Le bénéfice potentiel des immunothérapies

La découverte de molécules associées à l’épuisement a conduit au développement de nouveaux traitements basés sur des anticorps neutralisants ciblant spécifiquement les ICP, dans les contextes tumoraux. Ces immunothérapies, visant à lever les freins imposés au système immunitaire de l’individu par la tumeur ont connu un succès spectaculaire dans le cas de tumeurs malignes, même très agressives telles que le mélanome. Même si l’ensemble des types de cancers et des patients ne répondent pas à ces traitements, ces résultats constituent une avancée majeure. Les anticorps αPD1 (pembrolizumab, nivolumab), αCTLA4 (ipilimumab) et αPD-L1 (atézolizumab, avelumab) sont actuellement autorisés en tant que monothérapie pour différents cancers (Mellman, Coukos, and Dranoff 2011; P. Sharma and Allison 2015; Callahan, Postow, and Wolchok 2016). En outre, il a été démontré que le ciblage thérapeutique combiné de PD1 et CTLA4 est plus efficace que l’une ou l’autre des thérapies seules pour le traitement

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du mélanome (Larkin et al. 2015). Bien que cette thérapie combinée entraîne également une toxicité accrue chez les patients avec un risque de développer une maladie auto-immune, le bénéfice reste très supérieur au risque tumoral. Les thérapies ciblant plusieurs autres ICP tels que TIM3, LAG3, CD244, BTLA se sont également révélées prometteuses (Pardoll 2012). L’un des principaux défis de l’immunothérapie est désormais de comprendre pourquoi les réponses au traitement sont variables entre les individus (Brahmer et al. 2010; P. L. Chen et al. 2016). Etant donné le coût et la toxicité des anti-ICP, identifier les biomarqueurs qui prédisent les facteurs de réponses ou de non-réponses au traitement est actuellement une priorité.

La question de savoir si les immunothérapies peuvent également être efficaces dans des contextes cliniques moins sévères, comme les infections virales chroniques, est encore à explorer. Cette approche est notamment envisagée en combinant ces dernières avec des stratégies de vaccination et de traitements. Dans le contexte de l’infection par le VIH-1 contrôlée sous traitement ART, l’utilisation de stratégies anti-ICP pourrait avoir de multiples effets bénéfiques pour parvenir à une guérison ou permettre aux individus d’arrêter les ARV en toute sécurité. Les critères d’efficacité sont (i) la restauration des réponses effectrices en levant l’épuisement des LT CD8+ _{et CD4}+_{, (ii) l’éradication/diminution de la charge virale résiduelle}

en réactivant les cellules infectées de manière latente, et (iii) l’induction d’un contrôle post- arrêt, c’est-à-dire le maintien d’une charge virale basse après l’interruption des ARV. Le rapport bénéfice/risque devra incontestablement être évalué. En effet, une considération primordiale dans ce contexte sera la toxicité des médicaments. En sachant que la mise en place de la trithérapie supprime efficacement les charges virales chez la plupart des patients avec des effets indésirables jugés acceptables pendant des décennies, les exigences seront très hautes pour justifier un besoin médical de l’utilisation de stratégies anti-ICP qui peuvent présenter un danger à long terme sur la santé des patients. En outre, des recherches parallèles de

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biomarqueurs qui renseignent sur la meilleure stratégie thérapeutique et indiquent la fenêtre thérapeutique où celle-ci serait la plus efficace seront également d’une grande importance.

a. Lever l’épuisement pour un double objectif

L’expression de PD1 simultanément sur les cibles du virus (LT CD4+_{) et les cellules}

effectrices (LT CD8+_{) suggère une double activité des stratégies αPD1 dans le contexte de}

l’infection par le VIH-1. Puisque les LT CD4+ _PD1+ _{sont des cellules réservoirs préférentielles,}

la levée des dysfonctions associées pourrait permettre une activation du compartiment réservoir et favoriser l’élimination des virus. A l’inverse, et de manière similaire à ce qui est décrit dans le contexte tumoral, la levée de l’épuisement pourrait conduire à une meilleure efficacité des réponses LT CD8+_{contribuant à un meilleur contrôle de l’infection résiduelle. Chez le macaque}

