Ciblage des cellules myéloïdes dans le microenvironnement tumoral chez les souris BRGSF-HIS

L'émergence des immunothérapies a révolutionné l'oncologie : en effet, outre les cellules tumorales, les traitements ciblent désormais largement les cellules immunitaires. Si de nombreux composés ont été développés et se sont révélés efficaces pour cibler les lymphocytes T effecteurs par le biais du blocage des points de contrôle immunitaires, les cellules myéloïdes associées à la tumeur, présentes dans le microenvironnement tumoral (TME), suscitent aujourd'hui un vif intérêt, notamment pour surmonter et/ou éviter une résistance potentielle aux thérapies ciblant les points de contrôle immunitaires.

Modèles précliniques pertinents pour l'étude des cellules myéloïdes en immuno-oncologie

Les souris immunodéficientes reconstituées avec un système immunitaire humain ont prouvé leur pertinence et leur efficacité pour tester les immunothérapies, et sont désormais largement utilisées^{.¹ L’} un de ces modèles, le BRGSF-HIS, présente une prise de greffe stable pendant plus d’un an, ^² ne développe pas de maladie du greffon contre l’hôte et développe des compartiments lymphoïdes et myéloïdes humains fonctionnels. De plus, le compartiment myéloïde humain des souris BRGSF-HIS peut être stimulé par des injections exogènes de Flt3L humain, sans effets secondaires ^.³ Entre autres caractéristiques, les souris BRGSF-HIS se prêtent à la greffe de lignées cellulaires cancéreuses murines et humaines, ^⁴⁻⁶ et constituent un modèle préclinique précieux pour étudier le développement du cancer et évaluer de nouveaux traitements.

Modèle optimisé de cancer du poumon à cellules non petites avec stimulation du compartiment myéloïde induite par Flt3L chez les souris BRGSF-HIS

La lignée cellulaire A549 est couramment utilisée en oncologie pour étudier le cancer du poumon non à petites cellules (CPNPC). Ces cellules développent des tumeurs lorsqu'elles sont inoculées à des souris BRGSF-HIS, et un seul traitement de stimulation de Flt3 avant l'inoculation des cellules tumorales n'a pas d'impact sur la croissance tumorale (figure 1A). Il est intéressant de noter que cette administration unique de Flt3 ne modifie pas de manière significative le pourcentage de cellules immunitaires humaines infiltrantes (figure 1B), mais s'accompagne d'une augmentation des lymphocytes T infiltrant la tumeur (principalement des lymphocytes T ^CD8+; non représentés) et des cellules myéloïdes, ainsi que d'une diminution des cellules NK infiltrant la tumeur dans le microenvironnement tumoral (TME) (figure 1C). Il convient de noter que le profil de l’infiltrat immunitaire des souris BRGSF-HIS ayant reçu une stimulation par Flt3 semble plus proche de celui observé chez les patients atteints de CPNPC ⁷, avec une majorité de lymphocytes T (36 % chez les souris FLt3-BRGSF-HIS contre 46,5 % chez les patients atteints de CPNPC).

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Figure 1. Effets de la stimulation du compartiment myéloïde induite par Flt3L dans le modèle tumoral BRGSF-HIS de cancer du poumon non à petites cellules (A549). Des souris BRGSF-HIS âgées de 25 semaines ont reçu une injection d’hFlt3/Fc ou d’un véhicule avant l’inoculation de la lignée A549 (J0). La croissance tumorale a été suivie pendant 40 jours (A), puis les tumeurs (400 à 500^mm³) ont été prélevées et analysées par cytométrie en flux. Le pourcentage de cellules ^CD45+ humaines a été déterminé (B), et la composition de l’infiltrat immunitaire a été identifiée (C). Cellules T = ^hCD3+; cellules NK = ^{hCD3−/hCD19−/hCD56+}; cellules myéloïdes = ^{hCD3−/hCD19−/hCD56−.} Les cellules B (^hCD19+) étaient absentes des tumeurs. Données issues de 26 souris provenant de 3 donneurs.

Le modèle de cancer du sein triple négatif BRGSF-HIS reproduit le microenvironnement tumoral (TME) des patientes

La lignée cellulaire humaine MDA-MB-231, issue d'un cancer triple négatif (TNBC), est largement utilisée dans la recherche sur le cancer et le développement de médicaments.

Figure 2. Le modèle BRGSF-HIS du cancer du sein triple négatif (TNBC) est indépendant du donneur et reproduit le microenvironnement tumoral (TME) des patients atteints de TNBC. Des souris BRGSF-HIS âgées de 22 semaines ont reçu une injection d’hFlt3/Fc avant l’inoculation de cellules MDA-MB-231 (J0). La croissance tumorale a été suivie pendant 30 jours (A), puis les tumeurs (400 à 500^mm³) ont été prélevées et analysées par cytométrie en flux. Le pourcentage de cellules ^CD45+ humaines parmi les cellules vivantes (B), de monocytes humains parmi les cellules myéloïdes (C), de macrophages M2 ^hCD206+ parmi les monocytes (D), ainsi que de macrophages M2 activés ^hCD80+ et/ou ^hCD86+ (E) a été déterminé. Cellules T = ^hCD3+/hCD56-; cellules NK = ^hCD3-/hCD56+; cellules myéloïdes = ^{hCD3-/hCD56-/hCD11b+/hCD33+}; cellules B = ^hCD19+/hCD3-; monocytes = ^{hCD19-/hCD3-/hCD14+.} Données issues de 25 souris, provenant de 5 donneurs.

