Influence de l hypoxie sur la susceptibilité des cellules tumorales à la lyse induite par les lymphocytes T cytotoxiques

L hypoxie est une caractéristique commune des tumeurs solides et l une des spécificités du micro environnement tumoral. L hypoxie tumorale joue un rôle important dans l angio génèse, la progression maligne, le développement de métastases, la chimio/radio-résistance et favorise l échappement au système immunitaire du fait de l émergence de variant tumoraux avec un potentiel de survie et de résistance à l apoptose augmenté. Cependant, très peu de travaux ont étudié l impact de l hypoxie tumorale sur la régulation de la susceptibilité des tumeurs à la lyse induite par la réponse immune cytotoxique. Nous nous sommes donc demandé si l hypoxie pouvait conférer aux tumeurs une résistance à la lyse induite par les lymphocytes T cytotoxiques (CTL). Nous avons démontré que l exposition de cellules cibles tumorales à l hypoxie possédait un effet inhibiteur sur la lyse de ces cellules tumorales par des CTL autologues. Cette inhibition n est pas associée à des altérations de la réactivité de CTL ou de la reconnaissance des cellules cibles. Cependant, nous avons montré que l induction hypoxique concomitante de la phosphorylation de STAT3 (pSTAT3) au niveau de la tyrosine 705 et du facteur HIF-1a (Hypoxia Inducible Factor-1 alpha) est liée fonctionnellement à l altération de la susceptibilité de cellules tumorales bronchiques non à petites cellules (NSCLC) à la mort induite par les CTL. Nous avons aussi montré que la résistance de cellules tumorales bronchiques à la lyse CTL induite par l hypoxie était associée à une induction d autophagie dans les cellules cibles. En effet, l inhibition de l autophagie empêche la phosphorylation de STAT3 (via l inhibition de la kinase Src) et restaure la susceptibilité des cellules tumorales hypoxiques à la lyse induite par les CTL. De plus, l inhibition in vivo de l autophagie par l hydroxychloroquine (HCQ) dans le modèle murin portant la tumeur B16F10 and chez les souris vaccinée avec le peptide TRP2 augmente de façon drastique l inhibition de la croissance tumorale. Collectivement, cette étude établit un nouveau lien fonctionnel entre l autophagie induite par l hypoxie et la régulation de la lyse induite par les cellules T spécifique d antigènes et souligne le rôle majeur de l autophagie dans le contrôle de la croissance tumorale in vivo.Finalement, étant donné que le la résistance tumorale à la lyse induite par les cellules tueuses est très probablement régulée par de multiples facteurs, nous avons aussi eu pour but d identifier les micro-ARNs (miRs) régulés par l hypoxie dans des modèles de NSCLC et de mélanome et leur implication putative dans la régulation de la susceptibilité tumorale à la lyse induite par les cellules T spécifique d antigènes. Le micro-ARN 210 (miR-210) est ainsi significativement induit de manière dépendante de HIF-1a dans des cellules de NSCLC et de mélanome, et miR-210 est exprimé dans les zones hypoxiques de tissus issus de NSCLC. De plus, nous avons démontré que l induction de miR-210 par l hypoxie régule la susceptibilité tumorale à la lyse induite par les CTL en partie grâce à l inhibition de l expression de PTPN, HOXA1 et TP53I11, indiquant que miR-210 joue un rôle potentiel dans la régulation de la réponse immune antitumorale.Hypoxia is a common feature of solid tumors and one of the hallmarks of tumor microenvironment. Tumor hypoxia plays an important role in angiogenesis, malignant progression, metastatic development, chemo-radio resistance and favours immune evasion by the emergence of tumor variants with increased survival and anti-apoptotic potential. There is very little work done on the impact of tumor hypoxia on the regulation of tumor susceptibility to the lysis induced by cytotoxic antitumor response. Therefore, we asked whether hypoxia confers tumor resistance to cytotoxic T lymphocyte (CTL)-mediated killing. We demonstrated that exposure of target cells to hypoxia has an inhibitory effect on the CTL-mediated autologous target cell lysis. Such inhibition was not associated with an alteration of CTL reactivity and tumor target recognition. We also showed that the concomitant hypoxic induction of Signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) phosphorylation on tyrosine 705 residue (pSTAT3) and hypoxia inducible factor 1 alpha (HIF-1a) is functionally linked to the alteration of Non small cell lung carcinoma (NSCLC) target susceptibility to CTL-mediated killing. We also showed that hypoxia-induced resistance of lung tumor to CTL-mediated lysis was associated with autophagy induction in target cells. Inhibition of autophagy resulted in impairment of pSTAT3 (via inhibition Src kinase) and restoration of hypoxic tumor cell susceptibility to CTL-mediated lysis. Moreover, in vivo inhibition of autophagy by hydroxychloroquine (HCQ) in B16F10 tumor bearing mice and mice vaccinated with TRP2 peptide dramatically increased tumor growth inhibition. Collectively, the current study establishes a novel functional link between hypoxia-induced autophagy and the regulation of antigen specific T cell lysis and points to a major role of autophagy in the control of in vivo tumor growth.Finally, as resistance of tumor targets to killer cells is likely to be regulated by multiple factors, we further aimed to identify the microRNA s regulated by hypoxia in NSCLC and melanoma and their putative involvement in the regulation of tumor susceptibility to antigen-specific CTL-mediated killing. MicroRNA-210 (miR-210) was significantly induced in a HIF-1a dependent manner in NSCLC and melanoma cells and miR-210 was expressed in hypoxic zones of human NSCLC tissues. Moreover, we demonstrated that hypoxia-induced miR-210 regulates tumor cell susceptibility to CTL-mediated lysis in part by suppressing PTPN, HOXA1 and TP53I11 expression indicating that miR-210 plays a potential role in the regulation of anti-tumor immune response.PARIS11-SCD-Bib. électronique (914719901) / SudocSudocFranceF