rhésus infecté par le SIV, l’administration d’anticorps αPD1 a entraîné l’expansion rapide des LT CD8+ _{spécifiques avec une polyfonctionnalité améliorée, la diminution de l’ARN viral}

plasmatique et la survie prolongée des animaux (Velu et al. 2009). Parmi les autres effets bénéfiques du blocage de PD1, nous pouvons citer une diminution de la signalisation IFN et de la perméabilité intestinale (Shetty et al. 2012). Dans des travaux évaluant l’administration des anticorps αPD1 (Mylvaganam et al. 2018) ou αPD-L1 (Gill et al. 2016) à des macaques infectés et placés sous ARV, aucun effet indésirable n’a été détecté. Cependant, contrairement aux études sans ARV, il y a eu une expansion plus limitée des LT CD8+ _{spécifiques. Les travaux}

de Mylvaganam et al. ont souligné l’importance de la fenêtre thérapeutique dans l’efficacité du blocage αPD1. L’administration d’un anticorps αPD1 10 jours avant le début du traitement ART a rapidement amélioré la fonctionnalité des LT CD8+ _{et diminué l’expression des ISG. Il}

en a résulté une suppression plus rapide de la virémie et une meilleure reconstitution des cellules Th17 dans la muqueuse rectale après l’initiation du traitement ART. Le blocage αPD1 pendant

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le traitement ART a entraîné une diminution des réservoirs cellulaires. Après l’interruption des ARV, les animaux traités par les αPD1 ont montré une expansion plus importante des LT CD8+

effecteurs et une proportion de Tregs plus faible, contribuant à un meilleur contrôle de la virémie et à un retard du rebond viral par rapport aux animaux sous traitement ART seul (Mylvaganam et al. 2018). Malgré le succès de ces études à stimuler l’activité anti-virale médiée par les LT, les animaux infectés par le SIV, traités par les αPD1 étaient incapables de maintenir à long terme un contrôle virologique.

L’expression augmentée de CTLA4 après interruption du traitement ART, comme pour PD1, a été associée à la progression de la maladie (D. E. Kaufmann et al. 2007). Le traitement par un anticorps dirigé contre CTLA4 chez des animaux SIV traités ou non par ARV a entrainé une augmentation significative de la réplication virale, probablement en raison du nombre accru de LT CD4+ _{réactivés (Cecchinato et al. 2008). Dans une autre étude chez le macaque, les}

αCTLA4 ont conduit à une augmentation modeste du nombre de LT CD4+ _{et CD8}+ _spécifiques

et une réduction significative de l’ARN viral associé aux cellules des ganglions lymphatiques (Hryniewicz et al. 2006). Ces données semblent suggérer que les αCTLA4 peuvent agir par un mécanisme d’action différent de celui des αPD1, conduisant à une réduction de l’ARNv au sein des tissus.

Chez les patients infectés par le VIH-1, des études in vitro ont établi une preuve de principe claire du bénéfice de l’utilisation d’anticorps αPD1 ou αPD-L1 pour lever l’épuisement et améliorer la polyfonctionnalité des LT spécifiques. En clinique, l’utilisation des traitements αPD1 est actuellement limitée aux patients atteints d’un cancer en phase terminale en raison du faible taux de réponse et de leur toxicité. Basée sur l’association entre la persistance virale et l’expression des ICP, plusieurs études chez des patients atteints du VIH-1 et de cancers ont permis de mettre en évidence une réactivation potentielle des marqueurs du réservoir viral et

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une augmentation significative des ARNv (Van der Sluis et al. 2020; Wightman et al. 2015; Garff et al. 2017; Fromentin et al. 2019). En revanche, une seule étude a fait état d’une diminution ultérieure de la taille du réservoir (A Guihot et al. 2018). Bien que ces résultats soient préliminaires, les patients infectés traités et présentant un cancer, n’ont montré jusqu’à présent qu’une réponse modeste au blocage αPD1. Une immunothérapie ciblant plusieurs ICP en combinaison avec d’autres stratégies pour réactiver le virus pourrait être nécessaire. Des résultats encourageants ont montré que le blocage de TIGIT et de PD-L1 a permis une amélioration significative de la fonctionnalité des LT CD4+ _{spécifiques chez les patients sous}

ARV (Chew et al. 2016). Plusieurs essais cliniques aux États-Unis et en France évaluent actuellement les effets des αPD1 et des αCTLA4, seuls ou en combinaison sur les malignités associées au VIH-1 (Rasmussen et al. 2017).

