Development of new anti-tumor immunotherapy strategies based on the construction of artificial antigen presenting cells

L’immunothérapie basée sur le transfert de lymphocytes T (LT) spécifiques de la tumeur est une approche prometteuse contre le cancer. Pour activer et amplifier de tels LT, principale étape limitante de cette approche, des cellules présentatrices d’antigène artificielles (CPAA) ont été développées au laboratoire. Ces CPAA ont été construites à partir de fibroblastes murins NIH/3T3 transduits à l’aide de vecteurs gammarétroviraux afin d’exprimer les principaux éléments nécessaires à l’activation de LT humains. Ces CPAA nous permettent d’obtenir des LT mémoires souches (TSCM : CD95+CD45RA+CD62L+CCR7+), LT très peu différenciés récemment identifiés chez l’homme. Ces TSCM ont été décrits comme étant du plus grand intérêt pour l’immunothérapie en raison de leur capacité d’auto-renouvellement et de leur faculté à se différencier en LT effecteursefficaces. Pour optimiser l’amplification de TSCM spécifiques, nous avons notamment étudié les effets sur les LT de l’expression de différentes molécules de costimulation par nos CPAA (CD80, CD70 et 4-1BBL). Les protéines MART-1 et MELOE-1, surexprimées dans les mélanomes, ont été utilisées comme antigènes modèles pour ces travaux. Les CPAA CD80+CD70+ et CD80+CD70+4-1BBL+ sont les plus prometteuses pour maintenir le phénotype des TSCM. Une étude exhaustive des CPAA CD80+CD70+ a montré que nous pouvions obtenir un plus grand nombre de TSCM fonctionnels spécifiques de MART-1 et de MELOE-1 de manière reproductible avec ces CPAA. Dans une seconde étude, nous avons pu montrer que les CPAA CD80+CD70+4-1BBL+ permettaient d’obtenir le plus grand nombre de LT spécifiques fonctionnels et très peu différenciés après purification et restimulation de LT spécifiques stimulés une première fois par les CPAA CD80+CD70+. Ces travaux devraient nous permettre, après le développement d’un modèle murin, de proposer de nouvelles stratégies d’immunothérapie basées sur l’obtention grâce à nos CPAA optimisées de LT spécifiques anti-tumoraux capables d’assurer une protection à long terme aux patients.Immunotherapy based on the transfer of tumor-specific T lymphocytes (TLs) is a promising approach against cancer. To activate and amplify such TLs, main limiting step of this approach, artificial antigen presenting cells (AAPCs) have been developed in the laboratory. These AAPCs have been constructed from NIH/3T3 murine fibroblasts transduced with gammaretroviral vectors to express the principal elements required to activate human TLs. With these AAPCs, we can obtain anti-tumor stem cell memory TLs (TSCM: CD95+CD45RA+CD62L+CCR7+), which are very limitedly differentiated TLs recently identified in humans. These TLs have been recently described as cells of great interest for immunotherapy because of their self-renewal capacity and their ability to differentiate into effective effector TLs. To improve the amplification of specific TSCM, we notably studied the effects on TLs of the expression of different co-stimulatory molecules by our AAPCs (CD80, CD70 and 4-1BBL). MART-1 and MELOE-1, proteins that are overexpressed in melanoma, were used as model antigens in this work. CD80+CD70+ and CD80+CD70+4-1BBL+ AAPCs appear to be the most promising ones for maintaining a TSCM phenotype. An exhaustive study of CD80+CD70+ AAPCs showed that we could reproducibly get greater numbers of MART-1- and MELOE-1-specific functional TSCM with these AAPCs. In another study, we have shown that CD80+CD70+4-1BBL+ AAPCs enabled us to get the greatest number of functional and very limitedly differentiated specific TLs after purification and restimulation of specific TLs stimulated first with CD80+CD70+ AAPCs. This work should allow us, after the development of a murine model, to propose new immunotherapy strategies based on the possibility of obtaining with our optimized AAPCs anti-tumor specific TLs capable of ensuring patient long term protection

Développement de nouvelles stratégies d'immunothérapie cellulaire anti-tumorale basées sur la construction de cellules présentatrices d'antigènes artificielles.

