Développement préclinique d'ingénierie du TCR de cellules T ciblant les antigènes de rétrovirus endogènes dans le cancer du sein triple négatif – TEC-Breast

Pour évaluer cette nouvelle stratégie d’immunothérapie, plusieurs modèles expérimentaux ont été utilisés tout au long du projet. Nous avons travaillé à partir de lignées de cellules cancéreuses du sein (MDA-MB231, représentant le cancer du sein triple négatif) et de l’ovaire (OVCAR3), ainsi que de cellules normales servant de référence.

Grâce à des outils de pointe, comme le séquençage à cellule unique du récepteur des lymphocytes T (TCR) et la modélisation 3D par bioinformatique, nous avons pu identifier et caractériser les TCR les plus prometteurs.

Les cellules T modifiées (TCR-T) ont ensuite été créées en introduisant ces récepteurs dans des cellules T humaines, à l’aide de vecteurs viraux sûrs (lentivirus et virus adéno-associés, AAV). Dans certains cas, le récepteur naturel des cellules T a été supprimé grâce à la technologie de modification génétique CRISPR-Cas9, afin d’optimiser l’expression et la spécificité du nouveau TCR.

Plusieurs techniques d’immunologie, telles que la cytométrie en flux, les tests ELISpot et les tests de cytotoxicité, ont permis d’évaluer la puissance, la spécificité et la capacité d’élimination des cellules T modifiées vis-à-vis des cellules cancéreuses.

Des études précliniques in vivo ont ensuite été réalisées :

• sur des souris immunodéprimées greffées avec des cellules tumorales humaines, en accord avec le comité d’éthique du Centre Léon Bérard ;

• et sur des embryons de poulet, en collaboration avec la société Oncofactory, afin de tester l’efficacité et la tolérance des cellules TCR-T dans un autre modèle biologique.

Enfin, les données ont été analysées à l’aide de tests statistiques rigoureux (Wilcoxon et Mann-Whitney) pour valider la significativité des résultats.

Cette approche intégrée, alliant bioinformatique, biologie cellulaire, ingénierie génétique, immunologie et modèles précliniques in vivo, permet de valider les fondations d’une nouvelle thérapie cellulaire ciblant spécifiquement les cellules cancéreuses tout en garantissant sa sécurité avant le passage en clinique.

Nous avons précédemment identifié des fragments protéiques (appelés épitopes, nommés P1 et P2 notamment) provenant des HERV et présents à la surface de cellules tumorales. À partir de ces découvertes, nous avons isolé des cellules lymphocytes T capables de reconnaître spécifiquement ces épitopes et avons récupéré les gènes de leurs récepteurs TCR, essentiels à cette reconnaissance.

Grâce aux outils de type vecteur lentiviral et génie génétique (notamment la technologie CRISPR-Cas9), nous avons ensuite reprogrammé des cellules T humaines pour qu’elles expriment ces récepteurs TCR spécifiques des HERV. Cette étape a permis de créer des cellules immunitaire TCR-T capables de reconnaitre et de tuer les cellules tumorales ciblées.

Les tests en laboratoire ont montré que ces cellules TCR-T réagissent fortement et spécifiquement à leurs cibles sans attaquer les cellules saines. Elles sécrètent des molécules d’alerte immunitaire (comme l’interféron gamma) à des concentrations très faibles d’épitopes, signe d’une forte avidité fonctionnelle. Des tests complémentaires ont confirmé l’absence de réaction croisée avec d’autres protéines humaines, ce qui est un gage de sécurité thérapeutique.

En culture, les cellules TCR-T dirigées contre les épitopes P1 et P2 ont détruit des cellules cancéreuses, tout en épargnant les cellules normales. Ces résultats ont ensuite été confirmés dans des modèles vivants : dans un modèle d’embryon de poulet, le volume des tumeurs a diminué d’environ 30 % après traitement, et une réduction de la croissance tumorale a également été observée chez des souris porteuses de tumeurs humaines, sans effets secondaires observables.

Afin d’améliorer la durabilité et la puissance de cette réponse antitumorale, plusieurs versions optimisées du TCR ont été testées, utilisant des vecteurs lentiviraux ou adéno-associés. Les constructions adéno-associés ont montré une meilleure stabilité du TCR dans le temps, un atout potentiel pour prolonger l’efficacité thérapeutique.

