Actualité 673 14 novembre 2018

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Article original complet

Neurooncol Pract. 2018 novembre; 5 (4): 246-250. doi: 10.1093 / nop / npy009. Epub

Auteurs : Alban TJ 1, 2 , Alvarado AG 3 , Sorensen MD 4, 5 , Bayik D 1 , Volovetz J 1, 2 , Serbinowski E 1 , Mulkearns-Hubert EE 1 , Sinyuk M 1 , Hale JS 1 , Onzi GR 3, 6 , McGraw M 7 , Huang P 7 , Grabowski MM 7, 8 , Wathen CA 2, 7 , Ahluwalia MS 7,9 , Radivoyevitch T 10 , Kornblum HI 3 , Kristensen BW 4, 5 , Vogelbaum MA 2,7, 8, 9 , Lathia JD 1, 2, 7, 9 . 1 Département de médecine cellulaire et moléculaire, Institut de recherche Lerner, Cleveland Clinic, Cleveland, Ohio, États-Unis. 2 Département de médecine moléculaire, Cleveland Clinic, Collège Lerner de médecine de cas, Université Western Reserve, Cleveland, Ohio, États-Unis. 3 Département de psychiatrie et de sciences du comportement et Institut Semel pour les neurosciences, UCLA, États-Unis. 4 Département de pathologie, Hôpital universitaire d'Odense, Odense, Danemark. 5 Département de recherche clinique, Université du Danemark du Sud, Odense, Danemark. 6 Département de biophysique et centre de biotechnologie, Université fédérale de Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, RS-Brésil. 7 Rose Ella Burkhardt Centre de neuro-oncologie et de tumeurs cérébrales. 8 Département de neurochirurgie, Cleveland Clinic, Cleveland, Ohio, États-Unis. 9 Comprehensive Cancer Center, Université Case Western Reserve, Cleveland, Ohio, États-Unis. 10 département des sciences de la santé quantitatives, Institut de recherche Lerner, Cleveland Clinic, Cleveland, Ohio, États-Unis.

Résumé :
Le glioblastome reste uniformément létal et, malgré une importante accumulation de cellules immunitaires dans le microenvironnement, la réponse immunitaire antitumorale est limitée. Pour surmonter ces défis, une compréhension complète de la réponse immunitaire systémique des glioblastomes au cours de la progression de la maladie est nécessaire. Ici, nous avons intégré la cytométrie en flux multiparamètre et la cytométrie de masse, l'analyse TOF (CyTOF) du sang du patient afin de déterminer les modifications du système immunitaire selon le type de tumeur et l'évolution de la maladie. En utilisant l'analyse de cytométrie en flux dans une cohorte de 259 patients allant de tumeurs cérébrales primitives et métastatiques bénignes à malignes, nous avons constaté que les patients atteints de glioblastome présentaient une élévation significative du nombre de cellules suppressives dérivées de myéloïdes (MDSC) dans le sang périphérique mais non dans les Treg immunosuppresseurs. Dans le tissu du patient glioblastome, nous avons constaté que l'augmentation des niveaux de MDSC dans les cas récurrents de glioblastome qui laissait présager un mauvais pronostic. L'analyse CyTOF du sang périphérique de patients atteints de glioblastome nouvellement diagnostiqués a révélé qu'une réduction des CDEM avec le temps s'accompagnait d'une augmentation concomitante des CD (cellules dendritiques). Les patients glioblastome avec une survie prolongée avaient également un nombre réduit de CDEM, similaire aux taux de patients atteints de gliome de bas grade (LGG). Nos résultats fournissent une justification pour l'élaboration de stratégies visant à cibler les CDEM, qui sont élevées chez les patients avec glioblastome et qui prédisent un mauvais pronostic.

