Immunosenescence, inflammation and immunotherapies

Abstract

Résumé : Les immunothérapies antitumorales ciblant et bloquant les points de contrôle immunologiques (immune checkpoint blockers, ICB) sont devenues incontournables dans l'arsenal thérapeutique des patients atteints d'un cancer. Elles ont démontré des résultats cliniques très intéressants dans le cancer bronchique non à petites cellules avancé (CBNPC), mais le taux de réponse objective reste faible. Des biomarqueurs tumoraux (expression de PD-L1 par les cellules tumorales, charge mutationnelle tumorale) existent pour prédire la réponse à ces traitements mais il n'existe pas de biomarqueurs circulants non invasifs validés en clinique. Certaines études montrent une inneficacité des ICB chez les patients de plus de 75 ans, d'autres montrent un bénéfice supérieur à la chimiothérapie chez les patients agés de 65 à 75 ans.L'immunosénescence correspond au remodelage progressif du système immunitaire avec l'âge. La sénescence lymphocytaire est caractérisée par une faible activité proliférative, l'expression de CD57 et KLRG1 et la perte d'expression de CD28 par les lymphocytes T (LT). Les LT sénescents augmentent au cours du vieillissement, surtout chez les individus ayant une stimulation antigénique chronique telle que les infections virales chroniques ou un contexte inflammatoire chronique (cancer). Il a été montré que l'expression du CD28 était nécessaire pour restaurer les réponses T CD8 antitumorales pendant un traitement par ICB.Dans ce contexte, nous avons cherché à caractériser phénotypiquement et fonctionnellement les lymphocytes T sénescents chez des patients atteints d'un CBNPC avant traitement par ICB. Nous avons mis en évidence en cytométrie de flux une population de circulante de lymphocytes T CD8+ sénescents CD28-CD57+KLRG1+ dont la proportion, supérieure à 39.5% des CD8+ totaux, permettait d'attribuer au patient un statut SIP (senescent immune phenotype) positif (SIP+). Ces lymphocytes T8 sénescents avaient une faible capacité proliférative et produisaient des cytokines inflammatoires (IFN-γ, TNF-α) et peu d'IL-2. Les patients SIP+ avaient une survie globale et une survie sans progression sous ICB significativement plus courte que les patients SIP-.Nous nous sommes intéressés à plusieurs étiologies secondaires d'immunosénescence chez des patients atteints de CBNPC. Nous n'avons pas mis en évidence d'association entre le statut SIP et une inflammation ou un stress oxydatif systémique, ni une signature IFN de type I, connue pour entraîner une dysfonction lymphocytaire dans certaines infections virales chroniques. Cependant, nous avons mis en évidence un lien avec l'immunisation contre le CMV : la majorité des patients SIP+ sont CMV+ mais le CMV n'est pas suffisant puisque seulement 30% des patients CMV+ sont SIP+.En conclusion, le statut SIP est associé à la résistance aux ICB chez des patients atteints de CBNPC, n'est pas associé à une inflammation ou un stress oxydatif spécifique mais à une immunisation contre le CMV.Abstract : Immune checkpoint blockers (ICB) have brought a paradigm shift to non-small cell lung cancer (NSCLC) treatment. Efficacy data in the ederly population emerging from randomized clinical trials are often conclicting and suggest an absence of benefit in patients older than 75 years. Most data come from small subgroup analyses, lacking adequate statistical power to drive definitive conclusions.Aging is associated with several structural and functional changes in the immune system, which are called “immunosenescence”. T cell senescence refers to poor proliferative capacity, production of pro-inflammatory cytokines, loss of CD28 and increased expression of immune senescence markers such as CD57 and KLRG1. Persistent antigenic stimulation induced by cancer, infections, chronic inflammatory diseases and chemotherapy may also induce senescence in both innate and adaptive immune systems.In this context, we sought to phenotypically and functionnaly characterize senescent T cells in NSCLC patient upon ICB-treatment. We defined SIP as the proportion of CD28-CD57+KLRG1+CD8+ circulating T cells. We showed that a high pretreatment SIP (>39.5%, SIP+) was associated with resistance to ICB in patients with aNSCLC. In in vitro experiments, SIP cells were poorly proliferative and expressed pro-inflammatory cytokines but low levels of IL-2.We investigated several secondary etiologies of immunosenescence in NSCLC patients. We found no association between SIP status and systemic inflammation or oxidative stress, nor a type I IFN signature, which is known to cause lymphocyte dysfunction in some chronic viral infections. CMV+ patient's rate was significantly higher in SIP+ compared to SIP- patients (91.4% vs 50%, p<0.0001). Among CMV+ patients, SIP+ represents only 30%.In conclusion, SIP status is associated with ICB resistance in NSCLC patients, is not associated with inflammation or specific oxidative stress but with immunisation against CMV