Évaluation de la sécurité en phase de développement des activateurs de lymphocytes T : le rôle essentiel des modèles murins humanisés

Les « T cell engagers » (TCE), notamment les anticorps bispécifiques, se sont imposés comme une classe puissante d’immunothérapies capables de rediriger les lymphocytes T cytotoxiques vers les cellules tumorales grâce à la liaison simultanée au CD3 et à un antigène associé à la tumeur (TAA). Ce mécanisme permet une destruction puissante des tumeurs, indépendante du CMH, et a donné lieu à de nombreuses autorisations de mise sur le marché, en particulier dans le domaine des hémopathies malignes (Amoozgar et al., 2025 ; Radtke et al., 2024). Cependant, ce même mécanisme qui sous-tend leur efficacité, à savoir une activation robuste des lymphocytes T, entraîne également des risques importants en matière de sécurité. Alors que les TCE continuent de s’étendre aux tumeurs solides et aux formats multispécifiques de nouvelle génération, il est devenu essentiel de garantir une évaluation précise de la sécurité dès les premières phases du développement.

Responsabilités en matière de sécurité des TCE

L’une des caractéristiques déterminantes de la toxicité associée au TCE est l’induction du syndrome de libération de cytokines (CRS), une réponse inflammatoire systémique aiguë déclenchée par une activation immunitaire généralisée. Le CRS résulte d’une sécrétion excessive de cytokines suite à l’activation des lymphocytes T médiée par le CD3 et peut se manifester par de la fièvre, une hypotension, une hypoxie et, dans les cas graves, un dysfonctionnement multiviscéral (Radtke et al., 2024). Il est important de noter que le CRS n’est pas uniquement induit par les lymphocytes T, mais qu’il est amplifié par les cellules myéloïdes et dendritiques, ce qui souligne la complexité des interactions immunitaires sous-jacentes à la toxicité (Godbersen-Palmer et al., 2020). Outre le CRS, le syndrome de neurotoxicité associé aux cellules effectrices immunitaires (ICANS) représente un autre problème majeur de sécurité, lié à la perturbation de la barrière hémato-encéphalique et à une neuroinflammation induite par les cytokines. D’autres événements indésirables, notamment les infections, les cytopénies et la toxicité « on-target off-tumor », compliquent encore davantage le développement clinique des TCE (Géraud et al., 2024). Ensemble, ces risques soulignent la nécessité de disposer de systèmes précliniques prédictifs capables de saisir à la fois l’ampleur et les mécanismes de la toxicité à médiation immunitaire.

Limites des modèles précliniques classiques pour l'évaluation de la sécurité du TCE

Malgré ce besoin, les modèles précliniques traditionnels restent peu adaptés à l’évaluation de la TCE. Les souris de type sauvage sont intrinsèquement inadaptées à l’évaluation des thérapies ciblant le CD3 humain en raison de différences spécifiques à l’espèce au niveau de la structure et de la fonction du CD3, qui limitent la réactivité croisée des anticorps et empêchent une modélisation précise de l’activation des lymphocytes T humains. Par conséquent, ces modèles ne parviennent pas à reproduire des processus pharmacologiques clés tels que la libération de cytokines, ce qui conduit à des résultats trompeurs en matière de sécurité et d’efficacité. De plus, les modèles couramment utilisés, reconstitués à partir de PBMC, présentent des limites supplémentaires, notamment une maladie du greffon contre l’hôte (GvHD) xénogénique entraînant une fenêtre thérapeutique étroite, une activation immunitaire non physiologique induite par des réponses des lymphocytes T xénogéniques contre les tissus murins, conduisant à une libération systémique de cytokines indépendante de l’antigène, une absence de cellules myéloïdes humaines, ainsi qu’une variabilité dépendant des caractéristiques du donneur, ce qui peut masquer les effets spécifiques au médicament. Ces limites mettent en évidence une lacune critique dans la filière de recherche translationnelle : l’absence de modèles reproduisant fidèlement la biologie des CD3 humains au sein d’un environnement immunitaire fonctionnel.

Pour relever ces défis, les modèles murins dotés d’un système immunitaire humain (HIS) et les modèles « knock-in » comportant des gènes humanisés sont devenus des outils indispensables pour l’évaluation préclinique des TCE. En permettant la liaison au CD3 humain et, dans certains cas, à d’autres cibles immunitaires humaines, ces modèles permettent d’étudier, d’un point de vue mécanistique, l’activation des lymphocytes T, la libération de cytokines et la toxicité dose-dépendante. Il convient notamment de noter que ces modèles ont démontré leur capacité à évaluer simultanément l’efficacité et la toxicité induite par les cytokines, offrant ainsi une vision plus intégrée de l’indice thérapeutique (Yang et al., 2023). Cependant, la valeur prédictive de ces systèmes dépend de manière cruciale du degré d’humanisation et de la préservation des interactions immunitaires physiologiques, en particulier celles impliquant les compartiments myéloïdes qui contribuent au syndrome de libération de cytokines (CRS).