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Les méthodes utilisées :

Le glioblastome est la tumeur primitive maligne du cerveau la plus répandue et reste uniformément mortel malgré des traitements agressifs, tels que la chirurgie, la radiothérapie et la chimiothérapie. Il existe actuellement un grand intérêt à cibler le système immunitaire afin de promouvoir la réponse antitumorale en tant que nouveau moyen de traiter les cancers, y compris le glioblastome. Malgré la présence de cellules effectrices antitumorales potentielles au sein du microenvironnement, la croissance du glioblastome persiste. Une des explications possibles de l’absence de réponse immunitaire antitumorale efficace est la présence d’un microenvironnement immunosuppresseur. Cela est probablement dû à un certain nombre de facteurs, notamment la signalisation du point de contrôle immunitaire, l'épuisement des lymphocytes T, l'appauvrissement en glucose, l'hypoxie et la présence de cellules immunosuppressives, telles que les Treg, les CD tolérogéniques et les cellules suppressives dérivées de myéloïdes (MDSC). Un autre facteur qui pourrait contribuer à la réponse immunitaire limitée est la faible charge mutationnelle du glioblastome, qui ne permet pas la reconnaissance et l'élimination des cellules cancéreuses par le système immunitaire. Tous ces facteurs combinés ont conduit à l’essai d’inhibiteurs de points de contrôle au cours d’essais cliniques, qui ont montré que les réponses des lymphocytes T spécifiques de l’antigène ne sont pas toujours corrélées avec la régression tumorale, ce qui suggère que le microenvironnement immunosuppresseur limite le potentiel d’activation des lymphocytes. Bien que ce degré d’immunosuppression chez les glioblastomes semble extrême, il est compatible avec l'architecture immunosuppressive unique du cerveau et peut donc être plus difficile à inverser que les tumeurs situées à d'autres endroits.

Compte tenu de ces obstacles à l'utilisation des approches d'immunothérapie, l'identification des mécanismes d'immunosuppression périphérique et tumorale dans le glioblastome constitue une priorité immédiate. Ici, nous avons cherché à déterminer si les patients glioblastome présentent une élévation de cellules immunosuppressives périphériques en circulation par rapport aux autres patients atteints de tumeur cérébrale, à déterminer si les CDEM intratumoraux sont associés au pronostic et à identifier le profil global des cellules immunitaires dans le sang périphérique des patients GBM au fil du temps. Les MDSC présentent un intérêt particulier compte tenu de leur rôle précédemment identifié dans l’immunosuppression des glioblastomes, la réponse immunitaire et la progression du cancer. Un certain nombre de voies dépendantes du contact et indépendantes du contact ont été décrites pour les MDSC, qui inhibent globalement la prolifération et l'activation des lymphocytes T. La production de MDSC est induite après une réponse inflammatoire pour restaurer l'homéostasie. Cependant, il a été démontré que les MDSC sont également en augmentation dans la plupart des cancers, sinon tous, dans lesquels ils ont été examinés. En outre, il n’est pas surprenant que le nombre de MDSC augmente également dans le GBM, compte tenu des conséquences d’une inflammation à grande échelle dans le cerveau. Cela ouvre la possibilité que, même si les cellules cancéreuses induisent des CDEM pour éviter la reconnaissance immunitaire, elles peuvent également être recrutées par des cellules cérébrales saines telles que la microglie et les astrocytes afin de protéger le cerveau contre une inflammation excessive. Nous avons récemment identifié une interaction entre les cellules souches cancéreuses du MDSC et du glioblastome via le facteur inhibiteur de la migration des macrophages (MIF), entraînant une amélioration de la fonction du MDSC et une augmentation de l'infiltration de cellules T cytotoxiques, qui pourraient être ciblées pour réduire la croissance. Cependant, en raison de la nature complexe et interconnectée du système immunitaire, il n’est pas clair en quoi le ciblage d’une seule voie cellulaire immunosuppressive aurait un impact sur le fonctionnement du système immunitaire antitumoral. Pris ensemble, cela suggère qu'il est nécessaire de délimiter la nature complexe de la réponse immunitaire au glioblastome.

