Immunothérapie anti-tumorale active par vecteur bactérien vivant attenué (mise au point de l approche vaccinale "killed but metabolically active")

Récemment, la preuve de concept de l immunothérapie active (vaccin) a été effectuée chez l homme en traitement des cancers de la prostate métastatiques résistants à l hormonothérapie (sipuleucel-T, Provenge®). Le développement d une immunité cellulaire spécifique nécessite conjointement d une part, le transfert d un antigène protéique dans une cellule présentatrice d antigène et, d autre part, son activation pour générer une réponse T cytotoxique. Le laboratoire TheREx a développé une approche innovante et hautement efficace en injectant directement par voie sous-cutanée, à l aide d une bactérie vaccin, l antigène vaccinal dans les cellules présentatrices d antigène in situ afin de générer des lymphocytes T cytotoxiques anti-tumoraux. Les personnes atteintes de cancers sont fréquemment fragilisées par leur traitement, ce qui rend délicat l utilisation d un vecteur bactérien vivant atténué. Nous avons donc mis au point une nouvelle souche de bactéries dit tués mais métaboliquement actif reposant sur le même principe d injection de l antigène vaccinal, via le système de sécrétion de type III (SSTT) de Pseudomonas aeruginosa. Ce concept récent dit vaccin KBMA (Killed But Metabollically Active microbes) permet d obtenir des bactéries semi-vivantes , capables de produire la protéine antigénique et de la vectoriser mais incapables de se répliquer chez l hôte, donc d une utilisation à niveau de risque le plus bas. Nous avons pu démontrer au cours de ce travail que ce nouveau vecteur était capable d engendrer in vivo une réponse immune spécifique vis-à-vis d un antigène, en faisant un bon candidat pour l immunothérapie antitumorale.Recently, active immunotherapy (vaccine) was successfully used as a secondary treatment of hormone-independent prostate cancer on human (sipuleucel-T, Provenge®). Development of specific cellular immunity needs, in a first hand, antigen transfer in an antigen presenting cell (APC). In another hand, activation of APC is a necessary step to generate a T-cytotoxic response. TheREx laboratory has developed an innovative and effective approach to subcutaneously inject the antigen directly into APC with a live-attenuated bacterial vector. We observed a production of specific CD8+ T lymphocytes against tumor-antigen, in response to this treatment.People affected by cancer are frequently vulnerable. Thus, it seems complicated to use a live-attenuated bacterial vector. We have developed a new bacterial-vector, called KBMA vaccine (Killed But Metabolically Active), based on the same antigen injection mechanism through the type III secretion system of Pseudomonas aeruginosa. This new concept gives KBMA bacteria able to produce antigen and to transfer it into APC without the ability to replicate into the host. Therefore, the secondary effects of such treatment are reduced. This work demonstrates the efficiency of this new bacterial vector for cancer immunotherapy.GRENOBLE1-BU Médecine pharm. (385162101) / SudocSudocFranceF

Développement d'un vecteur bactérien pour l'immunothérapie anti-tumorale active et spécifique et caractérisation de la réponse immune induite

