Thèse Année : 2024

Evaluation of Natural Killer Cell Immunotherapy as a Therapeutic Strategy in Medulloblastoma : Study of a Combined Approach with Anti-HER Antibodies

Evaluation d'une immunothérapie par cellules Natural Killer comme stratégie thérapeutique dans le médulloblastome : étude d'une approche combinée avec un anticorps anti-HER

Résumé

Medulloblastoma (MB) is one of the most common pediatric brain tumors. Although current therapeutic strategies have improved patient survival, quality of life remains poor due to sequelae and the risk of relapse. Immunotherapy could be a possible alternative or complement to current standard treatments, and more specifically immunotherapy based on Natural Killer (NK) cells. To date, the mechanisms of NK cell cytotoxicity against MB cells have not been precisely described. In addition, as with many cancers, the cells of certain subtypes of MB express one or more receptors of the HER (Human Epidermal Growth factor Receptor) family, overexpression of which may constitute a poor prognostic factor, but also a potential therapeutic target. Our hypothesis is that NK cells, combined with an anti-HER antibody, could exert an antibody-dependent cytotoxicity (ADCC) mechanism against this tumor and thus have an enhanced anti-tumor effect.Each step in the cytotoxicity of NK cells against three representative MB cell lines (DAOY, D283, D341) was explored in different in vitro co-culture models : conjugation, granzyme B degranulation, target cell lysis, and chemokine and chemokine secretion. The lysis potential of DAOY cells was then confirmed in a 3D spheroid co-culture model, before being evaluated in a mouse model of human MB xenograft. In the second part of this work, we assessed the anti-tumor response of NK cells against DAOY cells in combination with trastuzumab (anti-HER-2 IgG1) by pre-arming NK cells by binding the antibody constant fraction to the CD16 receptor. The benefit of the addition of this anti-HER-2 antibody on the cytotoxic potential of NK cells was evaluated in the same in vitro and in vivo models as previously described.The results of our study show that NK cells possess cytotoxic activity in vitro and in vivo against MB cells, although the profile of this anti-tumor activity varies according to the MB lineage targeted. Furthermore, arming NK cells with an anti-HER2 antibody results in a moderate increase in the anti-tumor potency of these cells against the DAOY lineage, and requires further investigation. Taken as a whole, our results confirm the value of taking the development of NK immunotherapies combined with an anti-HER-2 monoclonal antibody into the clinic in MB, while bearing in mind the new strategies currently available (immune enhancers, CAR-NK) which offer new ways of optimizing the native anti-tumor potential of NK cells.

Le médulloblastome (MB) est l'une des tumeurs cérébrales pédiatriques les plus répandues. Malgré l'amélioration de la survie des patients grâce aux stratégies thérapeutiques actuelles, la qualité de vie de ceux-ci reste médiocre en raison des séquelles et du risque de rechute. L'immunothérapie pourrait être une alternative envisagée, ou un complément aux traitements standards actuels, et plus spécifiquement une immunothérapie à base de cellules Natural Killer (NK). À ce jour, les mécanismes de cytotoxicité des cellules NK dirigée contre les cellules de MB n'ont pas été décrits avec précision. De plus, à l'instar de nombreux cancers, les cellules de certains sous-types de MB expriment un ou des récepteurs de la famille des HER (Human Epidermal Growth factor Receptor), dont la surexpression peut constituer un facteur de mauvais pronostic, mais aussi une cible thérapeutique potentielle. Notre hypothèse est que les cellules NK, combinées avec un anticorps anti-HER, pourraient exercer un mécanisme de cytotoxicité dépendant des anticorps (ADCC) envers cette tumeur et ainsi avoir un effet anti-tumoral renforcé.Chaque étape de la cytotoxicité des cellules NK contre trois lignées cellulaires représentatives de MB (DAOY, D283, D341) a été explorée dans différents modèles de co-culture in vitro : la conjugaison, la dégranulation de granzymes B, la lyse des cellules cibles, ains que la sécrétion de chemokines et chimiokines. Le potentiel de lyse des cellules DAOY a ensuite été confirmé dans un modèle de co-culture sphéroïde 3D, avant d'être évalué dans un modèle murin de xénogreffe de MB humain. Dans la seconde partie de ce travail, nous avons procédé à l'évaluation de la réponse anti-tumorale des cellules NK contre les cellules de la lignée DAOY en combinaison avec le trastuzumab (IgG1 anti-HER-2) en procédant à l'armement préalable des cellules NK par fixation de la fraction constante d'anticorps sur le récepteur CD16. Le bénéfice de l'addition de cet anticorps anti-HER-2 sur le potentiel cytotoxique des cellules NK a été évalué dans les mêmes modèles in vitro et in vivo que précédemment décrits.Les résultats de notre étude montrent que les cellules NK possèdent une activité cytotoxique in vitro et in vivo contre les cellules MB, bien que le profil de cette activité anti-tumorale varie selon la lignée de MB ciblée. De plus, l'armement des cellules NK avec un anticorps anti-HER2 entraîne une augmentation modérée du pouvoir anti-tumoral de ces cellules contre la lignée DAOY, et nécessite d'être exploré plus finement. Dans leur ensemble, nos résultats confirment l'intérêt de pousser jusqu'en clinique le développement d'immunothérapies NK combinées avec un anticorps monoclonal anti-HER-2 dans l'indication du MB, tout en gardant à l'esprit les nouvelles stratégies actuelles (engageurs immunitaires, CAR-NK) permettant d'offrir de nouveaux axes d'optimisation du potentiel anti-tumoral natif des cellules NK.

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Dates et versions

tel-05044099 , version 1 (23-04-2025)

Identifiants

  • HAL Id : tel-05044099 , version 1

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Citer

Mélanie Gauthier. Evaluation d'une immunothérapie par cellules Natural Killer comme stratégie thérapeutique dans le médulloblastome : étude d'une approche combinée avec un anticorps anti-HER. Cancer. Université de Lorraine, 2024. Français. ⟨NNT : 2024LORR0262⟩. ⟨tel-05044099⟩
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