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Lors de leur implantation chez des souris BRGSF-HIS ayant subi une stimulation par FLt3, la croissance in vivo des cellules MDA-MB-231 est indépendante du donneur ^CD34+ (figure 2A). Comme chez les patientes atteintes d'un cancer du sein triple négatif (TNBC), le microenvironnement tumoral (TME) des souris BRGSF-HIS porteuses de MDA-MB-231 est enrichi en cellules myéloïdes, qui représentent environ 60 % des cellules immunitaires infiltrantes humaines (figure 2B). De plus, 70 % de ces cellules myéloïdes infiltrantes sont des monocytes (figure 2C), et presque toutes sont en réalité des macrophages M2 ^CD206+ (figure 2D). Ainsi, les macrophages M2 exprimant le CD206 constituent les principaux macrophages associés à la tumeur. Il est intéressant de noter que les macrophages M2 sont connus pour favoriser l'initiation, l'angiogenèse, l'invasion et les métastases du cancer du sein en créant un microenvironnement tumoral (TME) immunosuppresseur. ^9Enfin, ces macrophages M2 sont pour la plupart activés, comme le montre la co-expression de hCD80 et de hCD86 (figure 2E).

Ces données démontrent la pertinence et la fiabilité des souris BRGSF-HIS pour modéliser les cancers humains et leur microenvironnement tumoral (TME), ce qui fait de ces souris un bon modèle pour étudier des immunothérapies potentielles, en particulier celles ciblant les cellules myéloïdes associées à la tumeur.

Il convient de noter que le modèle BRGSF-HIS est disponible chez genOway, concepteur et fournisseur de nombreux modèles précliniques dans plusieurs domaines de recherche, notamment l'immuno-oncologie, le métabolisme, les maladies cardiovasculaires et les neurosciences.

Références :

1. De La Rochere, P. et al. « Souris humanisées pour l'étude de l'immuno-oncologie ». Trends Immunol 39 , 748-763 (2018). https://doi.org:10.1016/j.it.2018.07.001
2. Labarthe, L. et al. Frontline Science : Les profils des marqueurs d'épuisement et de sénescence sur les lymphocytes T humains chez les souris humanisées BRGSF-A2 ressemblent à ceux observés dans les échantillons humains. J Leukoc Biol 107, 27-42 (2020). https://doi.org:10.1002/JLB.5HI1018-410RR
3. Lopez-Lastra, S. et al. Une interaction fonctionnelle avec les cellules dendritiques favorise l'homéostasie des cellules immunitaires lymphoïdes (ILC) humaines chez des souris humanisées. Blood Adv 1, 601-614 (2017). https://doi.org:10.1182/bloodadvances.2017004358
4. Tentler, J. J. et al. Le RX-5902, un nouveau modulateur de la bêta-caténine, renforce l'efficacité des inhibiteurs de points de contrôle immunitaires dans des modèles précliniques de cancer du sein triple négatif. BMC Cancer 20, 1063 (2020). https://doi.org:10.1186/s12885-020-07500-1
5. Capasso, A. et al. Caractérisation des réponses immunitaires à l'immunothérapie anti-PD-1, en monothérapie ou en association, chez des souris humanisées sur le plan hématopoïétique auxquelles ont été implantées des xénogreffes tumorales. J Immunother Cancer 7, 37 (2019). https://doi.org:10.1186/s40425-019-0518-z
6. Marin-Jimenez, J. A. et al. Évaluation de l'immunothérapie anticancéreuse dans un modèle murin doté d'un système immunitaire humain : corrélation entre les réponses au traitement, le chimérisme humain, les variables thérapeutiques et les phénotypes des cellules immunitaires. Front Immunol 12, 607282 (2021). https://doi.org:10.3389/fimmu.2021.607282
7. Stankovic, B. et al. Composition des cellules immunitaires dans le cancer du poumon non à petites cellules chez l'homme. Front Immunol 9, 3101 (2018). https://doi.org:10.3389/fimmu.2018.03101
8. Zhang, Y. et al. Des analyses unicellulaires mettent en évidence des sous-ensembles clés de cellules immunitaires associés à la réponse au blocage du PD-L1 dans le cancer du sein triple négatif. Cancer Cell 39, 1578-1593 e1578 (2021). https://doi.org:10.1016/j.ccell.2021.09.010
9. Qiu, X., Zhao, T., Luo, R., Qiu, R. et Li, Z. « Macrophages associés aux tumeurs : des acteurs clés dans le cancer du sein triple négatif ». Front Oncol 12, 772615 (2022). https://doi.org:10.3389/fonc.2022.772615

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