Immunotherapy based on the transfer of tumor-specific T lymphocytes (TLs) is a promising approach against cancer. To activate and amplify such TLs, main limiting step of this approach, artificial antigen presenting cells (AAPCs) have been developed in the laboratory. These AAPCs have been constructed from NIH/3T3 murine fibroblasts transduced with gammaretroviral vectors to express the principal elements required to activate human TLs. With these AAPCs, we can obtain anti-tumor stem cell memory TLs (TSCM: CD95+CD45RA+CD62L+CCR7+), which are very limitedly differentiated TLs recently identified in humans. These TLs have been recently described as cells of great interest for immunotherapy because of their self-renewal capacity and their ability to differentiate into effective effector TLs. To improve the amplification of specific TSCM, we notably studied the effects on TLs of the expression of different co-stimulatory molecules by our AAPCs (CD80, CD70 and 4-1BBL). MART-1 and MELOE-1, proteins that are overexpressed in melanoma, were used as model antigens in this work. CD80+CD70+ and CD80+CD70+4-1BBL+ AAPCs appear to be the most promising ones for maintaining a TSCM phenotype. An exhaustive study of CD80+CD70+ AAPCs showed that we could reproducibly get greater numbers of MART-1- and MELOE-1-specific functional TSCM with these AAPCs. In another study, we have shown that CD80+CD70+4-1BBL+ AAPCs enabled us to get the greatest number of functional and very limitedly differentiated specific TLs after purification and restimulation of specific TLs stimulated first with CD80+CD70+ AAPCs. This work should allow us, after the development of a murine model, to propose new immunotherapy strategies based on the possibility of obtaining with our optimized AAPCs anti-tumor specific TLs capable of ensuring patient long term protection.L’immunothérapie basée sur le transfert de lymphocytes T (LT) spécifiques de la tumeur est une approche prometteuse contre le cancer. Pour activer et amplifier de tels LT, principale étape limitante de cette approche, des cellules présentatrices d’antigène artificielles (CPAA) ont été développées au laboratoire. Ces CPAA ont été construites à partir de fibroblastes murins NIH/3T3 transduits à l’aide de vecteurs gammarétroviraux afin d’exprimer les principaux éléments nécessaires à l’activation de LT humains. Ces CPAA nous permettent d’obtenir des LT mémoires souches (TSCM : CD95+CD45RA+CD62L+CCR7+), LT très peu différenciés récemment identifiés chez l’homme. Ces TSCM ont été décrits comme étant du plus grand intérêt pour l’immunothérapie en raison de leur capacité d’auto-renouvellement et de leur faculté à se différencier en LT effecteursefficaces. Pour optimiser l’amplification de TSCM spécifiques, nous avons notamment étudié les effets sur les LT de l’expression de différentes molécules de costimulation par nos CPAA (CD80, CD70 et 4-1BBL). Les protéines MART-1 et MELOE-1, surexprimées dans les mélanomes, ont été utilisées comme antigènes modèles pour ces travaux. Les CPAA CD80+CD70+ et CD80+CD70+4-1BBL+ sont les plus prometteuses pour maintenir le phénotype des TSCM. Une étude exhaustive des CPAA CD80+CD70+ a montré que nous pouvions obtenir un plus grand nombre de TSCM fonctionnels spécifiques de MART-1 et de MELOE-1 de manière reproductible avec ces CPAA. Dans une seconde étude, nous avons pu montrer que les CPAA CD80+CD70+4-1BBL+ permettaient d’obtenir le plus grand nombre de LT spécifiques fonctionnels et très peu différenciés après purification et restimulation de LT spécifiques stimulés une première fois par les CPAA CD80+CD70+. Ces travaux devraient nous permettre, après le développement d’un modèle murin, de proposer de nouvelles stratégies d’immunothérapie basées sur l’obtention grâce à nos CPAA optimisées de LT spécifiques anti-tumoraux capables d’assurer une protection à long terme aux patients

Développement de nouvelles stratégies d'immunothérapie cellulaire anti-tumorale basées sur la construction de cellules présentatrices d'antigènes artificielles.