Les altérations immunitaires dans le glioblastome ont principalement été examinées à l'aide d'approches ciblées telles que la coloration immunohistochimique et la cytométrie en flux, ainsi que d'approches non biaisées telles que l'analyse par séquençage d'ARN (ARN-seq). L’analyse immunohistochimique des glioblastomes s’est révélée utile pour identifier les macrophages / monocytes infiltrants, les Tregs et le dysfonctionnement des cellules T. Bien que les techniques de coloration immunohistochimique et immunofluorescente soient de plus en plus avancées, elles ne permettent pas de brosser un tableau général du système immunitaire au sein du glioblastome en raison du nombre limité de leurs marqueurs. La cytométrie en flux présente des pièges similaires; Bien que la cytométrie en flux ait été utilisée avec succès pour identifier l'infiltration et le dysfonctionnement des cellules immunitaires dans le GBM, elle est limitée par le nombre de marqueurs fluorescents pouvant être utilisés en raison de problèmes de compensation et du chevauchement des signaux fluorophores. Enfin, les études sur l’ARN-seq ont permis de profiler la réponse immunitaire chez les glioblastomes par rapport à d’autres cancers, mais il s’agit d’un développement récent dans lequel l’abondance relative des populations de cellules immunitaires est déterminée à l’aide des données de TCGA pan-cancer. Ces études sur l'ARN-seq ont montré que les MDSC intratumorales, les Treg et les lymphocytesT CD4 + à mémoire effectricesont les populations de cellules immunitaires les plus répandues dans le glioblastome, les MDSC étant enrichies chez plus de 70% des patients à faible charge mutationnelle. Bien que l'ARN-seq fournisse de nouvelles informations sur le paysage immunitaire du glioblastome, ces analyses ont été effectuées sur des tumeurs volumineuses et ne constituent donc pas un moyen idéal pour examiner plusieurs lignées de cellules immunitaires afin de déterminer la composition du microenvironnement immunitaire. La cytométrie de masse TOF (CyTOF) est une technologie émergente susceptible de révéler la composition du microenvironnement immunitaire de nombreux cancers. CyTOF peut identifier la réponse et la différenciation des cellules immunitaires en évaluant simultanément un grand nombre de marqueurs, ce qui ne peut être réalisé par des techniques traditionnelles. Cette approche est actuellement utilisée dans plusieurs cancers pour examiner le paysage immunitaire des tumeurs et identifier le meilleur moyen d'améliorer la réponse immunitaire antitumorale. Ici, nous utilisons une combinaison d'approches, y compris la cytométrie en flux, l'immunofluorescence et CyTOF, pour identifier un phénotype immunosuppresseur avec augmentation du nombre de CDEM et la réduction de la réponse antitumorale chez les patients avec glioblastome de mauvais pronostic par rapport aux patients atteints de gliome de bas grade (LGG) et de patients glioblastome. avec un bon pronostic.

Résultats :

Les CDEM de sang périphérique sont plus nombreux chez les patients glioblastome que les autres patients atteints de tumeurs cérébrales, et les CDEM intratumorales permettent de prédire le pronostic du patient. Pour quantifier les MDSC immunosuppresseurs chez les patients atteints de tumeur cérébrale, des cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC) ont été isolées chez des patients subissant une résection chirurgicale. Les échantillons ont été analysés par cytométrie en flux en utilisant un panel d'anticorps dirigés contre CD11b, HLA-DR, CD14, CD15 et CD33 avec un matériel supplémentaire disponible en ligne https: // doi. org / 10.1172 / jci.insight.122264DS1. À des fins de comparaison, un panel séparé axé sur les cellules T contenant des anticorps anti-CD3, CD4, CD25, CD8, CD107a et CD127 a été utilisé pour quantifier les cellules T et Treg cytotoxiques. La cohorte de patients pour ces études comprenait 259 patients, répartis dans les catégories bénigne, maligne non gliale et maligne glial (grades I / II, III, IV [GBM]) avec un diagnostic final plus approfondi pour chaque groupe. Lorsque les niveaux de MDSC, déterminés par le pourcentage de HLA-DR - / lo / CD33 + / CD11b +Les cellules des cellules vivantes totales ont été comparées entre les groupes. Nous avons observé que les échantillons bénins présentaient un pourcentage inférieur de MDSC par rapport aux échantillons de tumeur non maligne et aux échantillons de gliomes de grade IV - mais pas aux échantillons de gliomes de grades I / II ou III. En outre, les tumeurs non malignes avaient plus de MDSC que les tumeurs de grade I / II mais pas de gliome de grade III ou IV, ce qui suggère que les MDSC pourraient être un marqueur possible de malignité chez les patients atteints de tumeur cérébrale. Une comparaison directe des tumeurs malignes gliales dans les catégories de grade I / II, -III et -IV a révélé que les tumeurs de grade I / II présentaient un nombre significativement inférieur de MDSC par rapport aux échantillons de grade IV, confirmant les résultats trouvés autrement. L'analyse univariante de la dépendance des taux de MDSC en fonction de l'âge, du sexe, du grade, du statut de mutation de l'isocitrate déshydrogénase 1 (IDH1), du statut O 6 -méthylguanine-ADN méthyltransférase (MGMT) et de l'utilisation chronique de stéroïdes avant l'intervention chirurgicale est restée significative dans les modèles multivariants qui contrôlaient les variables cliniques potentiellement confondantes de l’âge et de l’utilisation chronique de stéroïdes. Pour déterminer si d'autres types de cellules immunosuppressives en circulation sont également augmentés avec une malignité, nous avons évalué les Treg comme le pourcentage de cellules CD3 + / CD4 + / CD8 - / CD127 - / CD25 +. Aucune différence statistiquement significative n'a été observée pour les Treg entre les catégories de tumeurs bénignes, de tumeurs malignes non gliales ou de tumeurs gliales. Ces résultats démontrent une relation entre les CDEM en circulation et le grade tumoral, mais pas entre les Tregs et le grade tumoral.