A ce jour, une seule étude clinique de phase II utilisant des αPD-L1 chez des patients infectés ne présentant pas de tumeurs malignes a été réalisée (Gay et al. 2017). Cette étude a reposé sur l’augmentation de la dose du traitement αPD-L1 et a été interrompue après l’administration de la dose la plus faible à six patients infectées et traitées sous ARV. Son interruption a été donnée en raison de la toxicité rétinienne observée dans une étude simultanée sur le modèle macaque. Il est intéressant de noter que, bien qu’il n’y ait pas eu de changements

dans l’ARNv ou l’ADNv, il y a eu une nette augmentation du nombre de LT CD8+ _{et CD4}+

spécifiques de Gag chez deux des six participants. En revanche, un patient a développé une inflammation de l’hypophyse plusieurs mois après avoir reçu la thérapie αPD-L1. Comme attendu, la toxicité de ces médicaments reste donc une problématique importante. Aussi, les anticorps contre LAG3, TIM3 et TIGIT sont tous en début de développement clinique et, compte tenu de leur profil de toxicité plus favorable, ils pourraient être des agents plus appropriés chez les personnes infectées par le VIH-1 (Anderson, Joller, and Kuchroo 2016).

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Le succès thérapeutique des anti-ICP dans le contexte tumoral est à modérer puisque le traitement combiné de plusieurs anticorps neutralisants entraine fréquemment des phénomènes de résistances et de rechutes (Postow 2015; Pitt et al. 2016). Ces limites soulignent la nécessité de mieux comprendre les mécanismes par lesquels les thérapies αPD1 agissent et d’en identifier de nouvelles pour favoriser une synergie. Récemment, une étude a identifié un nouvel anticorps αPD1 ayant une activité antitumorale plus puissante et/ou agissant par le biais du corécepteur

CD28 qui rétablit la signalisation par la voie AKT/NF-κB. Les combinaisons αPD1 bloquants

et non bloquants agissent par un mécanisme d’action distinct et se combinent pour restaurer plus efficacement l’activité fonctionnelle des LT CD8+ _{épuisées (Fenwick, Loredo-Varela, et}

al. 2019). En outre, un des mécanismes importants de résistance aux anti-ICP a été associé à la régulation à la hausse de PD-L1 par les cellules tumorales. En effet, jusqu’à 50 % des patients avec des tumeurs dites PD-L1+ _{sont résistants à ce type de stratégie thérapeutique ou rechutent}

après le blocage de PD1 ou de PD-L1 (Herbst et al. 2014; Taube et al. 2014; Topalian, Drake, and Pardoll 2015; Tumeh et al. 2014). Ces résultats soulignent la nécessité de devoir explorer les mécanismes de régulation parallèles, indépendants des ICP ou de cibler conjointement les ICP et leurs ligands.

b. Une stratégie alternative : réduire l’inflammation

L’inflammation chronique à bas bruit contribue au développement de différentes comorbidités (Maciel et al. 2018; Deeks, Tracy, and Douek 2013; Zicari et al. 2019). Un autre objectif thérapeutique important à atteindre serait alors de contrôler l’inflammation systémique pour espérer les réduire. Toutefois, l’inflammation reste une réponse physiologique au processus de défense de l’organisme. Il est alors important d’identifier des approches thérapeutiques permettant de réduire l’inflammation sans l’éteindre. Différentes stratégies sont

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considérées : i) le passage d’une trithérapie à une bithérapie pour limiter les toxicités des ARV et notamment des INTI (Llibre et al. 2018), ii) utilisation d’anti-inflammatoires tels que les inhibiteurs purinergiques des récepteurs P2X (récepteurs connus pour être exprimés sur les cellules cibles LT CD4+_{, et impliqués dans la régulation des voies inflammatoires), des statines}

(Chastain, Stover, and Riche 2017), le canakinumab (anticorps monoclonal dirigé contre l’IL- 1β déjà approuvé par la FDA pour la réduction du risque de maladie cardiovasculaire) (Hsue et al. 2018). Dans le cadre de ce document, nous nous concentrerons plus spécifiquement sur le potentiel impact de la réduction de l’inflammation pour limiter l’épuisement.

