Immunité des tumeurs

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1 Cours de Mme Wachsmann By Sovietik Immunité des tumeurs Cancers des cellules épithéliales (endoderme, ectoderme) : carcinome Cancers du tissus mésenchymateux (fibroblastes, cellules musculaires et adipeuses) : sarcome Cancers des cellules hématopoïétiques : leucémie, lymphome Tumeur : C est une masse anormale de cellules qui prolifèrent même après l arrêt du stimulus qui a déclenché son apparition. On distingue deux types de tumeur : les bénignes (encapsulées) et les malignes (invasives et métastases vers des sites éloignés par voie sanguine et lymphatique) Au début, la prolifération est clonale puis après quelques temps elle devient hétérogène. La transformation maligne est due à des anomalies génétiques acquises (anomalies du DNA). I. Historique La découverte de l immunité antitumorale s est faite au 19 ème siècle aux Etats-Unis. C est surtout l apparition du Sida qui a fait progresser la connaissance. La découverte de l immunité antitumorale s est faite de façon fortuite chez des malades qui présentaient des épisodes infectieux et en parallèle une régression de tumeurs. Des équipes ont injectés des extraits bactériens à des souris avec des tumeurs. Il y a alors eu nécrose hémorragique de la tumeur. Les extraits bactériens ont donc stimulés quelque chose lié au système immunitaire qui a provoqué la nécrose. C est la découverte du TNFα. Les cancers sont plus fréquents chez les immunodéprimés. Lorsqu il y a infiltration de la tumeur par des LT et des NK, le pronostic est alors plus favorable. T.Boon en 1992 a montré que les tumeurs étaient reconnues par le système immunitaire comme un élément étranger. Il a pris une biopsie de tumeurs et la mise en culture avec des lymphocytes du malade en question. Il y a eu prolifération des lymphocytes. Il a alors cloné ces lymphocytes et a sélectionné des sous populations tumorales et a identifié les gènes qui codent pour les Ag spécifiques de tumeur : immunité antitumorale. A priori la tumeur est un tissu de l individu donc il n y devrait y avoir aucune raison de s immuniser. II. Ag des tumeurs Il y a deux groupes d Ag de tumeurs : les Ag spécifiques de tumeurs et les Ag associés. 1) Ag spécifiques des tumeurs De nombreuses protéines intracellulaires peuvent jouer le rôle d Ag tumoral. Une cellule cancéreuse peut présenter jusqu à altérations génomiques, ce qui favorise le développement d Ag tumoraux. Cancéro : immunité des tumeurs 1/7