Nous développons désormais de nouveaux modèles animaux plus proches de la situation clinique humaine, notamment pour le cancer de l’ovaire, afin de mieux comprendre la persistance et l’efficacité des versions optimisées des cellules T modifiées.

En résumé, ces travaux ouvrent la voie à une nouvelle génération de thérapies cellulaires contre des cibles jusque-là inexploitées dans le cancer du sein triple négatif. Si les prochaines étapes confirment leur efficacité et leur innocuité, ces cellules TCR-T spécifiques des HERV pourraient représenter une avancée majeure dans la lutte contre les tumeurs solides.

Nos résultats sont très encourageants, et il reste à démontrer l’efficacité à long terme de ces cellules TCR-T dans des modèles animaux. De nouveaux modèles expérimentaux plus proches des conditions cliniques humaines sont notamment en cours de développement et seront testés prochainement.

En parallèle, nous menons plusieurs programmes de recherche pour améliorer la performance des cellules TCR-T : nous cherchons à optimiser la présence du récepteur TCR à la surface des cellules T, à renforcer son activation, et à stimuler les mécanismes internes aux cellules T responsables de la destruction des cellules cancéreuses. Ces améliorations sont particulièrement importantes car les cibles HERV identifiée, bien que très spécifiques aux tumeurs, sont présentes en quantité limitée à la surface des cellules cancéreuses — une difficulté que l’on retrouve pour d’autres types d’épitopes prometteurs comme les néoépitopes.

Les outils de génie génétique et de biologie moléculaire que nous développons pour cibler ces antigènes HERV pourront donc être réutilisés pour d’autres types de cibles identifiées, ou servir de base à de nouveaux partenariats industriels dans le domaine de l’immunothérapie.

À terme, nous espérons que ces avancées permettront d’ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques contre le cancer du sein triple négatif mais aussi le cancer de l’ovaire, deux formes particulièrement agressives et encore difficiles à traiter. Grâce à une collaboration étroite avec des plateformes de thérapie cellulaire comme celle de l’EFS de Besançon ou des Hospices Civils de Lyon, ainsi qu’à des partenariats industriels, notre objectif est de transférer rapidement cette stratégie vers les patients.

Nous visons ainsi le développement d’une thérapie cellulaire adaptée à un grand nombre de patients, conforme aux standards de qualité clinique (GMP), capable d’éradiquer des tumeurs agressives et de protéger les patients sur le long terme.

Les rétrovirus endogènes humains (HERVs) représentent 8% du génome humain et proviennent d’infections rétrovirales ancestrales. Etant surexprimés dans certaines tumeurs mais pas dans les tissus sains, ils peuvent représenter une source d’antigènes tumoraux capables d’induire une réponse immunitaire forte. Cependant, aucun traitement ciblant les HERVs n’a encore été développé.
Une nouvelle méthode bioinformatique de l’analyse de l’expression des HERVs dans les tumeurs nous a permis d’identifier des épitopes issus des HERVs et partagés entre des patientes atteintes de cancer du sein triple négatif (TNBC). Les épitopes les plus partagés et dont la traduction était démontrée induisent des cellules T CD8+ de haute avidité ex vivo, capables d’éliminer des cellules de TNBC (présentation naturelle du peptide par le HLA) et des organoïdes dérivés de patientes mais pas des cellules mammaires normales. De plus, des lymphocytes infiltrant la tumeur spécifiques des HERVs sont présents dans des échantillons de tumeurs TNBC. Les épitopes HERV sont donc d’excellentes cibles pour une thérapie cellulaire T dans le TNBC.
Les séquences des récepteurs aux cellules T (TCR) des cellules T spécifiques des HERVs ont été identifiées et modifiées pour pouvoir être exprimées dans des cellules T humaines. Par transduction lentivirale, nous avons généré avec succès des cellules TCR-T modifiées spécifiques des HERVs qui sécrètent des cytokines en réponse à une stimulation antigénique et sont capables d’éliminer des cellules TNBC in vitro.
A partir de ces résultats prometteurs, notre objectif est de démontrer que des cellules TCR-T spécifiques des HERVs ont un potentiel thérapeutique dans le traitement du TNBC en : i) générant de nouvelles cellules TCR-T spécifiques des HERVs, ii) démontrant leur fonctionnalité et leur spécificité in vitro et dans des modèles murins in vivo et iii) explorant le bénéfice thérapeutique d’une combinaison avec des inhibiteurs de points de contrôle immuns.