Immunité antitumorale, Immunothérapie des cancers, Cellules CAR T, Imagerie biphotonique intravitale, Séquençage ARN de cellules uniques, Cancers hématologiques, Microenvironnement tumoral, Résistance tumorale intrinsèque, IFN-Gamma, Syndrome de relargage des cytokines

Les cellules CAR T (de l'anglais Chimeric Antigen Receptor T cells) sont apparues comme étant une thérapie potentiellement curative pour le traitement de certains lymphomes et leucémies. Au cours d'essais cliniques, les cellules CAR T anti-CD19 ont atteint des taux de rémission initiaux allant jusqu'à 86%, mais seuls 50% des patients ayant une réponse durable à long terme. La survenue d'événements indésirables graves, dont le syndrome de relargage des cytokines (CRS), représente une limitation importante à la thérapie par cellules CAR T. Les produits de cellules CAR T comprennent un mélange de lymphocytes T CD4+ et CD8+ et ainsi diffèrent grandement d'un patient à l'autre avec, notamment, d'importantes différences dans la représentation des divers phénotypes de lymphocytes T. Le succès de la thérapie par cellules CAR T est généralement attribué à l'activité d'un grand nombre d'effecteurs cytotoxiques ciblant la tumeur. Par conséquent, nous ne savons pas précisément si les cellules CAR T agissent de manière autonome ou si elles nécessitent des interactions avec le microenvironnement tumoral. Dans la littérature, les cellules CD4+ CAR T présentent une activité anti-tumorale variable selon les modèles précliniques. Ainsi, les mécanismes qui déterminent quand et comment les cellules CD4+ CAR T favorisent la régression tumorale ne sont pas complètement compris. Enfin, nous ne savons pas si la variabilité interindividuelle de la composition des cellules CAR T contribue au développement du CRS. Durant mon doctorat, j'ai étudié le mode d'action et les contributions différentielles des cellules CD4+ et CD8+ CAR T à l'efficacité anti-tumorale et aux toxicités liées à la thérapie dans le contexte d'hémopathies lymphoïdes B. En utilisant le séquençage des ARN de cellules uniques, nous avons montré que la thérapie par cellules CAR T induit un remodelage considérable du microenvironnement tumoral. La production d'interféron-g (IFN-g) par les cellules CAR T puis la production subséquente d'interleukine 12 (IL-12) par les cellules hôtes ont non seulement renforcé l'activité des lymphocytes T et NK endogènes, mais ont également été essentiels au maintien de la cytotoxicité des cellules CAR T. En comparaison des cellules CD8+ CAR T, les cellules CD4+ CAR T sont très efficaces pour l'activation immunitaire endogène mais présentent une activité cytotoxique moindre. À l'aide de l'imagerie intravitale biphotonique, nous avons mis en évidence que la production d'IFN-g, plutôt que la cytotoxicité médiée par la perforine, était le mécanisme dominant pour l'élimination tumorale par les cellules CD4+ CAR T. Mécaniquement, l'IFN-g dérivé des cellules CD4+ CAR T est capable de diffuser largement pour agir sur les cellules tumorales à distance, tuant sélectivement les tumeurs sensibles à la mort induite par cytokine. La sensibilité intrinsèque de la tumeur à l'activité pro-apoptotique de l'IFN-g est donc un déterminant majeur de l'efficacité des lymphocytes CD4+ CAR T. Enfin, nous montrons que les cellules CD4+ CAR T, mais pas les cellules CD8+ CAR T, sont principalement responsables du CRS. Notamment, le CRS s'est développé indépendamment de l'IFN-g produit par les cellules CAR T, et uniquement en condition de charge tumorale élevée. En ce sens, nous proposons que l'ajustement du ratio de cellules CD4:CD8 CAR T à la charge tumorale du patient permette d'atténuer les toxicités associées aux cellules CAR T. En conclusion, les cellules CAR T n'agissent pas seules in vivo, mais reposent plutôt sur des interactions cellulaires et moléculaires au sein du microenvironnement tumoral pour leur efficacité optimale et éliminent les cellules tumorales à travers plusieurs mécanismes complémentaires. Identifier et tirer parti des forces et des faiblesses uniques des cellules CD4+ et CD8+ CAR T représentent une étape importante vers la conception rationnelle de thérapies cellulaires améliorées tout en atténuant les toxicités associées aux cellules CAR T.