Miltefosine Revigore les Cellules T Épuisées en Ciblant leur État Bioénergétique

Contexte Académique

L’épuisement des cellules T (T cell exhaustion) est un défi majeur dans le domaine de l’immunothérapie, en particulier dans le traitement du cancer. Cet épuisement se produit généralement lorsque les cellules T sont exposées de manière prolongée à une stimulation antigénique, entraînant une perte progressive de leur fonction effectrice, une augmentation de l’expression des récepteurs inhibiteurs, des modifications épigénétiques, une réduction de la production de cytokines, une capacité de prolifération altérée et une inhibition de la respiration mitochondriale et de la glycolyse. Ce phénomène a été initialement observé dans un modèle murin d’infection chronique par le virus de la chorioméningite lymphocytaire (LCMV), mais il a depuis été identifié dans diverses maladies, notamment les tumeurs malignes. Les cellules T CD8+ épuisées présentent une hétérogénéité phénotypique et fonctionnelle, où les cellules T épuisées de type progéniteur (progenitor-exhausted T cells) conservent une certaine capacité de prolifération et peuvent répondre au traitement par blocage du point de contrôle PD-1, tandis que les cellules T épuisées terminales (terminally exhausted T cells) perdent cette capacité et ne répondent pas aux thérapies immunitaires actuelles.

Malgré les progrès significatifs des inhibiteurs de points de contrôle immunitaires (ICBs) et de la thérapie par cellules CAR-T dans le traitement de certains cancers, l’épuisement des cellules T reste un obstacle majeur à leur efficacité. Par conséquent, la recherche de médicaments ou de stratégies capables d’inverser l’épuisement des cellules T revêt une importance clinique cruciale.

Source de l’Article

Cet article a été rédigé par Xingying Zhang, Chenze Zhang, Shan Lu et leurs collaborateurs, issus de plusieurs institutions dont l’Institut de Zoologie de l’Académie Chinoise des Sciences, l’Université de Médecine Chinoise de Pékin et l’Hôpital Général de l’Armée Populaire de Libération. L’article a été publié le 17 décembre 2024 dans la revue Cell Reports Medicine, sous le titre “Miltefosine reinvigorates exhausted T cells by targeting their bioenergetic state”.

Processus de Recherche

1. Génération d’un Modèle de Cellules CAR-T Hypofonctionnelles

Pour simuler l’état d’épuisement des cellules T, l’équipe de recherche a généré des cellules CAR-T hypofonctionnelles par stimulation répétée avec des cellules tumorales. Les étapes spécifiques incluent : - Co-culture de cellules CAR-T (M28Z) avec une lignée de cellules cancéreuses pulmonaires exprimant la mésothéline (NCI-H226-luciferase) à un ratio 1:1. - Après plusieurs cycles de stimulation, les cellules CAR-T ont progressivement perdu leur capacité à tuer les cellules tumorales, présentant des caractéristiques d’épuisement. - L’analyse par séquençage d’ARN (RNA-seq) et cytométrie en flux a confirmé le phénotype d’épuisement de ces cellules CAR-T.

2. Criblage d’une Bibliothèque de Composés Approuvés par la FDA

L’équipe a établi une plateforme de criblage à haut débit basée sur le modèle de cellules CAR-T hypofonctionnelles, criblant 1700 petites molécules approuvées par la FDA. Le critère de sélection était la capacité à améliorer l’activité cytotoxique des cellules CAR-T. Après un criblage primaire et une validation secondaire, la miltefosine a été identifiée comme un candidat prometteur.

3. Effet de la Miltefosine sur la Fonction des Cellules CAR-T

La miltefosine, un médicament antiparasitaire, a montré une capacité significative à améliorer l’activité cytotoxique des cellules CAR-T hypofonctionnelles. Des expériences supplémentaires ont révélé que la miltefosine restaure les défauts métaboliques de la glycolyse et de la phosphorylation oxydative dans les cellules CAR-T, améliorant ainsi leur fonction.

4. Analyse par Séquençage d’ARN à Cellule Unique

Grâce au séquençage d’ARN à cellule unique (scRNA-seq), l’équipe a observé une augmentation significative de la proportion de cellules effectrices et une réduction des cellules épuisées après traitement par la miltefosine. Cela indique que la miltefosine peut transformer les cellules CAR-T d’un état épuisé à un état fonctionnel.