2 Parmi les Ag spécifiques de tumeur, on a des Ag qui sont le produit d un gène qui ne s exprime pas dans les cellules normales adultes. En général, la réexpression est due à l altération de la méthylation du promoteur. -Première catégorie d Ag spécifiques des tumeurs : C est une famille de gènes : gènes MAGE 1, 2, 3, 12 (Ag exprimés sur les mélanomes), BAGE (vessie), GAGE (gastrique), RAGE (rénale). Ces gènes ne sont jamais exprimés sur les tissus normaux correspondant à l exception des testicules. Mais dans les testicules on n a pas de molécules de classe 2 du CMH, donc pas de présentation. 75% des mélanomes expriment les gènes MAGE (au moins 1). L alphafoetoprotéine est aussi dans cette famille, c est un Ag oncofoetal. Il est présent sur les cellules fœtales et sur les cellules cancéreuses (surtout le foie). Il est absent des tissus adultes sains. On trouve aussi cette protéine à taux faible dans le sérum et dans d autres pathologies (autre que le cancer). Elle est donc peu spécifique et pas utilisable en diagnostique. On l utilise plutôt pour le monitoring (suivi de l évolution d un cancer). -Deuxième catégorie : Ag produits de gènes dont l expression est normale mais qui subissent des modifications post-traductionnelles dans les cellules cancéreuses. Ces protéines deviennent antigéniques sur les cellules cancéreuses. La modification est souvent un défaut de glycosylation. Ce type de tumeur se trouve en général sur les tumeurs de l ovaire, du pancréas et du sein. La plus fréquente est MUC1 : c est une mucine avec glycosylation anormale ce qui la rend antigénique. Elle peut aussi être clivée et on a alors un Ag circulant Ca15.3, c est un marqueur chez les patientes atteintes par un cancer du sein. -Troisième catégorie : C est un Ag produit de gènes dont l expression est anormale : Her-2/neu (surexpression du gène). C est un récepteur à activité tyrosine kinase (homologue du récepteur EGF). Il est surexprimé dans environ 40% des cancers du sein et de l ovaire. C est la surexpression qui le rend antigénique. -Quatrième catégorie : Ag provenant de mutations. Ces Ag sont spécifiques des tumeurs. Le plus souvent, ces Ag participent au processus transformant (ce n est pas le cas des autres). Cdk-4, c est une kinase cycline dépendante. Lorsqu elle présente une mutation, elle ne se lie plus à son inhibiteur et donc il y a interférence avec la régulation négative du cycle cellulaire. C est donc une mutation oncogénique et antigénique. Exemples : β-caténine, caspase 8, Ras, p53, Bcr/Abl (marqueur de la LMC) Ras : La mutation bloque Ras dans sa conformation active et on a donc un signal permanent. Mutation de ras très fréquente, 50% des cancers du côlon et 90% des cancers du pancréas. C est une mutation oncogénique et antigénique? P53 : c est un gène suppresseur de tumeur. Le gène codant pour la protéine p53 est muté dans 50% des tumeurs humaines. On a donc persistance des cellules lésées, ce qui peut entraîner une transformation maligne de ces cellules lésées. -Cinquième catégorie : les Ag viraux Ceux sont des peptides d origine virale qui sont exprimés par des tumeurs d étiologie virale. Ces peptides sont présentés par le CMH. Cancéro : immunité des tumeurs 2/7

3 Quelques virus qui peuvent déclencher des tumeurs : -virus du papillome : cancer du col utérin (HPV16 et 18) -hépatite B et C : hépatocarcinomes -EBV : cofacteur du lymphome de Burkitt -Ag bactériens : Helicobacter pylori (cancer gastrique) Ces virus sont à l origine de pathologies non tumorales, d où l intérêt de la vaccination. 2) Ag associés aux tumeurs Ceux sont des Ag de différenciation exprimés par des cellules cancéreuses et de façon limitée par certaines cellules normales. Leur surexpression les rend immunogéniques. Le cas le plus connu est celui des Ag mélanocytaires. Ils vont être exprimés par le mélanome mais on les retrouve aussi sur les mélanocytes normaux. La surexpression les rend antigénique. D une part, des gangliosides qui être surexprimés, et d autre part il y a des protéines membranaires de mélanome (organelle dans laquelle se fait la synthèse de la mélanine). Ex : TRP1 et TRP2 (tyrosinase related protein 1 ou 2), tyrosinase, MART1/Melan-A, gp100 Il y a aussi des Ag prostatiques : PSMA Carcino-embryonnaire : ACE Rénal : RU2, alt-m-csf Les Ag associés aux tumeurs ne sont pas spécifiques de tumeurs (Ag du soi), il est donc très difficile de les cibler par des vaccins. Si on vaccine en ciblant ces Ag, on va déclencher des manifestations autoimmunes. Dans un seul cas le risque est faible : c est le cas des mélanomes. On a fait des essais de vaccination et on a bien une régression tumorale mais avec pour effet secondaire notoire souvent le développement d un vitiligo. (dépigmentation de la peau (Mickael Jackson ^^)) Il y a des lymphocytes qui reconnaissent les Ag tumoraux, pourquoi il y a tout de même développement d un cancer???? Réponse : à cause des différents mécanismes d échappement. Nouveau : Mutation qui activent des proto-oncongènes, il y a en même temps des signaux de répression tumorale intrinsèques. La cellule va mourir (apoptose) senecescence, dommages à l ADN => protection de la cellule. - Apoptose : LPC : facteur chimiotactique pr les c immunitaires (signal phagocytose) - Sénéscence : activation cytokines (IL 15 1, MCP1) - dommage ADN : acide urique, ligands NKG2D - stress et dommages tissulaires : Acide urique, HSPs, produits MEC) Acide urique : stimulation de IL1 activation immunité Cancéro : immunité des tumeurs 3/7

