Le sous-type de xénogreffe dérivé d’une lignée cellulaire tumorale détermine la composition du microenvironnement tumoral chez les souris BRGSF-HIS

Résumé

La pertinence des modèles précliniques s'est considérablement améliorée grâce aux souris dotées d'un système immunitaire humain, en particulier dans le contexte de l'immunothérapie. La souris BRGSF (Balb/C^Rag2−/−,^{IL2Rγ−/−}, SIRPαNOD et^Flt3−/−) est une souris présentant une immunodéficience sévère caractérisée par une diminution des cellules myéloïdes murines. Les souris BRGSF reconstituées avec des cellules ^CD34+ issues du sang de cordon ombilical humain (BRGSF-HIS) développent des compartiments lymphoïdes et myéloïdes fonctionnels. Cette greffe est stable pendant plus d’un an (Labarthe et al., 2019) et les souris ne développent pas de GvHD. Le compartiment myéloïde peut être stimulé de manière transitoire par des injections exogènes de Flt3L humain. Contrairement à d’autres modèles surexprimant des cytokines humaines pour développer des cellules myéloïdes humaines, les souris BRGSF-HIS traitées par Flt3L ne présentent pas d’effets secondaires. Les souris BRGSF-HIS sont réceptives à la greffe de lignées cellulaires cancéreuses murines et humaines et constituent un modèle préclinique précieux pour étudier le développement du cancer et tester de nouveaux traitements. L’effet de la stimulation induite par la Flt3L sur le compartiment myéloïde est observé dans un modèle tumoral de cancer du poumon non à petites cellules (A549). Une seule stimulation avant l’inoculation des cellules tumorales s’accompagne d’une augmentation des lymphocytes T infiltrant la tumeur (principalement des lymphocytes T ^CD8+ ) et des cellules myéloïdes, ainsi que d’une diminution des cellules NK infiltrant la tumeur dans le microenvironnement tumoral (TME). Les lignées cellulaires humaines MDA-MB-231 (cancer triple négatif) et HPAFII (adénocarcinome pancréatique) sont largement utilisées dans la recherche sur le cancer et le développement de médicaments. Nous montrons que, lors de l’implantation chez des souris BRGSF-HIS, la croissance in vivo de la xénogreffe dérivée d’une lignée cellulaire humaine (CDX) est indépendante du donneur ^CD34+ et que la composition du TME varie en fonction de la lignée cellulaire utilisée. Comme observé chez les patients atteints de TNBC (Zheng et al., 2021), le TME des souris BRGSF-HIS porteuses de MDA-MB-231 est enrichi en cellules myéloïdes, principalement des macrophages M2 ^CD206+/CD163 +. Les macrophages M2 exprimant CD163 constituent les principaux macrophages associés à la tumeur ; ils sont connus pour favoriser l’initiation, l’angiogenèse, l’invasion et les métastases du cancer du sein en créant un TME immunosuppresseur. Il est intéressant de noter que la composition du TME évolue au fil du temps, avec une augmentation de la fréquence des lymphocytes T à un stade avancé (volume tumoral supérieur à 1 000^mm³ par rapport à 500^mm³), ce qui illustre la plasticité des cellules cancéreuses. À l’inverse, le TME des souris porteuses de HPAFII est principalement composé de lymphocytes T, ce qui permet une thérapie à base de lymphocytes T. Le traitement des souris BRGSF-HIS porteuses de cellules tumorales HPAFII par une combothérapie à base de CD3xTAA + CD28xTAA réduit efficacement la croissance tumorale in vivo par rapport aux souris traitées par véhicule ou aux souris ayant reçu une injection de CD3xTAA seul. Une immunomodulation systémique induite est observée dans le TME, où l’on constate une augmentation du nombre de lymphocytes T CD4 et CD8 à la suite de la combithérapie. Il est remarquable de constater que, bien qu’aucun effet lié au donneur ^CD34+ ne soit observé dans la cinétique de croissance du CDX, la réponse au traitement semble dépendre du donneur, avec l’apparition de « faibles » et de « bons » répondeurs. Cette hétérogénéité de la réponse reproduit ce qui est observé en clinique et permet d’approfondir les recherches sur le mode d’action du traitement et les mécanismes d’échappement immunitaire.

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