Analyse unicellulaire de l’application de la thérapie CAR-T cellulaire anti-BCMA chez les patients atteints de maladies auto-immunes du système nerveux central

Introduction

Dans le traitement des maladies auto-immunes du système nerveux central (SNC), la thérapie par cellules T avec récepteurs antigéniques chimériques (CAR-T) a montré un potentiel de contrôle à long terme. Cet article étudie l’efficacité des cellules CAR-T anti-BCMA (antigène de maturation des cellules B) dans le traitement de la neuromyélite optique (NMOSD). Le NMOSD est une maladie inflammatoire démyélinisante auto-immune du SNC, caractérisée par des épisodes récurrents de névrite optique et de myélite, entraînant de graves déficits fonctionnels neurologiques. Les traitements actuels du NMOSD ne ciblent pas efficacement le déséquilibre immunitaire au sein du SNC.

La thérapie par cellules CAR-T a montré un potentiel significatif dans le traitement des cancers hématologiques, mais son efficacité et ses mécanismes moléculaires dans les maladies auto-immunes restent incertains. Cet article explore les caractéristiques des cellules CAR-T et les changements immunitaires in vivo chez cinq patients NMOSD ayant reçu une thérapie par cellules CAR-T anti-BCMA à l’aide de la séquence multi-omique unicellulaire.

Sources de l’étude

Cette étude a été réalisée par une équipe de chercheurs, dont Chuan Qin, Min Zhang et Da-Peng Mou, affiliés à des institutions comme l’Université de Huazhong, l’Hôpital Tongren de Beijing et la société de biotechnologie Nanjing IASO. La recherche a été publiée dans “Science Immunology” le 10 mai 2024.

Processus d’étude

Détails du flux de travail

a) Processus d’étude : - Analyse préliminaire des cellules immunitaires : L’étude a collecté des cellules mononucléées du sang périphérique (PBMCs) et du liquide céphalo-rachidien (CSF) de cinq patients NMOSD réfractaires/récidivants positifs pour l’IgG anti-AQP4, ainsi que de cinq témoins appariés en âge et en sexe. Grâce à la séquence unique d’ARN, des données de récepteurs des cellules T (TCR) et des récepteurs des cellules B (BCR) ont été générées, totalisant 113 766 cellules immunitaires. - Thérapie par cellules CAR-T et séquençage multi-omique unicellulaire : Des échantillons de sang et de CSF ont été prélevés sur une longue période chez les cinq patients NMOSD ayant reçu la thérapie CAR-T anti-BCMA, suivis d’analyses multi-omiques unicellulaires des caractéristiques dynamiques des cellules CAR-T et des modifications immunitaires.

b) Principaux résultats : - Changements dans les cellules immunitaires : L’analyse a montré une expansion anormale des lignées de cellules B, particulièrement des plasmoblastes et des plasmocytes, dans le sang et le CSF des patients NMOSD positifs pour l’IgG anti-AQP4. - Dynamique des cellules CAR-T : La cytométrie en flux et le séquençage des TCR unicellulaires ont montré que les cellules CAR-T anti-BCMA atteignent un pic environ 10 jours après l’injection, puis diminuent significativement en un mois. Les cellules CAR-T exprimaient des niveaux élevés de gènes associés à la prolifération et à l’inflammation, révélant ultérieurement des caractéristiques myéloïdes.

c) Conclusions et valeurs de l’étude : - À différents moments après l’injection de cellules CAR-T, les principaux participants étaient des cellules T CD8+ proliférantes ayant un phénotype cytotoxique inhibiteur. Les cellules CAR-T anti-BCMA ont montré des propriétés distinctes chez les patients NMOSD comparé aux tumeurs hématologiques. - L’augmentation de la chimioattraction des cellules CAR-T a aidé à traverser la barrière hémato-encéphalique, éliminant les plasmoblastes et les plasmocytes du CSF et réduisant l’inflammation neurologique. - L’étude de la persistance des cellules CAR-T a suggéré que l’expression élevée de CD44 pourrait être liée à la persistance in vivo des cellules CAR-T, fournissant de nouvelles idées pour l’optimisation future des thérapies.

Détails de l’étude

Conception expérimentale et analyse des données

Des échantillons de sang et de CSF ont été prélevés chez cinq patients récurrents positifs pour l’IgG anti-AQP4 NMOSD et cinq témoins appariés en âge et en sexe. La séquence unique d’ARN a permis d’établir les transcriptomes de 113 766 cellules immunitaires. Des analyses appariées des séquences TCR et BCR ont été réalisées, ainsi que des évaluations multi-omiques unicellulaires des dynamiques des cellules CAR-T à différents moments du traitement.

Analyse des résultats

1. Expansion des cellules B : Une expansion significative des cellules B, notamment des plasmoblastes et des plasmocytes, a été observée dans le CSF et le sang des patients NMOSD. La séquence unique des cellules et l’analyse appariée ont identifié que les cellules B clonales dans le CSF provenaient principalement du SNC, plutôt que des cellules précurseurs circulantes.

2. Efficacité du traitement par cellules CAR-T : Après traitement par cellules CAR-T, une réduction significative des plasmoblastes et des plasmocytes a été observée dans le CSF, indiquant que les cellules CAR-T traversent efficacement la barrière hémato-encéphalique et agissent dans le CSF. Les cellules CAR-T exprimaient aussi des niveaux élevés de gènes de chimioattraction, ce qui pourrait expliquer leur efficacité à traverser la barrière et éliminer les cellules anormales dans le CSF.

3. Persistance des cellules CAR-T : L’analyse a montré que l’expression élevée de CD44 sur les cellules CAR-T est liée à leur persistance in vivo, tandis que l’expression faible du gène Sell suggère un phénotype de cellule effectrice à courte durée de vie. L’enrichissement des gènes a révélé une activité significative dans les voies de la phosphorylation oxydative (OXPHOS) et des granzyme A, indiquant une persistance à long terme des cellules CAR-T.

Conclusions principales

Les résultats montrent que la thérapie par cellules CAR-T anti-BCMA peut réduire l’inflammation neurologique chez les patients NMOSD, résolvant ainsi les problèmes d’inefficacité des traitements actuels. Cette thérapie permet de traverser la barrière hémato-encéphalique, d’éliminer les cellules B malades dans le CSF, et de réajuster l’état du système immunitaire, fournissant ainsi un effet thérapeutique. L’analyse a aussi révélé un phénotype cytotoxique inhibiteur unique possible dans le NMOSD, nécessitant potentiellement une optimisation spécifique des cellules.

Points forts de l’étude

• Chimioattraction : La chimioattraction améliorée des cellules CAR-T, permettant une traversée efficace de la barrière hémato-encéphalique, est une nouvelle découverte clé de cette étude.
• Persistance des cellules CAR-T : L’expression élevée de CD44 et l’expression faible de Sell suggèrent que la modulation de ces marqueurs pourrait améliorer la persistance des cellules CAR-T.
• Signification clinique : Les résultats démontrent le potentiel des cellules CAR-T comme traitement des maladies auto-immunes réfractaires du SNC, proposant de nouvelles stratégies thérapeutiques.

Cette étude expose les mécanismes de la thérapie par cellules CAR-T anti-BCMA dans le traitement de la neuromyélite optique, fournissant des indications précieuses pour les futurs protocoles de thérapie par cellules CAR-T.