5. Mécanisme d’Action de la Miltefosine

La miltefosine améliore la glycolyse et la capture de glucose dans les cellules CAR-T, restaurant ainsi leur métabolisme. Des études supplémentaires ont montré que cet effet dépend du transporteur de glucose GLUT1. Des expériences pharmacologiques et de knock-out génétique ont confirmé le rôle clé de GLUT1 dans l’amélioration de la fonction des cellules CAR-T par la miltefosine.

6. Validation In Vivo

Dans des modèles murins de xénogreffe (CDX) et de xénogreffe dérivée de patients (PDX), la miltefosine a significativement amélioré l’efficacité antitumorale des cellules CAR-T. En particulier, dans un état d’épuisement terminal, la miltefosine a maintenu l’activité des cellules CAR-T, alors que l’anticorps anti-PD-1 était inefficace.

Résultats Principaux

1. Génération d’un Modèle de Cellules CAR-T Hypofonctionnelles : Par stimulation répétée avec des cellules tumorales, des cellules CAR-T présentant des caractéristiques d’épuisement ont été générées, validées par RNA-seq et cytométrie en flux.
2. Identification de la Miltefosine : Par criblage à haut débit, la miltefosine a été identifiée comme un composé capable d’améliorer significativement l’activité cytotoxique des cellules CAR-T hypofonctionnelles.
3. Restauration de la Fonction des Cellules CAR-T par la Miltefosine : La miltefosine restaure les défauts métaboliques de la glycolyse et de la phosphorylation oxydative, améliorant ainsi la fonction des cellules CAR-T.
4. Analyse par Séquençage d’ARN à Cellule Unique : La miltefosine augmente la proportion de cellules effectrices et réduit les cellules épuisées dans les populations de cellules CAR-T.
5. Mécanisme d’Action de la Miltefosine : La miltefosine améliore la glycolyse et la capture de glucose dans les cellules CAR-T, un effet dépendant de GLUT1.
6. Validation In Vivo : Dans des modèles murins CDX et PDX, la miltefosine améliore significativement l’efficacité antitumorale des cellules CAR-T, en particulier dans un état d’épuisement terminal.

Conclusion

Cette étude a établi un modèle de cellules CAR-T hypofonctionnelles et identifié la miltefosine comme un candidat médicamenteux capable d’inverser l’épuisement des cellules T. La miltefosine restaure la fonction métabolique des cellules CAR-T, améliorant ainsi leur efficacité antitumorale. Cette découverte offre une nouvelle stratégie pour surmonter l’épuisement des cellules T et améliorer l’efficacité de l’immunothérapie par cellules CAR-T.

Points Forts de l’Étude

1. Modèle Innovant : L’équipe a généré un modèle fiable de cellules CAR-T hypofonctionnelles par stimulation répétée avec des cellules tumorales, fournissant une plateforme expérimentale pour étudier l’épuisement des cellules T.
2. Criblage à Haut Débit : Le criblage d’une bibliothèque de composés approuvés par la FDA a identifié la miltefosine comme un candidat prometteur pour inverser l’épuisement des cellules T.
3. Étude des Mécanismes Métaboliques : La miltefosine restaure la glycolyse et la phosphorylation oxydative, mettant en lumière le rôle crucial de la régulation métabolique dans l’épuisement des cellules T.
4. Validation In Vivo : Dans des modèles murins CDX et PDX, la miltefosine a démontré une amélioration significative de l’efficacité antitumorale des cellules CAR-T, en particulier dans un état d’épuisement terminal, montrant son potentiel clinique.

Signification de l’Étude

Cette étude offre de nouvelles perspectives sur les mécanismes de l’épuisement des cellules T et fournit des bases expérimentales pour le développement de médicaments capables d’inverser cet épuisement. La miltefosine, un médicament déjà approuvé par la FDA, présente un potentiel clinique prometteur pour améliorer l’efficacité de l’immunothérapie par cellules CAR-T, en particulier dans le traitement des tumeurs solides.