Thérapie par cellules CAR-NK dérivées d’iPSC ciblant CD70

Contexte et objectif de l’étude

Au cours des dix dernières années, les approches de thérapie cellulaire pour le traitement du cancer ont révolutionné les concepts thérapeutiques traditionnels en tant que «médicaments vivants». En particulier, la conception des cellules T porteuses de récepteur antigénique chimérique (CAR-T) a considérablement amélioré l’efficacité de l’immunothérapie, offrant une approche potentiellement curative pour les maladies malignes hématologiques auparavant incurables. Cependant, les thérapies CAR-T rencontrent encore certaines limitations, notamment une portée thérapeutique restreinte, des processus de production longs et coûteux, et le risque d’échec du processus de fabrication. Ces limitations rendent cette méthode difficilement applicable à grande échelle pour les patients atteints de cancer nécessitant une intervention rapide.

Pour répondre à ces problématiques, la molécule CD70, un point de contrôle immunitaire, est devenue une cible majeure dans l’immunothérapie contre le cancer, en raison de son expression étendue dans divers cancers hématologiques et solides. Les thérapies ciblant CD70 (par exemple, les anticorps monoclonaux, les médicaments conjugués à des anticorps et les cellules CAR-T ciblant CD70) ont montré des résultats prometteurs dans des cancers tels que la leucémie myéloïde aiguë, les lymphomes et le cancer du rein. Par ailleurs, les cellules tueuses naturelles (NK) disposent de mécanismes innés de lutte contre les tumeurs, mais leur efficacité est souvent compromise en raison de la réduction de certains ligands (NCR/NKG2D) sur les cellules tumorales.

Pour surmonter ces limites, Wang et collaborateurs ont proposé de développer des cellules CAR-NK dérivées d’iPSC (cellules souches pluripotentes induites) ciblant CD70 (70CAR-iNK) en tant qu’outil thérapeutique universel. Leur objectif était de fournir une nouvelle stratégie applicable au traitement du cancer et capable d’atténuer les rejets allogéniques causés par les cellules T.

Origine de l’article et équipe de recherche

Cette étude a été réalisée conjointement par la Faculté de médecine de l’Université de Zhejiang, le laboratoire clé sur les cellules souches et les immunothérapies de la province du Zhejiang et la société de biotechnologie Qihan Biotech. L’équipe, dirigée par Linqin Wang, Yiyun Wang, Xiangjun He, et d’autres, a publié ses travaux dans le numéro du 21 janvier 2025 de Cell Reports Medicine, volume 6, sous le DOI 10.1016/j.xcrm.2024.101889.

Conception et méthodologie de l’étude

Cette recherche a impliqué plusieurs étapes, depuis l’ingénierie génétique jusqu’aux évaluations fonctionnelles in vitro et in vivo, organisées autour des axes suivants :

1. Génération de cellules NK dérivées d’iPSC avec édition ciblée de CD70

L’équipe a utilisé la technologie CRISPR-Cas9 pour introduire plusieurs modifications génétiques dans les iPSC. Ces modifications incluent :

• Knockout du gène CD70 (CD70-KO) : Prévenir la «fratricide» entre cellules NK en raison de l’engagement mutuel via CD70. Les résultats de l’étude montrent que cette édition n’affecte pas la différenciation ou les fonctions des cellules iNK.
• Intégration du CD16 non clivable à haute affinité (hnCD16) : Renforcer la cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps (ADCC).
• Fusion du récepteur de l’IL-15 avec l’IL-15 : Améliorer la persistance et la capacité de prolifération des cellules.
• Expression de molécules CAR ciblant CD70 : Accroître l’efficacité de reconnaissance et de destruction des tumeurs.

Grâce à une plate-forme optimisée de différenciation, ces iPSC modifiées ont été différenciées en cellules iNK fonctionnelles à haute pureté. Les analyses de phénotype cellulaire et de fonctions confirment l’expression des marqueurs de maturation, tels que CD56, NKG2D et NKp46.

2. Analyse de l’expression de CD70 dans divers types de tumeurs

En analysant les données transcriptomiques de la base TCGA, l’équipe a découvert que CD70 est surexprimé dans 14 types de cancers, notamment le carcinome rénal clair, le lymphome diffus à grandes cellules B (DLBCL) et le mésothéliome. En outre, les données de la Human Protein Atlas ont montré une expression élevée de CD70 dans les lymphomes du manteau et les DLBCL réfractaires/récidivants.

3. Évaluations de cytotoxicité in vitro

En utilisant des lignées cellulaires tumorales (telles que Raji, MT-4, HeLa et SKOV-3), les cellules 70CAR-iNK ont démontré une puissante activité cytotoxique. Notamment, dans les cellules tumorales exprimant faiblement les ligands NCR/NKG2D, la structure CAR s’est avérée essentielle pour l’efficacité de destruction.

De plus, en combinant 70CAR-iNK avec Rituximab (anticorps anti-CD20), les expériences ont confirmé l’amélioration de l’ADCC grâce à hnCD16, stabilisant ainsi la fonction effectrice.

4. Évaluations in vivo sur modèles tumoraux

Dans des modèles murins implantés avec des cellules tumorales humaines (lymphome MT-4 et cancer rénal Caki-1), les cellules 70CAR-iNK ont significativement retardé la progression tumorale et prolongé la survie des souris. Ces cellules montrent une persistance et une capacité de prolifération accrues par rapport aux cellules iNK non modifiées.

5. Réduction de l’activité des cellules T allogéniques

Dans un modèle de rejet allogénique, les cellules 70CAR-iNK ont efficacement éliminé les cellules T allogéniques exprimant fortement CD70, réduisant ainsi les marqueurs d’activation tels que CD69 ou CD137, et diminuant la réaction de rejet.

Conclusions et implications

Cette étude démontre que les cellules 70CAR-iNK possèdent un fort potentiel contre le cancer, en ciblant une large gamme de types tumoraux et en minimisant les rejets allogéniques des cellules T. Les résultats ouvrent la voie au développement de plateformes cellulaires universelles applicables en clinique, tout en facilitant la médecine personnalisée et la production industrielle à grande échelle.

Importance clinique et scientifique

1. Valeur scientifique : Intégration innovante de multiples modifications génétiques pour résoudre les défis de fratricide et maximiser les fonctions des cellules NK.
2. Valeur clinique : 70CAR-iNK constitue une solution universelle, accessible, rentable et rapidement disponible pour répondre aux besoins d’une large population de patients.

Points forts de l’étude

• Modifications génétiques multiples : Intégration réussie des modules CAR, IL15RF et hnCD16 pour une fonctionnalité renforcée.
• Large couverture des cibles tumorales : Convient aux cancers exprimant fortement CD70, comblant ainsi les lacunes des thérapies actuelles.
• Contrôle des rejets allogéniques : Stratégie novatrice ciblant CD70 pour réduire les risques de GVHD (maladie du greffon contre l’hôte).

Au travers de cette étude, Wang et collaborateurs illustrent comment l’ingénierie génétique et la biologie cellulaire peuvent transformer le futur des immunothérapies, en ouvrant de nouvelles perspectives pour le traitement du cancer.