Pubmed : 30385717

Mots clés :
Cancer du cerveau, Immunothérapie, Immunologie, Oncologie

Vocabulaire

 

Cellules dendritiques CD
Les cellules dendritiques (CD) sont au carrefour de l’immunité innée/adaptative. Les CD sont des leucocytes rares (moins de 1 % des leucocytes circulants) dont la fonction première est d’assurer la présentation d’antigènes aux lymphocytes T au titre de déclencheurs de la réponse adaptative. Il existe diverses sous-populations de CD chez l’être humain caractérisées par des fonctions distinctes. Ainsi distingue-t-on schématiquement deux grands types de CD : les plasmacytoïdes (CDP) et les myéloïdes (CDM). Les CDP circulent en périphérie sous forme d’un contingent cellulaire défini, entre autres, par l’expression du complexe majeur d’histocompatibilité de classe II (CMH-Il)+CD4hiCD11c-CD123+CD303+CD62L+ [ 1]. Ce contingent cellulaire est spécialisé dans la sécrétion rapide d’interférons (IFN) de type I (notamment les espèces α) après stimulation des récepteurs de type Toll-like (TLR) 7 et 9 par un virus [ 2]. Les CDM circulantes représentent un contingent CMH-II+CD4+CD 11c+CD123loCD303− qui, contrairement aux CDP, déploie un éventail bien plus large de PRR (pathogen recognition receptors) pour alerter l’hôte de la présence d’agents pathogènes 

CD tolérogénétiques
Présentes dans le sang, les muqueuses et les organes lymphoïdes, les cellules dendritiques assurent un double rôle de sentinelles mais aussi de chef d’orchestre du système immunitaire. Tapies dans les portes d’entrée empruntés par les pathogènes elles repèrent les agents infectieux.

Cellules myéloïdes suppressives MDSCs
En anglais myeloid-derived suppressor cells, MDSC, ces cellules constituent un groupe hétérogène de cellules immunitaires, d'origine myéloïde, comme les monocytes, les macrophages ou les cellules dendritiques mais possédant des propriétés immunosuppressives. Cette population est fortement amplifiée (c'est-à-dire que leur nombre augmente) dans un certain nombre de situations pathologiques comme les infections chroniques et les cancers. Cette amplification est la conséquence d'une altération de l'hématopoïèse, c'est-à-dire de leur différenciation à partir de cellules précurseurs. La définition des MDSC est donc essentiellement fonctionnelle (immunosuppressive) et non phénotypique (expression de marqueurs de surface). Bien que leurs modes d'action (les mécanismes par lesquels les MDSC suppriment les réponses immunitaires) ne soient pas totalement compris, les études cliniques et biologiques ont montré que les tumeurs infiltrées par un nombre élevé de MDSC étaient associées à un pronostic défavorable et à une résistance thérapeutique1. Des cellules MDSC peuvent également être isolées d'individus en bonne santé, mais en nombres plus restreints. Il a été proposé, qu'en situation physiologique, les MDSC participent à la régulation du système immunitaire et au maintien de la tolérance. Les MDSC pourraient, par exemple, participer à la tolérance maternelle pour le fœtus durant la grossesse2.