4 III. Mécanismes de résistance ou d induction de la tolérance Le système de protection ne fonctionne pas bien à cause de ces mécanismes de résistance ou d induction à la tolérance. 1) Faible immunogénicité de la tumeur La faible immunogénicité des tumeurs est due : - soit au fait que les peptides sont pas présentés car il y a diminution de l expression des molécules de classe 1 (nouveaux Ag) - soit à la disparition complète des molécules de classe 1 du CMH. A ce moment là, il peut y avoir intervention des cellules NK. - Souvent sur les cellules tumorales il n y a pas de molécules d adhésion et de costimulation. Or pour qu il puisse y a voir interaction entre les LTCD8 et la cellule cible, le LTCD8 doit reconnaître et pouvoir adhérer. 2) Production de facteurs immunosuppresseurs par la tumeur - Il y a synthèse de TGFβ et d IL10. - Il y a aussi inhibition de la réaction inflammatoire par induction de STAT-3. Il n y a donc pas d attraction des lymphocytes. 3) Défaut d accès de la tumeur aux cellules présentatrices de l Ag et aux cellules effectrices La réponse immunitaire a lieu au départ dans les organes lymphoïdes, les cellules dendritiques doivent donc aller chercher les Ag au niveau des tumeurs afin des les emmener dans les organes lymphoïdes et de les présenter. Souvent il y a un défaut d accès du à la synthèse de collagène par la cellule tumorale, c est alors une réelle barrière physique. 4) Présence de LT régulateurs Les LT régulateurs inhibent la réponse immunologique. On en a besoin au niveau physiologique pour arrêter la réponse immunologique. Dans les maladies autoimmunes, les LT régulateurs sont bloqués. Tandis que dans l immunité antitumorale on cherche à les faire ne pas s arrêter. Blocage des LT par les LT régulateurs : Les LT régulateurs expriment CTLA-4, c est une molécule comme le CD28 sauf qu elle envoie des signaux inhibiteurs. Cancéro : immunité des tumeurs 4/7

5 Les LT régulateurs produisent de l IL10 et du TGFβ, ce qui bloque les LT (en anergie) et entraîne un dysfonctionnement au niveau des cellules dendritiques (elles expriment alors moins de costimulation, diminuent aussi l expression des molécules du CMH et produisent moins d IL12). CTLA-4 en interagissant avec B7 sur les macrophages va induire une enzyme IDO dans les cellules dendritiques qui va dégrader le tryptophane qui est indispensable à la prolifération des LT. Cela induit donc l anergie ou l apoptose des LT. - Les LT régulateurs produisent aussi de le perforine et du granzyme : entraîne apoptose des LT et des cellules dendritiques. - Ils induisent aussi sur les cellules dendritiques le B7H4 qui va arrêter les LT en bloquant l interaction CD28/B7. 5) Adaptation de la tumeur - souvent il y a perte de l expression des Ag ou modulation par les Ac. - sélection de variants - sélections de cellules résistantes à la lyse (surexpression de Bcl-2, perte de Fas) - mutation de p53 6) Inadéquation des capacités du système immunitaire par rapport à la prolifération tumorale Il y a actuellement beaucoup de thérapies qui essaient d augmenter la réponse immunitaire pour palier cette inadéquation. Cancéro : immunité des tumeurs 5/7

