Étude sur la réduction de la toxicité des cellules CAR-T dans le traitement des tumeurs solides

Contexte académique

La thérapie par cellules CAR-T (lymphocytes T à récepteur antigénique chimérique) a fait des progrès significatifs dans le traitement des tumeurs malignes hématologiques, mais son application dans le traitement des tumeurs solides fait face à des défis majeurs. Les tumeurs solides manquent souvent d’antigènes spécifiques aux tumeurs (TSA), ce qui peut amener les cellules CAR-T à attaquer les tissus normaux exprimant l’antigène cible, entraînant une toxicité “on-target, off-tumor” (toxicités hors tumeur). Cette toxicité est particulièrement grave en pratique clinique et peut mettre la vie des patients en danger. Par exemple, les cellules CAR-T ciblant l’anhydrase carbonique IX (CAIX) ont provoqué une hépatotoxicité sévère dans le traitement du carcinome rénal métastatique, tandis que les cellules CAR-T ciblant HER2 ont provoqué un syndrome de détresse respiratoire aiguë et entraîné la mort d’un patient dans le traitement du cancer colorectal métastatique. Par conséquent, la réduction efficace de la toxicité “on-target, off-tumor” des cellules CAR-T est devenue un objectif majeur de la recherche actuelle.

Source de l’article

Cette étude a été menée conjointement par Hongye Wang, Zhaorong Wu, Dan Cui et plusieurs autres auteurs, issus de plusieurs institutions dont l’hôpital Renji de l’école de médecine de l’université Jiao Tong de Shanghai, l’institut du cancer de Shanghai et la société de biotechnologie Immunofoco de Suzhou. L’article a été publié le 22 janvier 2025 dans la revue Science Translational Medicine, sous le titre Triple knockdown of CD11a, CD49d, and PSGL1 in T cells reduces CAR-T cell toxicity but preserves activity against solid tumors in mice.

Processus et résultats de la recherche

1. Conception et objectifs de l’étude

Cette étude visait à réduire la toxicité “on-target, off-tumor” des cellules CAR-T en inhibant simultanément les gènes CD11a, CD49d et PSGL1 dans les lymphocytes T, tout en préservant leur activité antitumorale contre les tumeurs solides. L’équipe de recherche a d’abord exploré le rôle de ces molécules dans la migration et la toxicité des cellules CAR-T à l’aide de techniques de blocage par anticorps et d’édition génétique, et a finalement développé une thérapie par cellules CAR-T à faible toxicité.

2. Processus expérimental et résultats

a) Expériences de blocage par anticorps

L’équipe de recherche a d’abord découvert, grâce à des expériences de blocage par anticorps, que le blocage simultané de l’antigène associé à la fonction lymphocytaire-1 (LFA-1) et de l’antigène d’activation très tardif-4 (VLA-4) pouvait réduire considérablement la toxicité “on-target, off-tumor” des cellules CAR-T. Les expériences ont été menées sur des souris immunodéficientes (souris NSG) et des souris immunocompétentes (souris BALB/c). Les résultats ont montré que le blocage combiné de LFA-1 et de VLA-4 augmentait significativement la survie des souris, réduisait la perte de poids et diminuait l’infiltration des cellules CAR-T dans le foie et les poumons.

b) Expériences d’inactivation et de répression génique

Pour traduire cette découverte en applications cliniques, l’équipe de recherche a utilisé la technologie CRISPR-Cas9 pour inactiver les gènes CD11a et CD49d dans les cellules CAR-T, ou a inhibé les gènes CD11a, CD49d et PSGL1 (ligand 1 de la glycoprotéine P-sélectine) par interférence ARN. Les résultats ont montré que les cellules CAR-T avec ces gènes inactivés ou inhibés présentaient une toxicité réduite dans les expériences in vitro et in vivo, tout en conservant leur activité antitumorale. De plus, l’inhibition de ces gènes a favorisé la formation de mémoire des lymphocytes T et réduit le “signaling tonique” des cellules CAR-T.

c) Validation fonctionnelle in vitro et in vivo

L’équipe de recherche a également validé la fonction in vitro et in vivo de ces cellules CAR-T à faible toxicité. Dans les expériences in vitro, les cellules CAR-T avec inhibition de CD11a, CD49d et PSGL1 ont montré une cytotoxicité accrue et une expression réduite des marqueurs d’épuisement. Dans les expériences in vivo, ces cellules CAR-T ont significativement réduit la toxicité “on-target, off-tumor” dans des modèles murins, tout en inhibant efficacement la croissance tumorale. En particulier, dans les modèles de tumeurs HCT116 et N87, les cellules CAR-T avec gènes inhibés ont montré une activité antitumorale comparable à celle du groupe témoin, avec une survie significativement prolongée des souris.

d) Études mécanistiques

L’équipe de recherche a également étudié les mécanismes sous-jacents des cellules CAR-T avec gènes inhibés. Le séquençage ARN a révélé que dans les cellules CAR-T avec inhibition de CD11a, CD49d et PSGL1, l’expression des gènes associés à l’épuisement des lymphocytes T était réduite, tandis que l’expression des gènes liés à la formation de mémoire et à la survie des lymphocytes T était augmentée. L’analyse d’enrichissement de gènes (GSEA) a également montré que les cellules CAR-T avec gènes inhibés présentaient des changements significatifs dans les voies liées à la phosphorylation oxydative et à l’activation des lymphocytes T. De plus, l’inhibition de ces gènes a réduit l’adhésion et la migration transendothéliale des cellules CAR-T, diminuant ainsi leur infiltration dans les tissus normaux.

Conclusion de l’étude

Cette étude a permis de réduire avec succès la toxicité “on-target, off-tumor” des cellules CAR-T en inhibant simultanément les gènes CD11a, CD49d et PSGL1, tout en conservant leur activité antitumorale. Ces cellules CAR-T à faible toxicité ont démontré une efficacité thérapeutique significative dans les expériences in vitro et in vivo, offrant une nouvelle solution pour l’application de la thérapie CAR-T aux tumeurs solides.

Points forts de l’étude

1. Méthode innovante : Cette étude est la première à réduire la toxicité des cellules CAR-T en inhibant simultanément plusieurs gènes liés à l’adhésion et à la migration cellulaire, offrant ainsi une nouvelle approche pour l’optimisation de la thérapie CAR-T.
   
2. Valeur clinique significative : Ces cellules CAR-T à faible toxicité ont montré une efficacité thérapeutique significative dans plusieurs modèles murins, ouvrant des perspectives cliniques prometteuses pour le traitement des tumeurs solides.
   
3. Étude mécanistique approfondie : Cette étude n’a pas seulement validé l’efficacité des cellules CAR-T à faible toxicité, mais a également analysé en profondeur les mécanismes moléculaires sous-jacents, fournissant une base théorique importante pour les recherches futures.

Signification de l’étude

Cette étude fournit une base scientifique importante pour l’application de la thérapie CAR-T aux tumeurs solides et ouvre de nouvelles voies pour l’optimisation des cellules CAR-T grâce à la technologie d’édition génique. À l’avenir, ces cellules CAR-T à faible toxicité pourraient être largement utilisées en pratique clinique, offrant de l’espoir à davantage de patients atteints de cancer. De plus, cette étude fournit de nouvelles orientations pour explorer davantage les mécanismes de migration, d’activation et d’épuisement des cellules CAR-T.