Le cancer de la vessie est au niveau mondial le 9ème cancer en importance avec 430 000 nouveaux cas diagnostiqués en 2014. Les tumeurs vésicales infiltrant le muscle représentent environ 25% des tumeurs au premier diagnostic, alors que les tumeurs vésicales non infiltrant le muscle représentent environ 75% de ces tumeurs. Ces dernières sont généralement associées à un bon pronostic mais sont caractérisées par un taux élevé de récidive et de progression, alors que les premières sont d’emblée agressives et présentent un risque élevé de progression vers les stades avancés de la maladie. Parmi les différentes thérapies disponibles pour la prise en charge des tumeurs vésicales on retrouve l’immunothérapie non-spécifique par le Bacillus de Calmette-Guérin (BCG) pour les tumeurs non-infiltrant le muscle et, depuis peu, les inhibiteurs de point de contrôle immunologique (PCI) pour les tumeurs à des stades avancés. Le cancer de la vessie est un des rares cancers à bien répondre à l’immunothérapie, mais malgré cela ces traitements ne sont pas optimaux. L’objectif principal de mon projet était de développer de nouvelles approches immunothérapeutiques plus efficaces pour lutter contre les cancers de la vessie. Pour ce faire, trois approches complémentaires ont été investiguées dans des modèles murins de cancer de la vessie. Dans un premier temps, nous avons évalué in vitro et in vivo le potentiel du poly(I:C), un agoniste du TLR3, utilisé seul ou en combinaison avec le BCG. Alors que le poly(I:C) a induit une diminution de la prolifération et une induction de l’apoptose dans des cellules de cancer de la vessie traitées in vitro, la combinaison poly(I:C)/BCG a induit, in vivo, une régression tumorale complète chez 28% des souris traitées. Par la suite, nous avons évalué le potentiel de deux combinaisons d’inhibiteurs de PCI dans deux modèles murins différents de cancer de la vessie. La première combinaison étudiée est celle du blocage simultané des PCI PD-1 et TIM-3 testée dans le modèle MBT-2 puisque que la caractérisation des tumeurs MBT-2 a montré que ces deux récepteurs étaient des PCI fréquemment exprimés dans ces tumeurs. Le blocage in vivo de ces voies de signalisation a révélé que, dans les tumeurs MBT-2, PD-1 est associé à une activité pro-tumorale, alors que de façon étonnante, TIM-3 est associé à une activité anti-tumorale, révélant des fonctions opposées de ces deux PCI dans ces tumeurs. La seconde combinaison étudiée est celle des PCI PD-1 et LAG-3 testée cette fois-ci dans le modèle MB49. La caractérisation des tumeurs MB49 a démontré que PD-1 et LAG-3 étaient des PCI importants dans ces tumeurs. L’étude in vivo a démontré que l’inhibition conjointe des voies PD-1 et LAG-3 doublait le taux de survie, puisque 67% des souris démontraient une régression tumorale complète alors que les taux de survie étaient respectivement de 33% et 0% lorsque les anti-PD-1 et anti-LAG-3 étaient administrés en monothérapie. Finalement, puisque les androgènes semblent jouer un rôle important dans le cancer de la vessie, nous avons testé une approche combinant l’inhibition de PD-1 et du récepteur aux androgènes (AR). Nous avons démontré que l’enzalutamide et le seviteronel, des anti-androgènes de deuxième génération, induisaient in vitro une diminution de la prolifération des cellules de cancer de la vessie humaines et murines. In vivo, la combinaison d’enzalutamide et d’anti-PD-1 a démontré un taux de survie de 66%, soit un taux bien supérieur au taux de 16% observé lors de l’utilisation de l’enzalutamide ou de l’anti-PD-1 utilisés en monothérapie. Ces études ont ainsi permis d’identifier différentes avenues possibles, pour augmenter la réponse immune anti-tumorale, qui pourraient être testées en essais cliniques. Elles démontrent également que la combinaison d’approches thérapeutiques est très prometteuse pour l’avenir de l’immunothérapie du cancer de la vessie. / Bladder cancer (BCa) is the ninth most common cancer in the world, with 430 000 new cases diagnosed in 2014. Muscle-invasive bladder cancer represents about 25% of bladder tumors, while non-muscle-invasive bladder cancer represents about 75% of these tumors. The latter are usually associated with a favorable prognosis but are characterized by a high rate of recurrence and progression while the former are aggressive from the onset and are at high risk of progression toward advanced disease. Among the various therapies available for the management of bladder tumors is non-specific immunotherapy using bacillus Calmette-Guerin (BCG) for the treatment on non-muscle invasive bladder tumors and, more recently, inhibitors of immune checkpoint (IC) for