CD8+. Cette boucle d’autorégulation atténue ainsi la réponse des cellules T et limite l'ampleur des lésions tissulaires pouvant être entraînées par une réponse immunitaire excessive. Certaines cellules cancéreuses, dont le mélanome qui est très immunogène, sont capables de mettre à profit ce système en surexprimant PD-L1 pour inhiber les fonctions effectrices et la prolifération des lymphocytes T CD8+ et ainsi échapper au système immunitaire. En empêchant l’interaction de PD-1 avec PD-L1, les anticorps monoclonaux dirigés contre l’un ou l’autre des partenaires conduisent à une restauration, au moins partielle, de l’activité des cellules T contre les cellules cancéreuses et conduit ainsi à une régression tumorale. La plupart des mélanomes expriment un niveau basal de PD-L1 faible, qui est fortement augmentée par l’IFNγ;, produit notamment par les lymphocytes T CD8+. Par conséquent, on peut supposer qu’en prévenant l’expression de PD-L1 induite par IFNγ, il est possible de prolonger la réponse des lymphocytes T effecteurs et de limiter ainsi la progression tumorale à la manière des anti-PD-1/PD-L1.Mon projet de thèse a eu pour but d’identifier les régulateurs positifs de l’expression de PD-L1 à la membrane plasmique des mélanomes par une méthode de crible génétique, en restreignant notre étude aux gènes pertinents d’un point de vue thérapeutique. Ce crible qui repose sur une librairie de shARN ciblant les gènes codant pour des protéines dont l’inhibiteur est déjà connu ou ayant une structure ou une activité qui permet le développement d’un inhibiteur pharmacologique. L’analyse des cribles par bioinformatique a permis d’identifier de nouveaux régulateurs positifs de l’expression de PD-L1 à la membrane plasmique qui pourront servir de cibles pharmacologiques pour de nouvelles thérapies visant à prévenir l’expression de PD-L1 dans les mélanomes.