Vaccins de cellules dendritiques

De par leur capacité de capture et présentation d’antigènes et d’activation des réponses primaires T, les DC constituent des outils de choix pour augmenter la réponse immune

Figure 12 : Différentes approches de vaccins ciblant ou utilisant les DC. (1)ciblage aléatoire des DC in vivo par l’injection d’Ag sous différentes formes, en présence ou non d’adjuvant. (2) DC générées de façon optimale ex vivo et réinjectées aux patients. (3) ciblage spécifique des DC in vivo par des Ac anti-DC liés à des Ag et par des activateurs de DC. (4) Les essais cliniques du futur combineront des vaccins DC optimalisés avec des stratégies bloquant les T_reg et brisant le microenvironnement tumoral suppressif.D’après Palucka K. et al, Immunity 2010.

32 antitumorale (Figure 12). En effet, l’immunothérapie par vaccination DC induit des effecteurs spécifiques de la tumeur et une mémoire immunologique^{118, 119}.

La première stratégie possible est de générer les DC ex-vivo à partir de la moëlle osseuse comme chez les souris ou chez l’humain à partir de progéniteurs hématopoïétiques CD34⁺ ou de monocytes adhérents du sang circulant. Ceux-ci sont classiquement cultivés pendant sept jours en présence de GM-CSF et d’IL-4 afin de les différencier en DC immatures (DCG4). Par la suite, les cellules sont incubées avec des Ag tumoraux puis avec un cocktail de cytokines permettant leur maturation. D’autres types de DC peuvent être générés et donneront des DC d’un phénotype différent ayant des fonctions différentes, comme par exemple en présence d’IL-15, comme cela a été montré dans une étude récente¹²⁰. Ces DC ont l’avantage de pouvoir être générées en deux, trois jours de culture plutôt qu’en 7 et produisent entre autres une plus grande quantité d’IFN-γ que les DCG4. Les DC peuvent aussi être générées à partir d’IFN-β et d’IL-3 et sont alors capables d’inhiber les fonctions régulatrices des Treg via la production d’IL-6. De plus, la substitution du GM-CSF par l’IL-3 empêche l’apoptose des cellules^{32, 120}.

Une deuxième stratégie consiste à mobiliser directement les DC in vivo. Une des méthodes choisies pour délivrer un Ag tumoral aux DC in vivo se fait grâce à des Ac dirigés contre des lectines favorisant l’endocytose¹²¹. Une autre méthode possible est l’utilisation d’adjuvants, tels que le GM-CSF, qui comme mentionné précédemment, lorsqu’il est exprimé par les cellules tumorales transduites permet le recrutement de DC au niveau du site d’administration de l’Ag. Enfin, les cellules nécrotiques sont également phagocytées par les DC. Par ailleurs, un des obstacles à cibler les DC in vivo est que, en l’absence de signaux de danger, la capture de l'Ag du vaccin par les DC peut induire un phénomène de tolérance plutôt qu'une réponse cytotoxique efficace¹²¹.

Différents types d’Ag sont utilisés pour charger les DC tels que les peptides, les protéines entières, les lysats tumoraux, les corps apoptotiques, les DC fusionnées avec des cellules tumorales et les DC transfectées avec un ARNm ou un ADNc¹²¹. Des DC chargées avec des peptides peuvent induire une réponse immune spécifique et cela a notamment été montré dans une étude portant sur le cancer de la prostate¹²². Mais comme mentionné précédemment, cette

