Ciblage des fibroblastes associés au cancer pour promouvoir l’infiltration intra-tumorale des lymphocytes T

Au cours des dernières décennies, les immunothérapies ont révolutionné le traitement des cancers. Les immunothérapies utilisées en clinique consistent à exploiter les capacités des cellules T cytotoxiques pour éliminer les cellules cancéreuses, en augmentant leur spécificité et/ou leur fonctionnalité. Cependant, leur efficacité dans les tumeurs solides reste limitée. Étant donné que les cellules T cytotoxiques doivent être en contact avec leurs cellules cibles pour être fonctionnelles, les constituants du microenvironnement tumoral contribuants à l'exclusion des cellules T présentent des obstacles majeurs à ces approches thérapeutiques.Il a été démontré que les fibroblastes associés au cancer (FAC) et la matrice extracellulaire dense qu'ils produisent entravent l'infiltration et la motilité des cellules T. Les FAC activés sont souvent organisés en plusieurs couches autour des îlots de cellules cancéreuses, ce qui limite l'accès des cellules T. Un facteur important dans l'activation des fibroblastes est le TGFβ. Des études récentes ont associé les FAC LRRC15+ induits par TGFβ à de moins bons pronostics chez les patients traités par blocage de PD-L1, faisant des FAC LRRC15 une cible intéressante pour l'amélioration de l'immunothérapie.L’objectif de cette thèse était d’étudier le potentiel du ciblage des FAC pour augmenter l’infiltration des lymphocytes T et la destruction des cellules tumorales. À cette fin, nous avons analysé des échantillons pré- et post-traitement provenant d’un essai clinique de bintrafusp alfa, une protéine de fusion bloquant à la fois PD-L1 et TGFβ, en utilisant le séquençage d’ARN sur cellules uniques (scRNAseq) et l’imagerie multiplexée. Indépendamment de la réponse, nous avons observé une réduction des FAC LRRC15+ accompagnée d’un remodelage de l'architecture stromale, une infiltration accrue des lymphocytes T CD8+ dans les tumeurs précédemment exclues qui ont perdu leur barrière FAC LRRC15+, une diminution des lymphocytes T CD4+, ainsi que l’activation des cellules myéloïdes par l'IFNγ. Dans une résection, nous avons découvert une zone de cellules cancéreuses moins différenciées qui maintiennent après traitement d’épaisses couches de FAC activés autour d’elles, contrairement au reste de la résection. En utilisant la transcriptomique spatiale pour dériver une signature de ces cellules et trouver des cellules très similaires dans notre ensemble de données scRNAseq, nous avons identifié une signalisation spécifique aux FAC via FGF3, FGF19, PDGFα et GAS6 qui pourrait expliquer le maintien des FAC LRRC15+ malgré la déplétion du TGFβ.Bien que le ciblage de TGFβ apporte certains effets bénéfiques, son impact global entraîne également des événements indésirables, d’où la nécessité d'identifier des cibles plus spécifiques. À cette fin, nous avons développé des modèles sphéroïdes murins et humains composés de FAC et de cellules cancéreuses, susceptibles d’être infiltrés par des cellules T ajoutées. Pour établir ensuite des tests de cytotoxicité, nous avons utilisé des clones de lymphocytes T humains et exprimé leur peptide-CMH de classe I cognat sous forme de trimères à chaîne unique sur des lignées cellulaires cibles de carcinome épidermoïde pulmonaire. Aussi, nous avons établi un outil robuste pour la génération de lignées cellulaires knock-out via CRISPR/Cas9. Ces systèmes seront utilisés pour cribler les gènes cibles potentiels identifiés à partir de la comparaison des tumeurs infiltrées vs. exclues, à la fois dans les CAF et les cellules cancéreuses, en ce qui concerne leur impact sur la motilité, la distribution et la fonctionnalité des lymphocytes T.Dans l'ensemble, cibler le FAC pour potentialiser l'immunothérapie est une stratégie valable. Cependant, tous les patients ne sont pas concernés. Les FAC LRRC15+ autour des îlots de cellules tumorales sont un biomarqueur potentiel pour la stratification, néanmoins, il existe un besoin à la fois de meilleurs biomarqueurs et de cibles plus précises.