Malgré les récentes avancées dans la prise en charge des neuroblastomes de haut risque, le pronostic des patients qui en sont atteints reste péjoratif. Les modalités thérapeutiques sont agressives et de nombreux enfants souffrent des effets secondaires de celles-ci, dégradant de ce fait leur qualité de vie. L’immunothérapie anti-GD2 offre dans ce contexte une alternative thérapeutique, permettant d’améliorer le pronostic de ces tumeurs, mais leur utilisation est néanmoins limitée par la présence d’une toxicité des molécules existantes. Le GD2 O-acétylé n’étant pas exprimé à la surface des fibres nerveuses périphériques, le choisir comme cible thérapeutique peut s’avérer efficace tout en diminuant la toxicité de l’immunothérapie. Nous avons vérifié l’expression du GD2 O-acétylé à la surface des cellules de 4 lignées cellulaires de neuroblastome (LAN1, LAN5, IMR5, NXS2). Cette expression n’est pas modifiée par les traitements par chimiothérapie utilisés dans les traitements des neuroblastomes de haut grade (cisplatine, doxorubicine et topotecan). Nous montrons que l’anticorps murin 8B6 spécifique du GD2 O-acétylé a une relation synergique in vitro avec les molécules de chimiothérapie testées (cisplatine, doxorubicine et topotecan). Nous montrons par la suite que cet anticorps augmente l’efficacité de la doxorubicine et du topotecan in vivo chez la souris sans diminuer la tolérance globale du traitement multimodal. Nos résultats montrent qu’un traitement combinant chimiothérapie et immunothérapie peut augmenter l’efficacité et la tolérance cliniques des chimiothérapies dans le traitement des neuroblastomes de haut grade. / Despite recent advances in high-risk neuroblastoma therapy, the prognosis for patients remains poor. In addition, many patients suffer from complications related to available therapies that are highly detrimental to their quality of life. New treatment modalities are, thus, urgently needed to further improve the efficacy and reduce the toxicity of existing therapies. Since antibodies specific for Oacetyl GD2 ganglioside display pro-apoptotic activity against neuroblastoma cells, we hypothesized that combination of immunotherapy could enhance tumor efficacy of neuroblastoma chemotherapy. We demonstrate here that combination of anti-Oacetyl GD2 monoclonal antibody 8B6 with topotecan synergistically inhibited neuroblastoma cell proliferation, as shown by the combination index values. Mechanistically, we evidence that mAb 8B6 induced plasma cell membrane lesions, consistent with oncosis. Neuroblastoma tumour cells treated with mAb 8B6 indeed showed an increased uptake of topotecan by the tumor cells and a more profound tumor cell death evidenced by increased caspase-3 activation. We also found that the combination with topotecan plus monoclonal antibody 8B6 showed a more potent anti-tumor efficacy in vivo than either agent alone. Importantly, we used low-doses of topotecan with no noticeable side effect. Our data suggest that chemoimmunotherapy combinations may improve the clinical efficacy and safety profile of current chemotherapeutic modalities of neuroblastoma.

Le neuroblastome (NB) est la tumeur extra-crânienne la plus fréquente du jeune enfant. Malgré une thérapie multimodale très agressive, 40% des patients atteints de NB à haut risque rechutent. Le traitement de ces patients consiste à éliminer la tumeur par chirurgie, radiothérapie et chimiothérapie, à reconstituer la moelle osseuse par une greffe de cellules souches autologues et enfin à éliminer la maladie résiduelle (MRD) par une immunothérapie visant l’antigène GD2 exprimé par les neuroblastes. Notre étude préclinique a examiné l’efficacité de deux stratégies de traitements qui visent à potentialiser les thérapies actuelles et réduire leur toxicité. La première consiste à réduire la masse tumorale par la radiothérapie ciblée combinée à des radiosensibilisants. La deuxième approche est basée sur l’activation des cellules natural killer (NK) pour potentialiser l’effet de l’immunothérapie anti-GD2 et éliminer la MRD. L’autophagie est un processus catabolique qui élimine les protéines et organelles endommagées par différents stress incluant les irradiations. Par conséquent, inhiber l’autophagie pourrait sensibiliser les neuroblastes aux irradiations. Or, nous avons montré qu’étant très radiosensibles, les neuroblastes ne sont pas davantage éliminés par les irradiations quand ils sont traités avec un inhibiteur de l’autophagie. De plus, l’absence d’un inhibiteur efficace de l’autophagie à usage thérapeutique ne permet pas actuellement d’adopter cette approche. Notre étude a également permis de révéler une nouvelle approche de stimulation des cellules NK par les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) activées par un ligand du récepteur Toll-like, capable d’éradiquer la MRD et prévenir les rechutes de NB. Nos résultats ont permis, d’une part, d’élucider les mécanismes impliqués dans la lyse des cellules NK activées par les pDC contre les neuroblastes et, d’une autre part, de démontrer que l’axe pDC-NK chez le patient est fonctionnel, augmente l’efficacité de l’anti-GD2 et élimine efficacement les neuroblastes. Ainsi, l’immunothérapie par les cellules NK est une stratégie très prometteuse pour traiter le NB. Cette étude préclinique servira de base à l’élaboration d’un essai clinique pour traiter les enfants atteints de NB au CHU Sainte Justine. / Neuroblastoma (NB) is the most common extracranial solid tumor in childhood. Despite aggressive multimodal therapy, 40% of patients with high-risk NB relapse. The current therapy comprises an induction treatment with chemotherapy and surgery, a consolidation treatment including radiotherapy and high-dose chemotherapy followed by bone marrow rescue with autologous hematopoietic stem cell transplantation and finally anti-GD2 immunotherapy targeting the disialoganglioside (GD2) antigen expressed by neuroblasts to treat minimal residual disease (MRD). Our preclinical study proposes two treatment strategies to potentiate current therapies and reduced toxicities. The first aim to reduce tumor mass by targeted radiotherapy combined with radiosensitizers. The second approach is based on the activation of natural killer (NK) cells to potentiate the effect of anti-GD2 therapy and eliminate MRD. Autophagy is a catabolic process that recycle damaged proteins and organelles, induced under various conditions of cellular stress including irradiation. Therefore, inhibiting autophagy could sensitize neuroblasts to irradiation. However, our study showed that neuroblasts were highly sensitive to irradiation and autophagy inhibitor failed to increase neuroblasts sensitization to irradiation. In addition, the absence of a potent autophagy inhibitor for therapeutic use does not allow this approach to be adopted. Our preclinical study demonstrated a novel approach based on NK cell stimulation with Toll-like activated plasmacytoid dendritic cells (pDC) that enhances the efficacy of anti-GD2 immunotherapy and prevent NB relapse. We elucidated the mechanisms involved in pDC-activated NK cells killing of neuroblasts. We further demonstrated that neuroblasts were efficiently killed by patient’s NK cells after stimulation by activated pDC. This is further increased by the addition of anti-GD2 antibody. Altogether, our study demonstrates that NK cell-based immunotherapy has a real potential to enhance anti-GD2 immunotherapy effect and prevent NB relapse. This preclinical study will serve as a basis for the development of a clinical trial to treat children with NB at CHU Sainte Justine.