Modèles genOway pour l'évaluation mécanistique et prédictive de la sécurité du TCE

Le développement des TCE nécessite un équilibre délicat entre une activation immunitaire puissante et des profils de sécurité acceptables. Compte tenu du rôle central joué par la liaison au CD3 tant au niveau de l’efficacité que de la toxicité, les modèles précliniques doivent reproduire fidèlement la biologie des lymphocytes T humains et les cascades immunitaires en aval à l’origine des événements indésirables. Dans ce contexte, genOway a développé un portefeuille de modèles murins spécialement conçus pour surmonter les limites de transposition des systèmes conventionnels. Le modèle genO-panhCD3 constitue une pierre angulaire de l’évaluation de la sécurité des TCE grâce à l’expression d’un complexe CD3 humanisé (ε, γ, δ) soumis à une régulation physiologique. Cela permet le développement endogène des lymphocytes T, préserve la signalisation native CD3/TCR et favorise l’activation des lymphocytes T et la libération de cytokines en fonction de la dose, offrant ainsi une plateforme robuste pour évaluer le risque de syndrome de libération de cytokines (CRS) in vivo et permettant le classement des nouvelles thérapies à base de cellules T (Mhyre et al., AACR 2026). En complément de ce modèle, les modèles genO-panhCD3/hCD28 et genO-panhCD3/hCD137 (4-1BB) permettent d’évaluer les TCE de nouvelle génération intégrant des signaux co-stimulateurs, qui sont de plus en plus utilisés pour améliorer l’efficacité tout en modulant les profils de sécurité. Ces modèles à double humanisation reproduisent la transmission coordonnée du signal 1 (CD3) et du signal 2 (CD28), ce qui permet une évaluation plus précise tant de la dynamique d’activation des lymphocytes T que des réponses cytokiniques (Sônego et al., AACR 2024; Martin-Jeantet et al., SITC 2022).

Au-delà de l'humanisation des récepteurs, les modèles intégrant un système immunitaire humain (HIS) apportent un éclairage supplémentaire sur les mécanismes complexes de sécurité. Le modèle genO-BRGSF-HIS, reconstitué à partir de cellules souches hématopoïétiques humaines CD34⁺, génère des compartiments lymphoïdes et myéloïdes humains fonctionnels. Cette caractéristique est particulièrement essentielle pour la modélisation du syndrome de libération de cytokines (CRS), car elle permet d’étudier les interactions immunitaires et l’amplification des cytokines induites par les populations de cellules T et non-T (Martin et al., 2024).

En associant une humanisation génétique précise à une reconstruction immunitaire fonctionnelle, des plateformes telles que celles développées par genOway permettent une évaluation plus prédictive de la sécurité des TCE, ce qui, à terme, accélère le développement d'immunothérapies plus sûres et plus efficaces.

Références

• Amoozgar, B. et al. (2025). De la précision moléculaire à la pratique clinique : une revue exhaustive des anticorps bispécifiques et trispécifiques dans les hémopathies malignes. International Journal of Molecular Sciences, 26(11), 5319. DOI : https://doi.org/10.3390/ijms26115319.
• Géraud, A. et al. (2024). Réactions et effets indésirables induits par les activateurs de lymphocytes T utilisés comme immunothérapies anticancéreuses : une revue exhaustive. European Journal of Cancer, 205, 114075. DOI : 10.1016/j.ejca.2024.114075
• Godbersen-Palmer, C. et al. (2020). La toxicité induite par une protéine bispécifique de redirection des lymphocytes T est médiée à la fois par les lymphocytes T et les cellules myéloïdes chez les souris immunocompétentes. Journal of Immunology, 204(11), 2973–2983. DOI : https://doi.org/10.4049/jimmunol.1901401.
• Martin et al. (2024). Les cellules myéloïdes et dendritiques exacerbent les manifestations du syndrome de libération de cytokines induit par les traitements dans le modèle préclinique humanisé BRGSF-HIS. Frontiers in Immunology, 15:1357716. DOI : 10.3389/fimmu.2024.1357716.
• Radtke, K.K. et al. (2024). Pharmacologie clinique du syndrome de libération de cytokines associé aux anticorps bispécifiques ciblant les lymphocytes T : état des connaissances et stratégies de développement de médicaments. Clinical Cancer Research, 31(2), 245–257. DOI : https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-24-2247.
• Yang, J. et al. (2023). Évaluation simultanée de l'efficacité thérapeutique et de la toxicité des traitements à base d'agents bispécifiques ciblant les lymphocytes T dans un modèle murin humanisé. FASEB Journal, 37(6), e22995. DOI : https://doi.org/10.1096/fj.202300040R.