Anticancer photodynamic therapy from direct cytotoxic effects to immunogenic cell death induction

Abstract

Photodynamic therapy (PDT) is a medical treatment aimed at destroying pathological tissues including (pre-)cancerous lesions using photosensitizers (PS). Exposure of these compounds to light (often from a laser) induces local cytotoxicity following the photochemical production of singlet oxygen and reactive oxygen species. The induction of immunogenic cell death by PDT has recently suggested its potential use in cancer immunotherapy. OR141 is the lead compound of a family of benzophenazine-type PS discovered at UCLouvain. Here, we explored the direct anticancer effects of OR141 and its ability to stimulate the immune system, including through the optimization of a dendritic cell-based antitumor vaccine. This research has demonstrated the possibility of using white light to activate this PS, considerably broadening its spectrum of use. Our work also revealed the value of a submaximal dose of PS to promote the host's immune response and the existence of an optimal timing of PDT delivery when combined with radiotherapy.La thérapie photodynamique (PDT) est un traitement médical visant à détruire des tissus pathologiques dont des lésions (pré-)cancéreuses à l’aide de photosensibilisateurs (PS). L’exposition à la lumière (souvent d’un laser) de ces composés induit une cytotoxicité locale suite à la production photochimique d’oxygène singulet et d’espèces réactives de l’oxygène. L’induction d’une mort cellulaire de type immunogénique par la PDT a récemment suggéré son utilisation potentielle dans l’immunothérapie du cancer. OR141 est le chef de file d’une famille de PS découverts à l’UCLouvain. Nous avons exploré les effets anticancéreux directs d’OR141 et sa capacité à stimuler le système immunitaire, ce compris via l’optimisation d’un vaccin antitumoral à base de cellules dendritiques. Ces recherches ont démontré la possibilité d’utiliser une lumière blanche pour activer ce PS, élargissant considérablement son spectre d’utilisation. Notre travail a également révélé l’intérêt d’une dose submaximale de PS pour favoriser la réponse immunitaire de l’hôte ainsi que l’existence d’un timing optimal de délivrance de la PDT lorsque combinée à la radiothérapie.(BIFA - Sciences biomédicales et pharmaceutiques) -- UCL, 201