Interferon γ is an important T-cell helper type 1 (Th1) cytokine involves in antimicrobial immunity. It is a part of the inflammatory immune response in the site of infection. However, for its proper function, the regulation of immunity is necessary to avoid injury of the tissue caused by long-term inflammation. While interferon γ triggers expression of proinflammatory genes, it also regulates genes which inactivate immune response. The B7-H1 molecule belongs among these inhibitory regulators. Furthermore, antitumour effect of interferon γ is well-known as well. After extensive experiments, interferon γ was tested as an immunotherapeutic drug against melanomas in clinical trials. However, the trials had to be terminated prematurely because of unsuccessful results. It started to be clear that interferon γ could have also a protumour effect. Interferon γ upregulates the expression of B7-H1 molecule which aids tumour in escape from immunity. The B7-H1 molecule possesses a binding site for interferon regulatory factor 1 (IRF-1) in its promoter region. This IRF-1 is induced by interferon γ - JAK/STAT signalling pathway. In our previous research, we observed interferon γ induced DNA demethylation of promoters in genes that are involved in antigen presenting machinery. Additionally, DNA methylation of...

Un des mécanismes d’évasion des cellules tumorales au système immunitaire fait intervenir la famille des molécules de type B7. Ces molécules de costimulation ont aussi un rôle dans les mécanismes de tolérance immunitaire. La molécule B7-H1 (PD-L1 ou CD274) inhibe directement les lymphocytes T cytotoxiques (CTL) et est fortement exprimée à la surface de nombreux types de cellules tumorales. Les mécanismes de régulation de son expression ne sont pas bien connus. Il existe une augmentation d’expression de cette molécule après stimulation par l’IFNγ et récemment les ligands des Toll-Like-Receptor (TLR) 2, 4 et 9 ont été impliqués dans sa régulation au niveau du myélome multiple. L’implication possible des TLR dans l’expression de B7-H1 suggère un rôle possible de pathogènes dans l’échappement des tumeurs au système immunitaireIl n’existe aucune donnée dans la littérature sur l’expression des TLR au niveau des cellules blastiques de patients atteints de leucémies aigues myéloblastique (LAM). Nous avons dans un premier temps étudié l’expression des TLR dans les LAM et l’inductibilité de l’expression de la molécule B7-H1 par les ligands des TLR en cytométrie en flux. Nos résultats montrent que les TLR sont exprimés dans les LAM, avec une grande variabilité suivant les patients. On observe une augmentation significative de l’expression de B7-H1 après stimulation par le LPS (ligand TLR4) alors qu’elle n’est pas significative pour les autres ligands (PGN et ODN). Comme dans les tumeurs solides et le myélome multiple, l’expression de B7-H1 est augmentée par l’IFN γ. Des tests de lyse CTL sont en cours afin de confirmer le rôle fonctionnel de cette expression de B7-H1 via les TLR dans les LAM.Une autre partie de l’étude a été réalisée sur deux lignées murines leucémiques : DA1-3B et WEHI-3B, afin de disposer de modèles expérimentaux d’expression de B7-H1. On retrouve sur ces deux modèles l’augmentation d’expression de B7-H1 après stimulation par l’IFN γ et les ligands des TLR. L’utilisation de différents inhibiteurs chimiques des voies de signalisation suggère le rôle des voies MEK/ERK et de la voie JAK/STAT dans l’expression de cette molécule. La voie PI3kinase/Akt semble au contraire jouer un rôle inhibiteur. Le travail se poursuit avec la transfection de transdominants négatifs des différentes voies et de mutants constitutivement actifs. L’objectif à terme est de tester des stratégies d’immunothérapies des LAM par blocage pharmacologique de l’expression de B7-H1. / B7-H1 (PD-L1) is a B7-related protein that inhibits T-cell responses. B7-H1 participates in the immunoescape of cancer cells and is also involved in the long-term persistence of leukemic cells in a mouse model. B7-H1 can be constitutively expressed by cancer cells but is also induced by various stimuli. We therefore examined the constitutive and inducible expression of B7-H1 and the consequences of expression in human acute myeloid leukemia (AML). We analyzed B7-H1 expression in a cohort of 79 patients with AML. Blast cells were also studied after incubation with interferon-gamma or TLR ligands. Functionality was evaluated by cytotoxic T-cell activity against blast cells. Expression of B7-H1 at diagnosis was high in 18% of patients. Expression of toll-like receptors (TLR) 2, 4, and 9 was detected in one-third of AML samples. Expression of TLR2 and TLR4 ligands or IFN- induced by B7-H1 was found to protect AML cells from CTL-mediated lysis. Spontaneous B7-H1 expression was also found to be enhanced at relapse in some patients. MEK inhibitors including UO126 and AZD6244 reduced B7-H1 expression and restored CTL-mediated lysis of blast cells. In AML, B7-H1 expression by blasts represents a possible immune escape mechanism. The inducibility of B7-H1 expression by IFN- or TLR ligands suggests that various stimuli, either produced during the immune response against leukemia cells or released by infectious microorganisms, could protect leukemic cells from T-cells. The efficacy of MEK inhibitors against B7-H1-mediated inhibition of CTLs suggests a possible cancer immunotherapy strategy using targeted drugs.

