Identification des acteurs moléculaires essentiels à l’effet anti-leucémique des anticorps monoclonaux anti-CD3 dans la leucémie lymphoblastique aiguë à cellules T

Les leucémies aiguës lymphoblastiques T (LAL-T) sont des pathologies hétérogènes qui présentent en moyenne 10 à 20 altérations génétiques/cas qui touchent les oncogènes, les gènes suppresseurs de tumeurs ou les gènes codant pour des protéines de signalisation. La cytogénétique et les analyses transcriptomiques permettent la classification des LAL-T en sous-groupes moléculaires caractérisés par une expression anormale de facteurs de transcription spécifiques. Le traitement des patients atteint de LAL-T par chimiothérapie ne permet de guérir 50% des adultes et 80% de cas pédiatriques. Il est donc nécessaire de trouver des nouvelles thérapies. Notre laboratoire a montré que l'activation soutenue du complexe du récepteur T (TCR) par un anticorps murin anti-CD3 (OKT3) a des propriétés anti-leucémiques à la fois dans des modèles murins de LAL-T et dans des xénogreffes de patients LAL-T. Nous avons comparé les propriétés anti-leucémiques d’OKT3 à un variant humanisé (Teplizumab) portant deux mutations dans le domaine Fc (fragment cristallisable) qui amène à l’inhibition puissante de sa liaison aux cellules porteuses de récepteurs Fc (FcR). Les résultats montrent que Teplizumab a des propriérés anti-leucémiques simlaires à OKT3 dans 8/8 des xénogreffes de LAL-T analysées. De plus, nous avons démontré que la combinaison des anti-CD3 OKT3 ou Teplizumab avec la chimiotherapie a des effects de cooperation importants. Du fait de la toxicité acceptable de Teplizumab chez l’Homme, cet anticorps peut-être consideré comme thérapie alternative en clinique, dans des cas de LAL-T réfractaires/récidives. Nous avons recherché les cibles moléculaires qui sous-tendent les propriétés anti-leucémiques des anti-CD3 et qui pourraient représenter de nouvelles cibles thérapeutiques, alternatives ou complémentaires aux anti-CD3. Nous avons identifié le transcriptome associé à la stimulation par trois différent anti-CD3 des cellules de LAL-T in vivo, validé l’induction de l'expression des candidats les plus dérégulés au niveau ARN et protéique et focalisé les études sur les gènes BIM et NR4A1. Ces deux gènes ont un rôle dans la mort par apoptose et la sélection négative des thymocytes normaux. Nous avons montré que l'expression constitutive de chacun de ces gènes est délétère pour la survie des cellules de LAL-T et que une diminution de l'expression de ces gènes de façon combinée, interfère avec les propriétés anti-leucémiques liée à la stimulation du TCR/CD3 in vitro. De plus, nous avons démontré que la combinaison de l'anti-CD3 et ABT-263, un inhibiteur deBCL2 et BCLX inhibe de façon co-operative l'expansion des cellules leucémiques dans les modèles de PDX de LAL-T. in vivo.T cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL) is a heterogeneous hematological malignancy that presents an averageof 10 to 20 genetic alterations/case, which affect oncogenes, tumor suppressor genes or genes encoding signalingproteins. Cytogenetic and global transcriptomic analyses have led to the classification of T-ALL cases intomolecular subgroups characterized by the abnormal expression of specific transcription factors. Although T-ALLoutcomes have improved as a result of current therapies, survival rates still need to be improved. New therapeuticoptions are thus needed.Our laboratory has demonstrated that sustained activation of the TCR complex using the anti-CD3 antibody OKT3has anti-leukemic effects in both murine and xenograft models of T-ALL.Next, we compared the anti-leukemic properties of OKT3 with those of a humanized variant (teplizumab) carryingtwo mutations in the Fc (fragment crystallizable) region, which impair its binding to Fc-receptor-bearing cells. Ourresults showed that teplizumab was endowed with antileukemic properties similar to those of OKT3 in 8/8 humanxenografts that were analyzed.Moreover, we showed that combining anti-CD3 injections with chemotherapy has a significant synergistic effect. Asteplizumab has been shown to be less toxic in humans, anti-CD3 therapy can be further explored inrefractory/relapsed TCR+ T-ALL patients.Next, we aimed to identify the key molecular factors that are essential for mediating the anti-CD3 anti-leukemicpotential and that could represent novel therapeutic targets. We identified the molecular signature in T-ALLxenografts produced in response to three anti-CD3 antibodies in vivo. We validated the deregulation of the mosthighly upregulated candidates at the RNA and protein levels, and we focused our interest on the BIM and NR4A1genes. These two candidate genes play a crucial role during apoptosis in thymocyte negative selection. Wedemonstrated that constitutive expression of either BCL2L11 (BIM) or NR4A1 is deleterious for the maintenance ofT-ALL cells. We then showed that interference with the expression of these genes in combination affects the antileukemicproperties of anti-CD3 stimulation in vitro. By using a complementary approach, we showed thatcombining anti-CD3 therapy with ABT263, an inhibitor of both BCL2 and BCLxL, synergistically inhibits T-ALLxenograft expansion in vivo. Taken together, these results identify potential novel therapeutic options to treat TALL

Triggering the TCR developmental checkpoint activates a therapeutically targetable tumor suppressive pathway in T-cell leukemia

Cancer onset and progression involves the accumulation of multiple oncogenic hits, which are thought to dominate or bypass the physiologic regulatory mechanisms in tissue development and homeostasis. We demonstrate in T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL) that, irrespective of the complex oncogenic abnormalities underlying tumor progression, experimentally induced, persistent T-cell receptor (TCR) signaling has antileukemic properties and enforces a molecular program resembling thymic negative selection, a major developmental event in normal T-cell development. Using mouse models of T-ALL, we show that induction of TCR signaling by high-affinity self-peptide/MHC or treatment with monoclonal antibodies to the CD3 epsilon chain (anti-CD3) causes massive leukemic cell death. Importantly, anti-CD3 treatment hampered leukemogenesis in mice transplanted with either mouse-or patient-derived T-ALLs. These data provide a strong rationale for targeted therapy based on anti-CD3 treatment of patients with TCR-expressing T-ALL and demonstrate that endogenous developmental checkpoint pathways are amenable to therapeutic intervention in cancer cells.SIGNIFICANCE: T-ALLs are aggressive malignant lymphoid proliferations of T-cell precursors characterized by high relapse rates and poor prognosis, calling for the search for novel therapeutic options. Here, we report that the lineage-specific TCR/CD3 developmental checkpoint controlling cell death in normal T-cell progenitors remains switchable to induce massive tumor cell apoptosis in T-ALL and is amenable to preclinical therapeutic intervention. (C) 2016 AACR