Etude de la réponse immunitaire cellulaire T dans les cancers colorectaux à instabilité microsatellitaire en vue du développement de nouvelles stratégies d'immunothérapies
Institution:
RouenDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Colorectal cancers (CRCs) with microsatellite instability (MSI) represent 15 % of CRCs, and occur in young patients with Lynch syndrome, the most frequent hereditary form of CRC. MSI CRCs have a more dense lymphocytic infiltration and a better prognosis than microsatellite stable CRCs. A stronger immunogenicity of MSI CRCs is commonly attributed to the accumulation of frameshift mutations in genes containing repeated coding sequences, which can lead to the synthesis of neoantigens recognized by cytotoxic T lymphocytes (CTL). Nevertheless the role of tumor infiltrating lymphocytes (TIL) within MSI colorectal tumors has not been clearly established. Therefore we undertook to study the T lymphocyte (TL) immune response within MSI CRCs. Within 122 MSI tumors, from two independent series, we quantified total (CD3+), regulatory (FOXP3+) and cytotoxic (CD8+) TL densities, using tissue microarrays, and we analyzed frameshift mutations in repeated coding sequences of 19 genes, using 2 multiplex PCRs. In our main series of patients (n=86), a higher FOXP3+ TIL density was associated with an absence of early metastatic invasion, suggesting that, despite the particular immunogenicity of the MSI CRCs, regulatory TILs within this subset of CRCs could be associated with a better prognosis, as already shown in all CRCs. We found that CD8+ TIL density increased with the number of frameshift mutations detected within MSI colorectal tumors. Moreover, CD8+ TIL density was higher when ASTE1, HNF1A or TCF7L2 gene was mutated. These findings suggest that frameshift mutations, particularly within these three genes, could lead to the synthesis of immunogenic neo-antigens, recognized by specific CTLs. We then took advantage of the frameshift mutation-derived neo-antigen immunogenicity to develop a personalized cellular adoptive immunotherapy strategy, based on the in vitro stimulation of a given patient’s TLs against neo-antigens derived from frameshift mutations detected in his own tumor. With artificial antigen presenting cells developed in the laboratory, we could easily and efficiently activate CTLs specific of their own tumor, in two patients presenting a Lynch syndrome. The purpose of our work would be, in the future, to be able to propose to MSI CRC patients, and especially to young Lynch syndrome patients, new personalized adoptive cell immunotherapy strategies, targeting neo-antigens derived from their tumor specific mutations.
Abstract FR:
Les cancers colorectaux (CCR) à instabilité microsatellitaire (MSI) représentent 15 % des CCR et se développent notamment chez les patients jeunes présentant un syndrome de Lynch, la forme héréditaire de ces cancers la plus fréquente. Il est couramment admis que les mutations décalant le cadre de lecture de gènes contenant des séquences répétées codantes, qui affectent les CCR MSI, sont à l’origine de la synthèse de néo-antigènes reconnus par des lymphocytes T cytotoxiques (LTC), ce qui expliquerait à la fois le bon pronostic et le fort infiltrat de LTC qui caractérisent ces CCR MSI. Cependant le rôle des lymphocytes T (LT) infiltrant ces tumeurs MSI n’a à ce jour pas été clairement établi. Ainsi, nous avons entrepris d’étudier la réponse immunitaire cellulaire T dans les CCR MSI. Pour cela, dans 122 tumeurs colorectales MSI, issues de deux séries indépendantes, nous avons quantifié les densités de LT totaux (CD3+), cytotoxiques (CD8+) et régulateurs (FOXP3+), grâce à la technologie des puces tissulaires (tissue microarray). Parallèlement, dans ces tumeurs, nous avons analysé les mutations décalant le cadre de lecture, ou mutations frameshift, dans 19 gènes contenant des séquences répétées codantes, grâce à deux PCR multiplexes. Dans notre principale série de patients (n=86), un infiltrat de cellules FOXP3+ plus dense était associé à une absence de signes précoces d’invasion métastatique, suggérant que, malgré l’immunogénicité particulière des CCR MSI, les LT régulateurs infiltrant ces tumeurs pourraient être associés à un pronostic amélioré, comme cela a déjà été montré pour l’ensemble des CCR. Quant à l’infiltrat de cellules CD8+, sa densité augmentait significativement avec le nombre de mutations frameshift retrouvées dans les tumeurs colorectales MSI. De plus, la densité de LT CD8+ était plus forte quand le gène ASTE1, HNF1A ou TCF7L2 était muté. Ces résultats suggérent que les mutations décalant le cadre de lecture, et particulièrement celles de ces trois gènes, pourraient générer des néo-antigènes immunogènes reconnus par des LTC spécifiques. Nous avons ensuite exploité l’immunogénicité de ces néo-antigènes en développant une stratégie d’immunothérapie cellulaire adoptive personnalisée, basée sur l’activation in vitro de LTC spécifiques de néo-antigènes issus de mutations frameshift présentes dans la tumeur d’un patient donné. Des cellules présentatrices d’antigène artificielles développées au laboratoire nous ont permis d’activer, de manière simple et efficace, des LTC anti-tumoraux de deux patients présentant un syndrome de Lynch. Le but de ces travaux, à plus long terme, serait de pouvoir proposer aux patients atteints de CCR MSI, et notamment aux patients jeunes présentant un syndrome de Lynch, de nouvelles stratégies d’immunothérapie cellulaire adoptive personnalisées, ciblant des néo-antigènes issus de mutations spécifiques de leur tissu tumoral.