Un des mécanismes d'évasion des cellules tumorales au système immunitaire fait intervenir la famille des molécules de type B7. Ces molécules de costimulation ont aussi un rôle dans les mécanismes de tolérance immunitaire. La molécule B7-H1 (PD-L1 ou CD274) inhibe directement les lymphocytes T cytotoxiques (CTL) et est fortement exprimée à la surface de nombreux types de cellules tumorales. Les mécanismes de régulation de son expression ne sont pas bien connus. Il existe une augmentation d'expression de cette molécule après stimulation par l'IFNγ et récemment les ligands des Toll-Like-Receptor (TLR) 2, 4 et 9 ont été impliqués dans sa régulation au niveau du myélome multiple. L'implication possible des TLR dans l'expression de B7-H1 suggère un rôle possible de pathogènes dans l'échappement des tumeurs au système immunitaireIl n'existe aucune donnée dans la littérature sur l'expression des TLR au niveau des cellules blastiques de patients atteints de leucémies aigues myéloblastique (LAM). Nous avons dans un premier temps étudié l'expression des TLR dans les LAM et l'inductibilité de l'expression de la molécule B7-H1 par les ligands des TLR en cytométrie en flux. Nos résultats montrent que les TLR sont exprimés dans les LAM, avec une grande variabilité suivant les patients. On observe une augmentation significative de l'expression de B7-H1 après stimulation par le LPS (ligand TLR4) alors qu'elle n'est pas significative pour les autres ligands (PGN et ODN). Comme dans les tumeurs solides et le myélome multiple, l'expression de B7-H1 est augmentée par l'IFN γ. Des tests de lyse CTL sont en cours afin de confirmer le rôle fonctionnel de cette expression de B7-H1 via les TLR dans les LAM.Une autre partie de l'étude a été réalisée sur deux lignées murines leucémiques : DA1-3B et WEHI-3B, afin de disposer de modèles expérimentaux d'expression de B7-H1. On retrouve sur ces deux modèles l'augmentation d'expression de B7-H1 après stimulation par l'IFN γ et les ligands des TLR. L'utilisation de différents inhibiteurs chimiques des voies de signalisation suggère le rôle des voies MEK/ERK et de la voie JAK/STAT dans l'expression de cette molécule. La voie PI3kinase/Akt semble au contraire jouer un rôle inhibiteur. Le travail se poursuit avec la transfection de transdominants négatifs des différentes voies et de mutants constitutivement actifs. L'objectif à terme est de tester des stratégies d'immunothérapies des LAM par blocage pharmacologique de l'expression de B7-H1.

This thesis concerns the investigation of novel immunotherapies for cancer eradication. CpG therapy was used in order to target antigen-presenting cells (APCs), facilitating antigen presentation and activation of T cells. Blockade of the two major immune checkpoint regulators (CTLA-4 and PD-1) was also studied to ensure proper and sustained T cell activation. The therapies were investigated alone and compared to BCG, the standard immunotherapy in the clinic today for bladder cancer. In addition, CpG as well as BCG was combined with CTLA-4 or PD-1 blockade to examine if the combination could improve therapy. Single and combination strategies were assessed in an experimental bladder cancer model. In addition, one of the therapies (local aCTLA-4 administration) was evaluated in an experimental pancreatic cancer model. To be able to study the effects of CpG in humans, a human whole blood loop system has been used. This allowed us to dissect the potential interplay between CpG and complement. CpG was found to be superior to the conventional therapy, BCG, in our experimental model and T cells were required in order for effective therapy to occur. Used as a monotherapy, CTLA-4 blockade but not PD-1 blockade, prolonged survival of mice. When CTLA-4 or PD-1 blockade was combined with CpG, survival was enhanced and elevated levels of activated T cells were found in treated mice. In addition, Treg levels were decreased in the tumor area compared to tumors in control treated mice. CTLA-4 blockade was also effective when administrated locally, in proximity to the tumor. Compared to systemic CTLA-4 blockade, local administration gave less adverse events and sustained therapeutic success. When CpG was investigated in a human whole blood loop system it was found to tightly interact with complement proteins. This is an interesting finding which warrants further investigation into the role of TLRs in complement biology. Tumor therapy could be affected either negatively or positively by this interaction. The results presented herein are a foundation for incorporating these combination therapies into the clinic, specifically for bladder cancer but in a broader perspective, also for other solid tumors such as pancreatic cancer.