Despite cancer screening programs and the available therapeutic armamentarium, 8.2 million deaths worldwide were due to cancer in 2012 (data Globocan 2012, WHO). The antitumor immunotherapy is booming and aims at using the immune system of the host as a response against the tumor. The use of bacterial vectors, able to deliver an antigenic message and concomitantly stimulate innate immunity, is one of the most promising approaches to antitumor vaccination. Among these vectors, the bacterium Pseudomonas aeruginosa developed by our laboratory has the advantage of being able to inject in vivo tumor antigens via its type III secretion system (T3SS) directly in the intracellular compartment of antigen-presenting cells. The MHC I presentation pathway is thus favored and allows the generation of a cytotoxic T lymphocytes response against antigen-expressing tumors. However, further preclinical and clinical studies remain difficult, because of the risk of infection related to a bacterial pathogen, even if attenuated. In this work, we have developed a new strain of P. aeruginosa Killed But Metabolically Active (KBMA) unable to replicate, but still able to play its role as a vector. An analysis of the antitumor immune response following immunization with different vectors, allowed to demonstrate a strong tumor infiltration by antigen-specific CD8+ T lymphocytes, but also a long-term protection related to the presence of a major pool of antigen-specific effector memory CD8+ T cells. Finally we are seeking to apply this technology to the tumor antigen carbonic anhydrase 9 (CA9), expressed by many solid tumors in humans.Malgré les programmes de dépistage mis en place et le vaste arsenal thérapeutique disponible, 8,2 millions de décès dans le monde ont été attribués au cancer pour l'année 2012 (données Globocan 2012, OMS). L'immunothérapie antitumorale est en plein essor et consiste notamment à exploiter le système immunitaire de l'hôte pour obtenir une réponse contre la tumeur. L'utilisation de vecteurs bactériens, capables de délivrer un message antigénique et de stimuler de manière concomittante l'immunité innée, fait partie des approches de vaccination antitumorale prometteuses. Parmi ces vecteurs, une bactérie Pseudomonas aeruginosa mise au point par notre laboratoire présente l'intérêt de pouvoir injecter in vivo des antigènes de tumeur, via son système de sécrétion de type III (SST3), directement dans le compartiment intracellulaire des cellules présentatrices d'antigènes. La voie de présentation du CMH I est ainsi favorisée et permet la génération d'une réponse des lymphocytes T cytotoxiques vis-à-vis de la tumeur exprimant l'antigène. Cependant, la poursuite des études précliniques et cliniques paraît délicate, en raison du risque infectieux lié à une bactérie pathogène, quand bien même atténuée. Lors de ce travail, nous avons donc développé une nouvelle souche de P. aeruginosa Killed But Metabolically Active (KBMA), incapable de se répliquer, mais toujours apte à jouer son rôle de vecteur. Une analyse de la réponse immune antitumorale, suite à l'immunisation par différents vecteurs, a permis de mettre en évidence une forte infiltration de la tumeur par des lymphocytes T CD8+ spécifiques de l'antigène, mais également une protection à long terme liée à la présence d'un pool majoritaire de lymphocytes T CD8+ spécifiques effecteurs mémoires. Enfin nous avons cherché à appliquer cette technologie à l'antigène de tumeur anhydrase carbonique 9 (AC9), exprimé par de nombreuses tumeurs solides chez l'homme

Développement d'un vecteur bactérien pour l'immunothérapie anti-tumorale active et spécifique et caractérisation de la réponse immune induite

Despite cancer screening programs and the available therapeutic armamentarium, 8.2 million deaths worldwide were due to cancer in 2012 (data Globocan 2012, WHO). The antitumor immunotherapy is booming and aims at using the immune system of the host as a response against the tumor. The use of bacterial vectors, able to deliver an antigenic message and concomitantly stimulate innate immunity, is one of the most promising approaches to antitumor vaccination. Among these vectors, the bacterium Pseudomonas aeruginosa developed by our laboratory has the advantage of being able to inject in vivo tumor antigens via its type III secretion system (T3SS) directly in the intracellular compartment of antigen-presenting cells. The MHC I presentation pathway is thus favored and allows the generation of a cytotoxic T lymphocytes response against antigen-expressing tumors. However, further preclinical and clinical studies remain difficult, because of the risk of infection related to a bacterial pathogen, even if attenuated. In this work, we have developed a new strain of P. aeruginosa Killed But Metabolically Active (KBMA) unable to replicate, but still able to play its role as a vector. An analysis of the antitumor immune response following immunization with different vectors, allowed to demonstrate a strong tumor infiltration by antigen-specific CD8+ T lymphocytes, but also a long-term protection related to the presence of a major pool of antigen-specific effector memory CD8+ T cells. Finally we are seeking to apply this technology to the tumor antigen carbonic anhydrase 9 (CA9), expressed by many solid tumors in humans.Malgré les programmes de dépistage mis en place et le vaste arsenal thérapeutique disponible, 8,2 millions de décès dans le monde ont été attribués au cancer pour l'année 2012 (données Globocan 2012, OMS). L'immunothérapie antitumorale est en plein essor et consiste notamment à exploiter le système immunitaire de l'hôte pour obtenir une réponse contre la tumeur. L'utilisation de vecteurs bactériens, capables de délivrer un message antigénique et de stimuler de manière concomittante l'immunité innée, fait partie des approches de vaccination antitumorale prometteuses. Parmi ces vecteurs, une bactérie Pseudomonas aeruginosa mise au point par notre laboratoire présente l'intérêt de pouvoir injecter in vivo des antigènes de tumeur, via son système de sécrétion de type III (SST3), directement dans le compartiment intracellulaire des cellules présentatrices d'antigènes. La voie de présentation du CMH I est ainsi favorisée et permet la génération d'une réponse des lymphocytes T cytotoxiques vis-à-vis de la tumeur exprimant l'antigène. Cependant, la poursuite des études précliniques et cliniques paraît délicate, en raison du risque infectieux lié à une bactérie pathogène, quand bien même atténuée. Lors de ce travail, nous avons donc développé une nouvelle souche de P. aeruginosa Killed But Metabolically Active (KBMA), incapable de se répliquer, mais toujours apte à jouer son rôle de vecteur. Une analyse de la réponse immune antitumorale, suite à l'immunisation par différents vecteurs, a permis de mettre en évidence une forte infiltration de la tumeur par des lymphocytes T CD8+ spécifiques de l'antigène, mais également une protection à long terme liée à la présence d'un pool majoritaire de lymphocytes T CD8+ spécifiques effecteurs mémoires. Enfin nous avons cherché à appliquer cette technologie à l'antigène de tumeur anhydrase carbonique 9 (AC9), exprimé par de nombreuses tumeurs solides chez l'homme

