Cartographie à l´échelle de la cellule unique de la réponse cellulaire T chez des patients atteints de cancer traités aux anticorps immuno-modulateurs – DropTrep

Le système immunitaire joue un double rôle dans le cancer: il peut promouvoir et supprimer la croissance tumorale. Chez les patients cancéreux immuno-compétents, les tumeurs peuvent pourtant échapper à la réponse anti-tumorale. Chez de nombreux individus, cette immunosuppression est associée à l’expression induite par la tumeur à la surface des lymphocytes T cytotoxiques, de deux protéines inhibitrices de la réponse: CTLA-4 (Cytotoxic T-Lymphocyte associated Antigen-4) et PD-1 (Programmed Death-1). Le développement d'anticorps monoclonaux ciblant ces protéines, dits anticorps anti-checkpoints, a offert la possibilité d'intervenir dans ce processus en stimulant la réponse anti-tumorale, permettant d'améliorer la survie des patients souffrant de différents types de cancer, dont le mélanome et le cancer du poumon. Dans le mélanome, les patients traités avec la dose optimale d'anti-CTLA4 et d'anti-PD1, le taux de survie à 2 ans est impressionnant à 88%, alors que le taux de survie à 2 ans est d'environ 15% pour les patients traités avec une chimiothérapie conventionnelle. Cependant, ces traitements sont inefficaces pour une fraction importante de patients et pour de nombreuses autres types de tumeurs. La caractérisation détaillée des réponses immunitaires anti-tumorales aux niveaux moléculaire et cellulaire, avant et pendant le traitement, est requise pour mieux stratifier les patients, pour optimiser les stratégies de traitement et pour guider le développement de nouveaux médicaments immunomodulateurs.
Nous allons profiler les lymphocytes T isolés associant les données d’expression des récepteur de cellules T (TCR) à celles de marqueurs fonctionnels (cytokines, chimiokines, marqueurs mémoires et facteurs de transcription) pour caractériser la réponse immune au niveau cellulaire pendant le traitement anti-checkpoints. Notre application va tirer parti de la technologie, développée par les partenaires 1 et 2, à haut débit basée sur la microfluidique en gouttelettes appliquée au séquençage d'ARN sur cellule unique. Les partenaires 3 et 4 ont une grande expertise dans l'analyse des réponses immunes et des lymphocytes T. Ensemble, nous allons développer les outils de biologie moléculaire, de microfluidique, d’immunologie et de bio-informatique nécessaires pour fournir à haut débit, une caractérisation fonctionnelle détaillée des cellules T des patients, réactives aux tumeurs, et ceci au niveau clonal.
Aujourd’hui, la combinaison d’analyses clonales et fonctionnelles de réponses des cellules T peut seulement se faire sur une centaine de cellules. La technologie que allons développer permettrait d’avoir, pour la première fois, une large vision de la réponse immunitaire chez l’homme, en combinant l’analyse de données fonctionnelles et clonales sur plusieurs centaines de milliers de cellules T. Plus particulièrement, notre technologie permettrait d’analyser des lymphocytes T isolés chez des patients atteints de mélanomes uvéaux métastatiques opérés pour métastase hépatique et/ou chez des patients atteints de cancers de poumon en stade avancé, avant et après traitement par des anticorps anti-PD-1. Ces analyses permettront d’élucider les mécanismes thérapeutiques impliqués, de prédire les réponses cliniques ainsi que d’améliorer les stratégies thérapeutiques. Sur le moyen-terme, cette technologie pourra s’appliquer dans des domaines diverses tels la vaccination, les maladies infectieuses et inflammatoire et l’auto-immunité.