3e partie : BRGSF-HIS, un nouveau modèle murin reproduisant le système immunitaire humain destiné aux études en immuno-oncologie

Comme nous l’avons évoqué dans notre premier commentaire, les modèles les plus pertinents et les plus couramment utilisés dans la recherche préclinique sur le cancer sont : (i) les modèles murins de xénogreffes portant des cellules tumorales humaines, (ii) les modèles murins génétiquement modifiés (GEMM), (iii) les xénogreffes dérivées de patients (PDX) et (iv) les souris dotées d’un système immunitaire humain (HIS). Les trois premiers modèles présentent un inconvénient majeur pour les études sur les immunothérapies : ils conservent en effet un système immunitaire murin, qui ne reproduit pas toujours les réponses immunitaires humaines. Les souris HIS, en revanche, sont humanisées au niveau des composants cellulaires et moléculaires du système immunitaire et constituent ainsi des outils idéaux pour étudier et moduler les composants immunitaires et, plus particulièrement, les interactions avec des tumeurs d’origine humaine.¹

Les souris HIS sont obtenues par injection de cellules immunitaires humaines dans des souris hôtes immunodéficientes. Deux sources principales de cellules immunitaires humaines sont actuellement utilisées à cette fin : les cellules mononucléaires du sang périphérique humain (PBMC) et les cellules souches ^{hématopoïétiques}humaines ^CD34+(HSC).^²

L’injection de PBMC humaines chez des souris adultes immunodéficientes constitue la base du modèle murin à base de lymphocytes du sang périphérique humain (Hu-PBL), caractérisé par de faibles taux de cellules B et myéloïdes humaines, et par une prédominance de lymphocytes T fonctionnels^.³ C’est pourquoi le modèle Hu-PBL est adapté à l’étude in vivo de la fonction des cellules immunitaires humaines – plus précisément, de la fonction des lymphocytes T. Cependant, les lymphocytes humains injectés conservent leur mémoire immunitaire provenant du donneur et, par conséquent, chaque fois qu’ils rencontrent des cellules murines, ils s’activent et réagissent contre ces dernières, ce qui conduit finalement au développement d’une maladie du greffon contre l’hôte (GvHD). Si le modèle Hu-PBL permet donc des études précliniques sur les médicaments immunosuppresseurs, sa durée de survie relativement courte empêche la réalisation d’études à long terme (2 à 3 semaines au maximum).^⁴

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Une autre stratégie pour générer des souris HIS consiste à injecter des CSH ^CD34+ à des souris immunodéficientes nouveau-nées ou jeunes adultes. Cette approche conduit au développement de souris ^Hu-CD34+, les modèles les plus largement utilisés dans la recherche préclinique en immuno-oncologie. En effet, ces animaux se repeuplent d’un système immunitaire humain fonctionnel et permettent ainsi des études à long terme sur les réponses immunitaires aux inhibiteurs de points de contrôle et à d’autres immunothérapies.⁴ Avant l’injection, ces souris sont conditionnées par une irradiation sublétale de l’ensemble du corps, qui provoque une myéloablation et facilite ainsi la circulation et la colonisation des cellules immunitaires humaines.^⁵ Ces souris peuvent également recevoir des greffons de fragments de foie et de thymus fœtaux humains sous la capsule rénale, ce qui donne naissance au modèle humanisé de moelle osseuse, de foie et de thymus (BLT). Ces animaux possèdent des compartiments lymphoïdes et myéloïdes humains fonctionnels et « éduqués » et peuvent donc maintenir à long terme la prise de greffe de cellules et de tissus humains.^⁶,⁷ Cependant, bien que le foie et le thymus fœtaux humains transplantés favorisent le développement des lymphocytes T humains, ceux qui présentent une affinité pour le complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) de la souris ne sont pas éliminés, ce qui entraîne une incidence plus élevée de GvHD que celle observée dans le modèle murin ^{Hu-CD34⁺.⁴}

Les souris HIS sont issues de souches de fond hautement immunodéficientes : plus les souris sont immunodéficientes, meilleurs sont la prise de greffe et la reconstitution du système immunitaire humain. Le modèle BRGSF (BALB/c^{Rag2tm1FwaIl2rγtm1CgnSirpαNODFlt3tm1lrl}) présente un fond génétique BALB/c et porte des mutations dans la chaîne γ commune du récepteur de l’IL-2 (IL2rγ) et dans le gène Rag2 ; par conséquent, cette souris ne présente pas de fuite de lymphocytes B, T ni de cellules NK, contrairement à ce qui est rapporté pour les souris immunodéficientes de type SCID.^⁸ De plus, la souris BRGSF présente un degré élevé de xénotransplantation humaine en raison de l’expression du ^Sirpα* polymorphe spécifique à la souche NOD, ainsi qu’un compartiment myéloïde fortement réduit dû à son déficit en kinase du foie fœtal-2 (Flk2), ce qui rend ce modèle et ses souches dérivées (par exemple, ^{BRGSF-A2-HIS**}) hautement immunodéficients et mieux adaptés à la prise de greffe et à la maturation du système immunitaire humain que les souris SCID^.¹⁰,¹¹

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De plus, les souris BRGSF-HIS peuvent être spécifiquement stimulées pour le compartiment des cellules dendritiques humaines lorsqu’elles sont traitées avec du ligand Flt3 humain exogène, ce qui entraîne des réponses des cellules immunitaires humaines accrues et plus spécifiques.¹² Il convient de noter que les souris BRGSF-HIS présentent également une réactivité après vaccination et face aux cellules tumorales, ce qui en fait des modèles idéaux pour évaluer le développement de vaccins, d'anticorps bispécifiques et de thérapies par cellules CAR-T, ainsi que pour étudier la physiopathologie des maladies infectieuses et inflammatoires.^13–15

^* Lorsqu’il interagit avec le CD47, le Sirpα régule négativement la phagocytose par la cellule hôte (c’est-à-dire qu’il envoie un signal « ne me mange pas »).^⁹
** Des études menées sur des souris BRGSF-A2-HIS âgées de 55 semaines ont démontré la présence d’un chimérisme préservé des lymphocytes T humains^.¹⁰

Voir aussi :
Partie 1 : Vers un modèle préclinique plus efficace en immuno-oncologie

Partie 2 : BRGSF, un nouveau modèle immunodéficient pour les études en immuno-oncologie

Partie 4 : Modèles murins humanisés de points de contrôle immunitaires pour les études en immuno-oncologie

Partie 5 : HSA/hFcRn, un modèle performant pour vos études PK/PD

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Références :

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