Soutenance de thèse de Joanie DEL BANO

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Biologie-Santé - Spécialité Oncologie
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
ANTICORPS BISPECIFIQUE,ONCOLOGIE,CANCER DU SEIN,IMMUNOLOGIE,CANCER DU SEIN TRIPLE NEGATIFS,IMMUNOTHERAPIE
Keywords
BISPECIFIC ANTIBODIES,ONCOLOGY,BREAST CANCER,IMMUNOLOGY,TRIPLE NEGATIVE BREAST CANCER,IMMUNOTHERAPY
Titre de thèse
DEVELOPPEMENT D'ANTICORPS BISPECIFIQUES POUR L'IMMUNOTHERAPIE DES CANCERS
DEVELOPMENT OF BISPECIFICS ANTIBODIES FOR CANCER IMMUNOTHERAPY
Date
Mercredi 25 Avril 2018
Adresse
Faculté de médecine secteur Timone 27 Boulevard Jean Moulin 13005 Marseille
Salle de thèse
Jury
Directeur de these Brigitte KERFELEC UMR CNRS 7258-INSERM 1068 – CRCM
Rapporteur Gisele CLOFENT-SANCHEZ CNRS UMR 5536 - University Bordeaux Segalen
Rapporteur Mireia PELEGRIN UMR 5535 CRNS - Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier
Examinateur Charles DUMONTET UMR INSERM 1052 CNRS 5286 Centre Léon Bérard
Examinateur François ROMAGNé AMU, MI-mAbs
Examinateur Thierry WURCH Servier

Résumé de la thèse

Le cancer du sein, par sa fréquence et sa complexité, est un problème majeur de santé publique. Au début des années 2000, le pronostic des cancers du sein HER2 amplifié s'est grandement amélioré grâce à l'utilisation de thérapie ciblée comme le trastuzumab (anticorps monoclonal (mAb) anti-HER2). Malheureusement, l'efficacité clinique du trastuzumab est limitée par plusieurs facteurs: une résistance primaire au traitement chez une proportion importante des patientes, le développement de résistance au cours du traitement et les limitations intrinsèques liées au format mAb (polymorphisme du CD16A, liaison au récepteur inhibiteur CD32B, compétition avec les IgG endogènes). De plus, les tumeurs présentant une faible expression de HER2, comme les cancers du sein triple négatifs (TNBC), ne peuvent bénéficier de thérapie ciblée anti-HER2. A ce jour, aucune stratégie d'immunothérapie ou de thérapie ciblée n'est indiquée dans les TNBC. Dans le cadre d'une approche d'immunothérapie à base d'anticorps, notre équipe développe des formats d'anticorps bispécifiques originaux à base d'anticorps à domaine unique de lama pour (re)stimuler la réponse immune innée cytotoxique. En utilisant les domaines CH1 et Ck; humains comme motif d’hétérodimérisation, des anticorps bispécifiques Fab-like (bsFabs), ciblant d'un coté un antigène associé aux tumeurs et de l'autre le récepteur CD16A, ont été construits. Une des originalités de ce format réside dans le fait que le nanobody ciblant les effecteurs immunitaires reconnaît, avec une forte affinité, un épitope du récepteur CD16A différent du site de reconnaissance du fragment Fc des mAbs. Cette particularité permet à ce format d'anticorps de contourner certaines limites fonctionnelles des mAbs notamment l’influence du polymorphisme du récepteur CD16A, et de concevoir des stratégies de combinaison thérapeutique avec des mAbs. Mon projet avait pour objectif de tester la faisabilité d'une approche d'immunothérapie ciblée par bsFab dans les TNBC en utilisant comme cibles tumorales HER2 et la mésothéline. Le rationnel de ces cibles repose sur les résultats précédemment obtenus dans l'équipe avec HER2bsFab sur des lignées exprimant modérément HER2 et sur la fréquente surexpression de la mésothéline, récemment corrélée à un mauvais pronostic dans les TNBC. L'activité anti-tumorale de deux bsFabs, un anti-HER2xCD16 (HER2bsFab) et un anti-MesoxCD16 (MesobsFab) a été étudiée in vitro dans des modèles cellulaires 2D et 3D (sphéroïdes tumoraux) de TNBC et in vivo. Nous avons montré que le MesobsFab est doté de propriétés anti-invasives particulièrement intéressantes compte tenu du fort potentiel métastatique des TNBC. D'autre part, les deux bsFabs ont montré une activité cytotoxique significative dans les 2 modèles cellulaires, caractérisée par une forte sécrétion de cytokines immuno-stimulatrices et une puissante ADCC. En utilisant des techniques d'imagerie par microscopie Lightsheet et des modèles de culture en 3D, nous avons démontré que les capacités de pénétration tumorale et de recrutement des cellules NK des bsFab étaient supérieures à celles des anticorps conventionnels. De façon intéressante, nous avons également mis en évidence, in vitro sur des modèles cellulaires 2D et 3D, une synergie d'action du HER2bsFab et du trastuzumab, suggérant la possibilité d'une combinaison thérapeutique efficace contre les TNBC. Enfin, des résultats obtenus in vivo dans des modèles de souris NSG xenogreffées et repopulées avec des PBMC humains semblent confirmer l'efficacité anti-tumorale des bsFabs. L'ensemble de ces résultats suggère qu'à terme, l'utilisation des bsFabs en monothérapie ou en combinaison pourrait permettre d'envisager des approches d'immunothérapie par anticorps dans le cadre des TNBC, élargissant ainsi la proportion de patientes traitables de façon efficace par immunothérapie.

Thesis resume

Over the past 15 years, mounting evidence of the key contribution of NK cells in immunity against cancer has boosted the investigations into NK cell-based therapies. Among these strategies, monoclonal antibody-based therapeutics are currently the fastest growing segment of the drug and biological market. However, tumor-targeting antibodies often have to face up an exhausted environment induced by both cancer cells and infiltrated immune cells that is responsible for their suboptimal effectiveness. Our objective is to manipulate NK cell functions and tumor targets using an original format of nanobody-based bispecific antibodies (bsFab) to revert the dampened immune response for treating breast cancer. Indeed, treatment and outcomes of HER2-amplified breast cancers have been revolutionized by the approval of the first HER2-targeting antibody, trastuzumab. However, a significant proportion of HER2 positive breast cancer are or become resistant to trastuzumab due to de novo or acquired resistances. As well, triple negative breast cancers are intrinsically insensitive to most of the current targeted therapies such as hormonotherapy or trastuzumab. All these cancers are of poor prognosis and remain a clinical challenge despite the current therapeutic innovations. We generate compact, linker-free bispecific formats that display a unique, specific and high affinity for FcγRIII on NK cells and a moderate affinity for two tumor associated antigens: the first one recognizes an HER2 epitope distinct from that targeted by trastuzumab (HER2xFcγRIII bsFab), the second one targets mesothelin (MesoxFcγRIII bsFab), a membrane protein involved in tumor invasion and metastasis and overexpressed in a large proportion of triple negative breast cancers. NK antitumor effects driven by mAbs and bsFabs, alone or in combination, are investigated in vitro on 2D and 3D models and in vivo in xenografted NSG mice models. Here, we demonstrate the potential of bsFabs to enlarge the number of patients eligible for breast cancer immunotherapy and prompt to consider combination strategies.