Immunotherapy based on the transfer of tumor-specific T lymphocytes (TLs) is a promising approach against cancer. To activate and amplify such TLs, main limiting step of this approach, artificial antigen presenting cells (AAPCs) have been developed in the laboratory. These AAPCs have been constructed from NIH/3T3 murine fibroblasts transduced with gammaretroviral vectors to express the principal elements required to activate human TLs. With these AAPCs, we can obtain anti-tumor stem cell memory TLs (TSCM: CD95+CD45RA+CD62L+CCR7+), which are very limitedly differentiated TLs recently identified in humans. These TLs have been recently described as cells of great interest for immunotherapy because of their self-renewal capacity and their ability to differentiate into effective effector TLs. To improve the amplification of specific TSCM, we notably studied the effects on TLs of the expression of different co-stimulatory molecules by our AAPCs (CD80, CD70 and 4-1BBL). MART-1 and MELOE-1, proteins that are overexpressed in melanoma, were used as model antigens in this work. CD80+CD70+ and CD80+CD70+4-1BBL+ AAPCs appear to be the most promising ones for maintaining a TSCM phenotype. An exhaustive study of CD80+CD70+ AAPCs showed that we could reproducibly get greater numbers of MART-1- and MELOE-1-specific functional TSCM with these AAPCs. In another study, we have shown that CD80+CD70+4-1BBL+ AAPCs enabled us to get the greatest number of functional and very limitedly differentiated specific TLs after purification and restimulation of specific TLs stimulated first with CD80+CD70+ AAPCs. This work should allow us, after the development of a murine model, to propose new immunotherapy strategies based on the possibility of obtaining with our optimized AAPCs anti-tumor specific TLs capable of ensuring patient long term protection.L’immunothérapie basée sur le transfert de lymphocytes T (LT) spécifiques de la tumeur est une approche prometteuse contre le cancer. Pour activer et amplifier de tels LT, principale étape limitante de cette approche, des cellules présentatrices d’antigène artificielles (CPAA) ont été développées au laboratoire. Ces CPAA ont été construites à partir de fibroblastes murins NIH/3T3 transduits à l’aide de vecteurs gammarétroviraux afin d’exprimer les principaux éléments nécessaires à l’activation de LT humains. Ces CPAA nous permettent d’obtenir des LT mémoires souches (TSCM : CD95+CD45RA+CD62L+CCR7+), LT très peu différenciés récemment identifiés chez l’homme. Ces TSCM ont été décrits comme étant du plus grand intérêt pour l’immunothérapie en raison de leur capacité d’auto-renouvellement et de leur faculté à se différencier en LT effecteursefficaces. Pour optimiser l’amplification de TSCM spécifiques, nous avons notamment étudié les effets sur les LT de l’expression de différentes molécules de costimulation par nos CPAA (CD80, CD70 et 4-1BBL). Les protéines MART-1 et MELOE-1, surexprimées dans les mélanomes, ont été utilisées comme antigènes modèles pour ces travaux. Les CPAA CD80+CD70+ et CD80+CD70+4-1BBL+ sont les plus prometteuses pour maintenir le phénotype des TSCM. Une étude exhaustive des CPAA CD80+CD70+ a montré que nous pouvions obtenir un plus grand nombre de TSCM fonctionnels spécifiques de MART-1 et de MELOE-1 de manière reproductible avec ces CPAA. Dans une seconde étude, nous avons pu montrer que les CPAA CD80+CD70+4-1BBL+ permettaient d’obtenir le plus grand nombre de LT spécifiques fonctionnels et très peu différenciés après purification et restimulation de LT spécifiques stimulés une première fois par les CPAA CD80+CD70+. Ces travaux devraient nous permettre, après le développement d’un modèle murin, de proposer de nouvelles stratégies d’immunothérapie basées sur l’obtention grâce à nos CPAA optimisées de LT spécifiques anti-tumoraux capables d’assurer une protection à long terme aux patients

Cancer vaccines: designing artificial synthetic long peptides to improve presentation of class I and class II T cell epitopes by dendritic cells

International audienceThere is now a consensus that efficient peptide vaccination against cancer requires that peptides should (i) be exclusively presented by professional APC and (ii) stimulate both CD4 and CD8-specific T cell responses. To this aim, in recent trials, patients were vaccinated with pools of synthetic long peptides (SLP) (15-30 aa long) composed of a potential class I epitope(s) elongated at both ends with native antigen sequences to also provide a potential class II epitope(s). Using MELOE-1 as a model antigen, we present an alternative strategy consisting in linking selected class I and class II epitopes with an artificial cathepsin-sensitive linker to improve epitope processing and presentation by DC. We provide evidence that some linker sequences used in our artificial SLPs (aSLPs) could increase up to 100-fold the cross-presentation of class I epitopes to CD8-specific T cell clones when compared to cross-presentation of the corresponding native long peptide. Presentation of class II epitopes were only slightly increased. We confirmed this increased cross-presentation after in vitro stimulation of PBMC from healthy donors with aSLP and assessment of CD8-specific responses and also in vivo following aSLP vaccination of HLA*A0201/HLA-DRB0101 transgenic mice. Finally, we provide some evidence that vaccination with aSLP could inhibit the growth of transplanted tumors in mice. Our data thus support the use of such aSLPs in future cancer vaccination trials to improve anti-tumor CD8 T cell responses and therapeutic efficacy. ARTICLE HISTOR