Les études dans les modèles tumoraux sont riches en enseignement concernant le lien entre inflammation et épuisement. Dans des conditions d’exposition prolongées aux IFN et où l’antigène persiste, les IFN peuvent avoir un rôle immunosuppresseur (Minn and Wherry 2016). Les cellules tumorales sont sensibles aux IFN par la régulation à la hausse de PD-L1, contribuant à inhiber la réponse immunitaire et influencer l’équilibre entre élimination et échappement immunitaire (Spranger et al. 2013; Taube et al. 2012). Un des mécanismes importants de résistances adaptatives aux anti-ICP a d’ailleurs été associé à l’augmentation de l’expression de PD-L1 par les cellules tumorales (Herbst et al. 2014; Taube et al. 2014; Topalian, Drake, and Pardoll 2015; Tumeh et al. 2014). Les travaux de Benci et al. sont les premiers à explorer ces mécanismes de résistance. Ils ont démontré que la signalisation prolongée des IFN de type I et II permet aux tumeurs d’acquérir des modifications épigénétiques liées à STAT1, augmentant l’expression des ISG tels que PD-L1, Galectine 9 ou MX1 et IFIT1. Le blocage des voies IFN permet de lever la résistance aux anti-ICP en combinaison, et mieux, il rend les cellules tumorales plus sensibles aux anti-ICP en monothérapie. Ainsi, l’inhibition des voies IFN lève le mécanisme de résistance adaptative médiée par PD-L1 et contourne la nécessité d’utiliser une combinaison d’anti-ICP (Benci et al.

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2016). Ce travail démontre un lien entre l’inflammation médiée par la voie IFN et les mécanismes d’épuisement, un aspect qu’il semble important d’évaluer dans le contexte de l’infection par le VIH-1.

Par analogie au contexte tumoral, la question de savoir s’il est possible de moduler l’épuisement des réponses T en agissant sur l’inflammation dans le contexte de l’infection VIH- 1, reste encore à explorer. Pendant les phases chroniques de l’infection, même chez les patients présentant une virémie contrôlée, l’inflammation résiduelle et la signature IFN persiste et la réponse immunitaire est fragile. Des réflexions ont été menées au cours des dernières années sur la manière de réduire l’inflammation résiduelle associée à la voie IFN : (i) diminuer la production endogène d’IFN-I en limitant l’induction par les cellules productrices d’IFN, (ii) limiter la transduction du signal dans les cellules cibles en inhibant la signalisation IFN par des anticorps anti-IFNAR ou des inhibiteurs des JAK1/2. Toutes ces stratégies devront être combinées aux ARV pour améliorer le contrôle de la réplication virale.

En 2017, deux équipes ont rapporté l’impact du blocage des récepteurs IFNAR sur la restauration les fonctions immunitaires et les réservoirs viraux en modèles de souris humanisées pour le système immunitaire (HIS) (Zhen et al. 2017; Cheng et al. 2017; Deeks, Odorizzi, and Sekaly 2017). Zhen et al. ont utilisé un anticorps anti-IFNAR2 dans un modèle de souris NSG- BLT infecté par le VIH-1. Comme attendu, l’expression des ISG a été réduite ainsi que

l’épuisement des LT CD8+ _{(PD1, TIM3) et des marqueurs d’activation (CD38). De plus, le}

blocage du récepteur IFNAR a réduit efficacement la charge virale en phase chronique, et l’association avec le traitement ART a permis une suppression virale plus rapide et des réservoirs viraux réduits (Zhen et al. 2017). De même, Cheng et ses collègues ont utilisé un anticorps anti-IFNAR1 chez des souris humanisées NRG-BLT. Les ARV ont été introduits 4 semaines post-infection et les anti-IFNAR1 ont été administrés après 7 semaines. Les ARV ont

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ensuite été interrompus après 12 semaines post-infection. Cette stratégie a montré une préservation du nombre de LT CD4+ _{ainsi qu’une restauration de la fonctionnalité des LT CD8}+_.