Development of a bacterial vector for active specific antitumor immunotherapy and characterization of the related immune response.

Malgré les programmes de dépistage mis en place et le vaste arsenal thérapeutique disponible, 8,2 millions de décès dans le monde ont été attribués au cancer pour l'année 2012 (données Globocan 2012, OMS). L'immunothérapie antitumorale est en plein essor et consiste notamment à exploiter le système immunitaire de l'hôte pour obtenir une réponse contre la tumeur. L'utilisation de vecteurs bactériens, capables de délivrer un message antigénique et de stimuler de manière concomittante l'immunité innée, fait partie des approches de vaccination antitumorale prometteuses. Parmi ces vecteurs, une bactérie Pseudomonas aeruginosa mise au point par notre laboratoire présente l'intérêt de pouvoir injecter in vivo des antigènes de tumeur, via son système de sécrétion de type III (SST3), directement dans le compartiment intracellulaire des cellules présentatrices d'antigènes. La voie de présentation du CMH I est ainsi favorisée et permet la génération d'une réponse des lymphocytes T cytotoxiques vis-à-vis de la tumeur exprimant l'antigène. Cependant, la poursuite des études précliniques et cliniques paraît délicate, en raison du risque infectieux lié à une bactérie pathogène, quand bien même atténuée. Lors de ce travail, nous avons donc développé une nouvelle souche de P. aeruginosa Killed But Metabolically Active (KBMA), incapable de se répliquer, mais toujours apte à jouer son rôle de vecteur. Une analyse de la réponse immune antitumorale, suite à l'immunisation par différents vecteurs, a permis de mettre en évidence une forte infiltration de la tumeur par des lymphocytes T CD8+ spécifiques de l'antigène, mais également une protection à long terme liée à la présence d'un pool majoritaire de lymphocytes T CD8+ spécifiques effecteurs mémoires. Enfin nous avons cherché à appliquer cette technologie à l'antigène de tumeur anhydrase carbonique 9 (AC9), exprimé par de nombreuses tumeurs solides chez l'homme.Despite cancer screening programs and the available therapeutic armamentarium, 8.2 million deaths worldwide were due to cancer in 2012 (data Globocan 2012, WHO). The antitumor immunotherapy is booming and aims at using the immune system of the host as a response against the tumor. The use of bacterial vectors, able to deliver an antigenic message and concomitantly stimulate innate immunity, is one of the most promising approaches to antitumor vaccination. Among these vectors, the bacterium Pseudomonas aeruginosa developed by our laboratory has the advantage of being able to inject in vivo tumor antigens via its type III secretion system (T3SS) directly in the intracellular compartment of antigen-presenting cells. The MHC I presentation pathway is thus favored and allows the generation of a cytotoxic T lymphocytes response against antigen-expressing tumors. However, further preclinical and clinical studies remain difficult, because of the risk of infection related to a bacterial pathogen, even if attenuated. In this work, we have developed a new strain of P. aeruginosa Killed But Metabolically Active (KBMA) unable to replicate, but still able to play its role as a vector. An analysis of the antitumor immune response following immunization with different vectors, allowed to demonstrate a strong tumor infiltration by antigen-specific CD8+ T lymphocytes, but also a long-term protection related to the presence of a major pool of antigen-specific effector memory CD8+ T cells. Finally we are seeking to apply this technology to the tumor antigen carbonic anhydrase 9 (CA9), expressed by many solid tumors in humans

Bacterial vectors for active immunotherapy reach clinical and industrial stages.

International audienceActive immunotherapy based on live attenuated bacterial vectors has matured in terms of industrial development and develops through a combination of three phenomena. First, active immunotherapy that stimulates an antigen-specific cytotoxic T-cell immune response has become a reality after several years of work. Second, there is still a need to identify vectors that can deliver antigens to the cytosol of antigen-presenting cells in vivo. Third, the recent progress in the understanding of bacterial lifestyle and in developing genetic engineering tools has enabled the design of bioengineered bugs that are capable of delivering antigens. Here, we review the mechanisms by which clinical bacterial vectors deliver antigens into the cytosol of antigen-presenting cells and summarize the development strategy of the three identified firms in this field

Cellular and molecular mechanisms activating the cell death processes by chalcones: Critical structural effects.