Hypoxia Promotes Tumor Growth in Linking Angiogenesis to Immune Escape

Despite the impressive progress over the past decade, in the field of tumor immunology, such as the identification of tumor antigens and antigenic peptides, there are still many obstacles in eliciting an effective immune response to eradicate cancer. It has become increasingly clear that tumor microenvironment plays a crucial role in the control of immune protection. Tumors have evolved to utilize hypoxic stress to their own advantage by activating key biochemical and cellular pathways that are important in progression, survival, and metastasis. Hypoxia-inducible factor (HIF-1) and vascular endothelial growth factor (VEGF) play a determinant role in promoting tumor cell growth and survival. Hypoxia contributes to immune suppression by activating HIF-1 and VEGF pathways. Accumulating evidence suggests a link between hypoxia and tumor tolerance to immune surveillance through the recruitment of regulatory cells (regulatory T cells and myeloid derived suppressor cells). In this regard, hypoxia (HIF-1α and VEGF) is emerging as an attractive target for cancer therapy. How the microenvironmental hypoxia poses both obstacles and opportunities for new therapeutic immune interventions will be discussed

Cytokeratin 18 expression pattern correlates with renal cell carcinoma progression: Relationship with Snail

Renal cell carcinoma (RCC) is the most common type of kidney cancer and recent developments in the molecular biology of RCC have identified multiple pathways associated with the development of this cancer. This study aimed at analyzing the expression pattern of cytokeratin 18 (CK18) in RCC patients and its prognostic relevance. We quantified CK18 mRNA expression and protein using real-time reverse transcription quantitative polymerase chain reaction (RT-QPCR) and immunohistochemistry, respectively, in paired tumor and non-tumor samples from 42 patients. Our data indicate that CK18 mRNA and proteins levels increased with advanced stage and grade of the disease. Using primary (RCC5) and metastatic renal cell carcinoma (RCC5 met) cell lines, we demonstrated that CK18 expression was 5-fold higher in the metastatic as compared to the primary RCC cell line and correlated with a migratory phenotype characterized by a distinct elongated morphology as revealed by Phalloidin staining. In addition, RCC5 met cells displayed an increased capacity to attach to fibronectin and collagen which was lost following CK18 knock-down. Our data also indicate that the expression of CK18 was associated with increased Snail expression which correlated positively with advanced disease in RCC patients. The present findings suggest that CK18 may play an important role in the progression of RCC and it may be used as a new predictor for RCC

A novel antiangiogenic and vascular normalization therapy targeted against human CD160 receptor

A monoclonal anti-CD160 antibody inhibits the growth of new vessels in pathological ocular and tumor neoangiogenesis but not in healthy tissues

Influence de l’hypoxie sur la susceptibilité des cellules tumorales à la lyse induite par les lymphocytes T cytotoxiques