Introduction

33 méthode a le désavantage que la présentation antigénique est limitée aux seuls peptides identifiés, restreints à certains types d’HLA (Human Leukocyte Antigen). D’autres stratégies permettant un apprêtement naturel ainsi qu’une sélection de peptides par les DC ont alors été développées. Parmi elles, la transfection des DC avec un ARNm codant pour une protéine tumorale. Cette méthode a comme avantage d’augmenter la persistance de l’Ag dans les DC transfectées. Ces vaccins DC permettent d’induire de fortes réponses CTL et une immunité antitumorale aussi bien chez la souris que chez l’homme. D’ailleurs, une étude menée dans le cadre du lymphome a montré que des DC autologues transfectées avec de l’ARNm de tumeur sont capables chez plus de la moitié des patients, d’induire de fortes réponses cytotoxiques accompagnées de la production d’IFN-γ ainsi que de l’expansion de cellules effectrices et non de T_reg¹²³. Une autre méthode est de pulser des DC avec des HSP dérivées de tumeurs comme cela a été montré chez la souris. Cette stratégie induit la prolifération de LT de type T_H1 ainsi que la production d’IFN-γ124

. Par ailleurs, l’utilisation d’hybrides DC-tumeur est une approche intéressante pour stimuler les DC. Une étude expérimentale récente dans le cadre du carcinome rénal a montré que des DC fusionnées avec des cellules tumorales sont capables de stimuler la prolifération de LT allogéniques et d’inhiber spécifiquement les cellules du carcinome in vivo et in vitro¹²⁵.

Jusqu'à présent, les vaccins DC testés chez l’homme se sont avérés prometteurs, démontrant leur non-toxicité ainsi que leur potentiel à induire des LT spécifiques de la tumeur et de mémoire, et à améliorer la survie d’un certain nombre de patients. Malheureusement les résultats d’études cliniques publiés par les différents groupes sont difficilement comparables en raison entre autres des différentes manières utilisées pour activer et différencier les DC, du type de DC utilisé ou encore des méthodes de chargement des Ag. Les premiers essais de vaccination chez l’humain ont par exemple employé des DC immatures mais depuis lors des études ont montré la capacité supérieure des DC matures en vaccination. Une étude récente reprenant plusieurs essais effectués dans le cadre du mélanome a d’ailleurs comparé les capacités des DC matures et immatures. Les auteurs ont conclu qu’il n’y avait pas de différence d’induction de réponses immunes entre les deux stades de maturation des DC mais que les DC matures étaient capables d’éviter la progression de la maladie et donc de stabiliser celle-ci¹²⁶.

34 Néanmoins, si on compare la vaccination par les DC chez l’humain, aux autres types de vaccination, on remarque qu’elle est peu toxique et la plus efficace avec jusqu’à 9,5% de régressions tumorales en comparaison des 2,7% obtenus avec des vaccins de peptides, des 4,6% avec des vaccins de cellules tumorales entières ou des 1,9% avec des vecteurs viraux¹²⁷. Les premiers essais cliniques furent entrepris par l’équipe de Murphy sur des patients atteints d’un cancer de la prostate. L’injection de DC chargées en peptides tumoraux a permis d’obtenir des réponses immunes avec un effet significatif sur la survie chez certains patients¹²⁸. Cependant, malgré la capacité des DC à activer les LT, les réponses immunitaires induites in vivo par les vaccins DC s’accompagnent peu souvent d’une réponse clinique. Ceci peut entre autres s’expliquer par l’état immunitaire du patient qui est souvent altéré par des traitements cytotoxiques préalables et également par le fait que les patients sélectionnés pour la vaccination sont à un stade assez avancé, avec des métastases dans la majorité des cas. Une autre limitation est la faible proportion de DC générées ex vivo qui migrent in vivo vers les ganglions lymphatiques où a lieu la présentation antigénique au LT¹²⁹.

Dans ce contexte, il semble intéressant d’optimaliser l’immunogénicité des DC utilisées en thérapie antitumorale ainsi que de considérer l’importance d’approches complémentaires. En effet, pour éradiquer une tumeur, combiner la vaccination par DC avec d’autres méthodes de vaccination ciblant différents composants de la réponse immune semble nécessaire. Comme par exemple, l’administration d’une cytokine capable d’activer le système immunitaire (GM-CSF, IL-2,…) ou encore le transfert adoptif de LT spécifique de la tumeur.