De plus, les mesures de charges virales ont montré une réduction des réservoirs inductibles après l’arrêt du traitement (Cheng et al. 2017). Dans l’ensemble, ces études ont donné des résultats très prometteurs. L’anifrolumab est un anticorps monoclonal anti-IFNAR1 actuellement développé dans les maladies auto-immunes (Furie et al. 2017). A ce jour, aucun essai clinique n’a été enregistré pour évaluer une telle stratégie chez l’homme.

L’inhibition des JAK1 et 2 est intéressante par sa capacité à réduire l’inflammation systémique. En revanche, l’inhibition de JAK3 est associée à une toxicité non spécifique. En effet, l’administration d’un αJAK3 chez les macaques infectés par le SIV a montré une diminution des cellules NK et une augmentation de la charge virale (Takahashi et al. 2013; 2014). Il existe actuellement trois inhibiteurs de JAK1 et JAK2 disponibles et approuvés dans différents contextes. Le ruxolitinib est utilisé dans le cadre de la myélofibrose et de la maladie de Vaquez, le tofacitinib pour la polyarthrite rhumatoïde (Kremer et al. 2009; Lee et al. 2014; Salgado et al. 2014) et l’arthrite psoriasique. Le baricitinib est également utilisé pour le traitement de la polyarthrite rhumatoïde (P. C. Taylor et al. 2017; Keystone et al. 2015). Dans l’infection VIH-1, en 2014 Gavegnano et al. ont démontré que l’utilisation du ruxolitinib et du tofacitinib limitait la réplication virale et la réactivation du virus in vitro. Ces deux médicaments ont permis de réduire l’infection des LT primaires et des macrophages humains par différentes souches, y compris des souches résistantes aux INTI. La combinaison des médicaments a permis une activité antivirale plus puissante, et la viabilité des cellules cultivées est restée satisfaisante, sauf pour les concentrations de médicaments très élevées (Gavegnano et al. 2014). Ces résultats ont été confirmés pour le ruxolitinib dans un modèle murin d’encéphalite due au VIH-1 (Haile et al. 2016), suggérant un rôle intéressant en traversant la barrière hémato- encéphalique pour lutter contre les réservoirs viraux du SNC. Spivak et al. ont aussi montré que

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le ruxolitinib était capable de limiter la production d’IL-6, TNFα, IL-1β et IFNγ par les PBMC exposées à un agoniste de la PKC, sans impacter la latence virale (Spivak et al. 2016). Cette

étude a suggéré que les αJAK avaient différents mécanismes pour réguler l’inflammation et

contrôler la latence virale. Enfin, Gavegnano et al. ont récemment démontré que les αJAK étaient capables de réduire la transmission de l’infection de cellule à cellule en réduisant l’activation immunitaire de manière dépendante de pSTAT5. Ils mettent également en évidence une réduction accélérée de la taille globale du réservoir viral en interférant avec la durée de vie des LT infectés par la réduction de l’expression de Bcl-2 (Gavegnano et al. 2017). Dans l’ensemble, ces données renforcent l’intérêt des αJAK. Le ruxolitinib est actuellement testé dans un essai international randomisé de phase 2 (NCT02475655) en association avec les ARV pour évaluer la sécurité et l’impact sur la suppression virale et la numération des LT CD4+ _chez

les patients infectés par le VIH-1.

Ainsi, agir sur l’épuisement et/ou l’inflammation à bas bruit représentent deux approches thérapeutiques prometteuses, chacune basée sur une fenêtre thérapeutique qui reste à mieux définir au cours de l’infection. L’évaluation de l’efficacité de ces immunothérapies, en association avec les ARV, et de leurs effets indésirables dans le contexte de l’infection VIH-1 nécessite la mise en place d’un modèle préclinique robuste, accessible et compatible avec l’évaluation des différents schémas thérapeutiques.

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