Hypoxia is a common feature of solid tumors and one of the hallmarks of tumor microenvironment. Tumor hypoxia plays an important role in angiogenesis, malignant progression, metastatic development, chemo-radio resistance and favours immune evasion by the emergence of tumor variants with increased survival and anti-apoptotic potential. There is very little work done on the impact of tumor hypoxia on the regulation of tumor susceptibility to the lysis induced by cytotoxic antitumor response. Therefore, we asked whether hypoxia confers tumor resistance to cytotoxic T lymphocyte (CTL)-mediated killing. We demonstrated that exposure of target cells to hypoxia has an inhibitory effect on the CTL-mediated autologous target cell lysis. Such inhibition was not associated with an alteration of CTL reactivity and tumor target recognition. We also showed that the concomitant hypoxic induction of Signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) phosphorylation on tyrosine 705 residue (pSTAT3) and hypoxia inducible factor 1 alpha (HIF-1α) is functionally linked to the alteration of Non small cell lung carcinoma (NSCLC) target susceptibility to CTL-mediated killing. We also showed that hypoxia-induced resistance of lung tumor to CTL-mediated lysis was associated with autophagy induction in target cells. Inhibition of autophagy resulted in impairment of pSTAT3 (via inhibition Src kinase) and restoration of hypoxic tumor cell susceptibility to CTL-mediated lysis. Moreover, in vivo inhibition of autophagy by hydroxychloroquine (HCQ) in B16F10 tumor bearing mice and mice vaccinated with TRP2 peptide dramatically increased tumor growth inhibition. Collectively, the current study establishes a novel functional link between hypoxia-induced autophagy and the regulation of antigen specific T cell lysis and points to a major role of autophagy in the control of in vivo tumor growth.Finally, as resistance of tumor targets to killer cells is likely to be regulated by multiple factors, we further aimed to identify the microRNA’s regulated by hypoxia in NSCLC and melanoma and their putative involvement in the regulation of tumor susceptibility to antigen-specific CTL-mediated killing. MicroRNA-210 (miR-210) was significantly induced in a HIF-1α dependent manner in NSCLC and melanoma cells and miR-210 was expressed in hypoxic zones of human NSCLC tissues. Moreover, we demonstrated that hypoxia-induced miR-210 regulates tumor cell susceptibility to CTL-mediated lysis in part by suppressing PTPN, HOXA1 and TP53I11 expression indicating that miR-210 plays a potential role in the regulation of anti-tumor immune response.L’hypoxie est une caractéristique commune des tumeurs solides et l’une des spécificités du micro environnement tumoral. L’hypoxie tumorale joue un rôle important dans l’angio génèse, la progression maligne, le développement de métastases, la chimio/radio-résistance et favorise l’échappement au système immunitaire du fait de l’émergence de variant tumoraux avec un potentiel de survie et de résistance à l’apoptose augmenté. Cependant, très peu de travaux ont étudié l’impact de l’hypoxie tumorale sur la régulation de la susceptibilité des tumeurs à la lyse induite par la réponse immune cytotoxique. Nous nous sommes donc demandé si l’hypoxie pouvait conférer aux tumeurs une résistance à la lyse induite par les lymphocytes T cytotoxiques (CTL). Nous avons démontré que l’exposition de cellules cibles tumorales à l’hypoxie possédait un effet inhibiteur sur la lyse de ces cellules tumorales par des CTL autologues. Cette inhibition n’est pas associée à des altérations de la réactivité de CTL ou de la reconnaissance des cellules cibles. Cependant, nous avons montré que l’induction hypoxique concomitante de la phosphorylation de STAT3 (pSTAT3) au niveau de la tyrosine 705 et du facteur HIF-1α (Hypoxia Inducible Factor-1 alpha) est liée fonctionnellement à l’altération de la susceptibilité de cellules tumorales bronchiques non à petites cellules (NSCLC) à la mort induite par les CTL. Nous avons aussi montré que la résistance de cellules tumorales bronchiques à la lyse CTL induite par l’hypoxie était associée à une induction d’autophagie dans les cellules cibles. En effet, l’inhibition de l’autophagie empêche la phosphorylation de STAT3 (via l’inhibition de la kinase Src) et restaure la susceptibilité des cellules tumorales hypoxiques à la lyse induite par les CTL. De plus, l’inhibition in vivo de l’autophagie par l’hydroxychloroquine (HCQ) dans le modèle murin portant la tumeur B16F10 and chez les souris vaccinée avec le peptide TRP2 augmente de façon drastique l’inhibition de la croissance tumorale. Collectivement, cette étude établit un nouveau lien fonctionnel entre l’autophagie induite par l’hypoxie et la régulation de la lyse induite par les cellules T spécifique d’antigènes et souligne le rôle majeur de l’autophagie dans le contrôle de la croissance tumorale in vivo.Finalement, étant donné que le la résistance tumorale à la lyse induite par les cellules tueuses est très probablement régulée par de multiples facteurs, nous avons aussi eu pour but d’identifier les micro-ARNs (miRs) régulés par l’hypoxie dans des modèles de NSCLC et de mélanome et leur implication putative dans la régulation de la susceptibilité tumorale à la lyse induite par les cellules T spécifique d’antigènes. Le micro-ARN 210 (miR-210) est ainsi significativement induit de manière dépendante de HIF-1α dans des cellules de NSCLC et de mélanome, et miR-210 est exprimé dans les zones hypoxiques de tissus issus de NSCLC. De plus, nous avons démontré que l’induction de miR-210 par l’hypoxie régule la susceptibilité tumorale à la lyse induite par les CTL en partie grâce à l’inhibition de l’expression de PTPN, HOXA1 et TP53I11, indiquant que miR-210 joue un rôle potentiel dans la régulation de la réponse immune antitumorale