6 Immunothérapie des tumeurs By Sovietik Il existe trois groupes d immunothérapies des tumeurs. I. Augmenter l immunogénicité des tumeurs Dans cette approche, on essaie d augmenter l immunogénicité des tumeurs pour que la réponse immunitaire puisse se développer normalement. 1) Les vaccins Des vaccins préventifs et tentatives de vaccins curatifs sont souvent développés dans le cas de tumeur viroinduite (donc vaccin avec l Ag viral). Le premier vaccin anticancéreux a été le vaccin contre l hépatite B, prévention des carcinomes hépatiques. Récemment, vaccin antipapillomavirus pour la prévention du cancer utérin. Les autres vaccins sont curatifs, ils impliquent l identification des Ag tumoraux. Beaucoup d essais ont été réalisés dans ce sens, avec des cellules tumorales irradiées ou avec lysat/extraits de cellules tumorales toujours associé avec des adjuvants comme le BCG afin d augmenter l immunogénicité. Les résultas de ces essais sont décevants. Et d autre part, il n est pas toujours possible d identifier les Ag tumoraux. Quand les Ag sont identifiés (cas des mélanomes), il y a des essais en cours avec des protéines, des peptides qu on peut associer avec des cytokines, des adjuvants, des virus ou bactéries recombinés. Rien n est pour l instant sur le marché. 2) Transfecter des cellules tumorales avec des gènes On transfecte avec de l ADNc qui code ou de cytokines ou des molécules de costimulation. Effets intéressants observés quand transfection avec le gène du GM-CSF car cela va permettre d attirer et d activer la différenciation des cellules dendritiques. 3) Traitement des cellules dendritiques in vitro C est une espèce de vaccination. On prend des cellules dendritiques tumorales, on les traite et on les réinjecte en espérant qu elles vont stimuler les LT antitumoraux pour augmenter la réponse immunitaire. On va pulser les cellules dendritiques in vitro avec des lysats de tumeur ou de cellules nécrotiques. On peut aussi faire phagocyter des protéines ou des peptides tumoraux ou transfecter avec de l ADNc codant pour un Ag tumoral. Actuellement, on transfecte avec de l ARN donc l expression est transitoire. Problèmes : savoir quelle quantité de cellules à modifier pour que cela soit efficace, quelle voie d injection car le mélange réinjecté va migrer dans les ganglions Cancéro : immunité des tumeurs 6/7

7 II. Traitement avec des Ac monoclonaux De très bons résultats avec les Ac monoclonaux contre Her2-neu : Herceptin (trastuzumab) Her2-neu est exprimé dans certains cancers du sein, Herceptin bloque l interaction avec le ligand et diminue son expression. Mais ce traitement est toujours réalisé en association avec une chimiothérapie. Le rituximab est un Ac contre le CD20 à la surface des LB. On l utilise dans les lymphomes non Hodgkinien. Il y a des travaux sur des Ac anti-idiotiques dans la prolifération des LB (surtout pour les lymphomes). On peut augmenter l efficacité des Ac en les couplant à des toxines, des radioisotopes ou en les utilisant comme vecteurs de toxines ou de radioisotope. Si on couple l Ac à une toxine c est une immunotoxine, cela permet de diminuer les effets toxiques secondaires. Il existe des Ac bispécifiques, ils sont intéressants car l un des sites va reconnaître l Ag tumoral et l autre un récepteur ou une structure sur les LT (anti CD3 par exemple) ou les cellules NK (anti CD16 par exemple). L intérêt est que cela permet de rapprocher les cellules effectrices de la tumeur. III. Les cytokines On administre de l IL-2 pour traiter le cancer du sein ou le mélanome. L IL-2 n est donné qu en milieu hospitalier car il y énormément d effets secondaires et c est très difficile à supporter (comme ce cours ^^) Aujourd hui, on peut coupler l IL-2 à un Ac qui cible la tumeur (immunocytokine) Administration d IFNα : pour les lymphomes et les mélanomes IFNγ pour les carcinomes de l ovaire G et GM-CSF pour éviter les neutropénies. IV. Nouvelles thérapies Aujourd hui les thérapies traditionnelles sont la chirurgie, la radiothérapie, la chimiothérapie, la thérapie antiangiogénique. Les nouvelles thérapies sont : -le ciblage des LT régulateurs : déplétion des LT régulateurs, blocage de leur trafic vers les tumeurs, blocage des voies de signalisation et de la différenciation de LT et LT régulateur en agissant sur FoxP3 -le ciblage des molécules suppressives : B7-H1, B7-H4, IDO sur les CpAg bloquer les CTLA4 sur les LT, bloquer le TGFβ, l IL10, le VEGF, la COX2 Souvent toutes ces thérapies sont combinées. Cancéro : immunité des tumeurs 7/7

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