International audienceChalcones are naturally occurring compounds with diverse pharmacological activities. Chalcones derive from the common structure: 1,3-diphenylpropenone. The present study aims to better understand the mechanistic pathways triggering chalcones anticancer effects and providing evidences that minor structural difference could lead to important difference in mechanistic effect. We selected two recently investigated chalcones (A and B) and investigated them on glioblastoma cell lines. It was found that chalcone A induced an apoptotic process (type I PCD), via the activation of caspase-3, -8 and -9. Chalcone A also increased CDK1/cyclin B ratios and decreased the mitochondrial transmembrane potential (ΔΨm). Chalcone B induced an autophagic cell death process (type II PCD), ROS-related but independent of both caspases and protein synthesis. Both chalcones increased Bax/Bcl2 ratios and decreased Ki67 and CD71 antigen expressions. The present investigation reveals that despite the close structure of chalcones A and B, significant differences in mechanism of effect were found

Poly-functional and long-lasting anticancer immune response elicited by a safe attenuated Pseudomonas aeruginosa vector for antigens delivery

International audienceLive-attenuated bacterial vectors for antigens delivery have aroused growing interest in the field of cancer immunotherapy. Their potency to stimulate innate immunity and to promote intracellular antigen delivery into antigen-presenting cells could be exploited to elicit a strong and specific cellular immune response against tumor cells. We previously described genetically-modified and attenuated Pseudomonas aeruginosa vectors able to deliver in vivo protein antigens into antigen-presenting cells, through Type 3 secretion system of the bacteria. Using this approach, we managed to protect immunized mice against aggressive B16 melanoma development in both a prophylactic and therapeutic setting. In this study, we further investigated the antigen-specific CD8(+) T cell response, in terms of phenotypic and functional aspects, obtained after immunizations with a killed but metabolically active P. aeruginosa attenuated vector. We demonstrated that P. aeruginosa vaccine induces a highly functional pool of antigen-specific CD8+ T cell able to infiltrate the tumor. Furthermore, multiple immunizations allowed the development of a long-lasting immune response, represented by a pool of predominantly effector memory cells which protected mice against late tumor challenge. Overall, killed but metabolically active P. aeruginosa vector is a safe and promising approach for active and specific antitumor immunotherapy

Triggering the apoptosis of targeted human renal cancer cells by the vibration of anisotropic magnetic particles attached to the cell membrane

International audienceCancer cells develop resistance to chemotherapy, and the side effects encountered seriously limit the effectiveness of treatments. For these reasons, the search for alternative therapies that target cancer cells without affecting healthy tissues is currently one of the most active areas of research on cancer. The present study focuses on a recently proposed approach for cancer cell destruction based on the targeted triggering of cancer cell spontaneous death through the mechanical vibration of anisotropic magnetic micro/nanoparticles attached to the cell membranes at low frequencies (similar to 20 Hz) and in weak magnetic fields (similar to 30 mT). The study was conducted in vitro, on human renal cancer cells with superparamagnetic-like particles. Three types of such particles made of NiFe or magnetite were prepared and characterized (either synthetic antiferromagnetic, vortex or polycrystalline with random grain anisotropy). The triggering of the apoptosis of these cancer cells was demonstrated with NiFe vortex particles and statistically characterized by flow-cytometry studies. The death pathway via apoptosis and not necrosis was identified by the clear observation of caspase activation

A safe bacterial microsyringe for in vivo antigen delivery and immunotherapy.

International audienceThe industrial development of active immunotherapy based on live-attenuated bacterial vectors has matured. We developed a microsyringe for antigen delivery based on the type III secretion system (T3SS) of P. aeruginosa. We applied the "killed but metabolically active" (KBMA) attenuation strategy to make this bacterial vector suitable for human use. We demonstrate that attenuated P. aeruginosa has the potential to deliver antigens to human antigen-presenting cells in vitro via T3SS with considerable attenuated cytotoxicity as compared with the wild-type vector. In a mouse model of cancer, we demonstrate that this KBMA strain, which cannot replicate in its host, efficiently disseminates into lymphoid organs and delivers its heterologous antigen. The attenuated strain effectively induces a cellular immune response to the cancerous cells while lowering the systemic inflammatory response. Hence, a KBMA P. aeruginosa microsyringe is an efficient and safe tool for in vivo antigen delivery