The 'Holy Grail' in Immuno-Oncology: AC BioScience SA is Aiming to Potentiate Anti-PD-1 Therapy Efficacy through Tumor Cell Conditioning Strategy

AC BioScience is a Swiss biotech company based at the EPFL Innovation Park and Biopôle, dedicated to developing groundbreaking therapies to fight a range of cancers and infectious diseases. We are about to start clinical trials with two of four leading-edge cancer drugs mainly focusing on immune-oncology and tumor vascular normalization with multi-billion $ sales potential. Here, we present our strategy and one of our pioneering drug candidates that has already shown exceptional results with tumor cell conditioning to improve the efficacy of immune checkpoint inhibitors

L’hypoxie tumorale

L’hypoxie est une caractéristique majeure de la plupart des tumeurs solides. Les cellules s’adaptent à la baisse de l’apport en oxygène en stabilisant les facteurs de transcription HIF (hypoxia-inducible factor) qui, à leur tour, activent l’expression de nombreux gènes résultant en la survie et le maintien des fonctions cellulaires. Dans les cellules tumorales, l’exposition au stress hypoxique active, via les facteurs HIF, une série de molécules qui leur permettent de résister à la lyse dépendante des cellules tueuses du système immunitaire. L’hypoxie tissulaire régule également les fonctions des cellules de l’immunité et leur différenciation. Cette revue décrit les mécanismes de résistance tumorale aux effecteurs cytotoxiques induits par l’hypoxie, et les conséquences fonctionnelles de l’hypoxie sur les cellules immunes

Endothelial cells as key determinants of the tumor microenvironment: interaction with tumor cells, extracellular matrix and immune killer cells.

International audienceBesides tumor cells, the tumor microenvironment harbors a variety of host-derived cells, such as endothelial cells, fibroblasts, innate and adaptive immune cells. It is a complex and highly dynamic environment, providing very important cues to tumor development and progression. Tumor-associated endothelial cells play a key role in this process. On the one hand, they form tumor-associated (angiogenic) vessels through sprouting from locally preexisting vessels or recruitment of bone marrow-derived endothelial progenitor cells, to provide nutritional support to the growing tumor. On the other hand, they are the interface between circulating blood cells, tumor cells and the extracellular matrix, thereby playing a central role in controlling leukocyte recruitment, tumor cell behavior and metastasis formation. Hypoxia is a critical parameter modulating the tumor microenvironment and endothelial/tumor cell interactions. Under hypoxic stress, tumor cells produce factors that promote tumor angiogenesis, tumor cell motility and metastasis. Among these factors, VEGF, a main angiogenesis modulator, can also play a critical role in the control of immune tolerance. This review discusses some aspects of the role of endothelial cells within tumor microenvironment and emphasizes their interaction with tumor cells, the extracellular matrix and with immune killer cells. We will also address the role played by circulating endothelial progenitor cells and illustrate their features and mechanism of recruitment to the tumor microenvironment and their role in tumor angiogenesis

Tumor-Promoting Effects of Myeloid-Derived Suppressor Cells Are Potentiated by Hypoxia-Induced Expression of miR-210

Myeloid-derived suppressor cells (MDSC) contribute significantly to the malignant characters conferred by hypoxic tumor microenvironments. However, selective biomarkers of MDSC function in this critical setting have not been defined. Here, we report that miR-210 expression is elevated by hypoxia-inducible factor-1α (HIF1α) in MDSC localized to tumors, compared with splenic MDSC from tumor-bearing mice. In tumor MDSC, we determined that HIF1α was bound directly to a transcriptionally active hypoxia-response element in the miR-210 proximal promoter. miR-210 overexpression was sufficient to enhance MDSC-mediated T-cell suppression under normoxic conditions, while targeting hypoxia-induced miR-210 was sufficient to decrease MDSC function against T cells. Mechanistic investigations revealed that miR-210 modulated MDSC function by increasing arginase activity and nitric oxide production, without affecting reactive oxygen species, IL6, or IL10 production or expression of PD-L1. In splenic MDSC, miR-210 regulated Arg1, Cxcl12, and IL16 at the levels of both mRNA and protein, the reversal of which under normoxic conditions decreased T-cell-suppressive effects and IFNγ production. Interestingly, miR-210 overexpression or targeting IL16 or CXCL12 enhanced the immunosuppressive activity of MDSC in vivo, resulting in increased tumor growth. Taken together, these results provide a preclinical rationale to explore miR-210 inhibitory oligonucleotides as adjuvants to boost immunotherapeutic responses in cancer patients