the treatment of advanced bladder tumors. BCa is one of the rare cancers to respond well to immunotherapy but, nevertheless, these treatments are suboptimal. The main objective of my project was to develop new immunotherapeutic approaches to fight more efficiently against BCa. To achieve this, three complementary approaches were investigated in murine BCa models. We first assessed in vitro and in vivo the potential of poly(I:C), a TLR3 agonist, used alone or in combination with BCG. While poly(I:C) induced anti-proliferative and apoptotic effects on BCa cells in vitro, the combination of poly(I:C) and BCG induced in vivo a complete tumor regression in 28% of treated mice. Then, we evaluated the potential of two combinations of IC inhibitors in two murine BCa models. The first combination studied was that of the simultaneous blockade of PD-1 and TIM-3 tested in the MBT-2 model because the characterization of the MBT-2 tumors showed that these two receptors where frequently IC expressed in these tumors. In vivo blockade of these pathways revealed that in MBT-2 tumors, PD-1 is associated to a pro-tumoral activity, whereas, TIM-3 is associated with anti-tumoral activity, revealing opposite functions of these IC in these tumors. The second combination studied was that of PD-1 and LAG-3 tested in the MB49 BCa model. The characterization of MB49 tumors showed that PD-1 and LAG-3 were important IC in these tumors. The in vivo study showed that the simultaneous blockade of PD-1 and LAG-3 increased the survival rate, since 67% of mice showed a complete tumor regression while the survival rates were 33% and 0% when anti-PD-1 and anti-LAG-3, respectively, were used in monotherapy. Finally, since androgens seem to play an important role in BCa, we tested an approach combining the inhibition of PD-1 and of the androgen receptor (AR). We showed that enzalutamide and seviteronel, two second generation antiandrogens, induced in vitro a decrease of the proliferation of human and murine BCa cells. In vivo, the combination of enzalutamide with anti-PD-1 showed a 66% overall survival rate, a rate that is much higher than the 16% rate observed when enzalutamide or anti-PD-1 were used alone. Thus, these studies allowed us to identify various possible ways to increase anti-tumor immune response that could be tested in clinical trials. They also show that the combination of therapeutic approaches is very promising the future of BCa immunotherapy.

Chez les hommes, le cancer de la prostate est, au niveau mondial, le 2ème cancer le plus diagnostiqué et le 5ème cancer le plus létal. Lorsqu'il est localisé à la prostate, il est principalement traité par prostatectomie ou radiothérapie. Cependant, entre 27 et 53% des patients traités à ce stade développeront éventuellement une récidive. L'hormonothérapie qui vise à réduire l'effet des androgènes sur le cancer, permet d'augmenter significativement la survie de ces patients. Par contre, ces cancers deviendront irrémédiablement résistants à la castration puis évolueront vers la forme métastatique pour laquelle il n'existe aucun traitement curatif. Ainsi de nouvelles thérapies sont nécessaires pour augmenter la survie de ces patients. Un nombre important d'études visant le développement d'immunothérapies du cancer de la prostate ont vu le jour au cours des dernières années. Ces études ont mené entres autres au développement du Sipuleucel-T, la première immunothérapie approuvée pour le traitement du cancer de la prostate, ainsi qu'à l'étude de l'effet antitumoral des inhibiteurs de points de contrôle immunologiques. Ces traitements, principalement testés sur des cancers avancés, ont montré des effets très limités et dans certains cas, des effets indésirables importants. Plusieurs études soulignent l'importance d'administrer les traitements plus tôt dans le cours de la maladie et suggèrent que l'administration locale de combinaisons de molécules immunomodulatrices pourrait être efficace tout en limitant les effets indésirables. L'objectif principal de mon projet était de développer une nouvelle approche immunothérapeutique basée sur l'utilisation du vecteur adénoviral PCA3-TSTA permettant l'expression ciblée à la tumeur de molécules immunostimulatrices. L'expression ciblée à la tumeur est réalisée grâce à la spécificité du promoteur de l'ARN long non-codant PCA3 humain, qui est à ce jour le biomarqueur le plus spécifique du cancer de la prostate, ainsi que l'amplification de l'activité transcriptionnelle par le système TSTA. Ces approches immunothérapeutiques ont été testées dans le modèle murin immunocompétent de cancer de la prostate TRAMP-C2. Dans un premier temps, nous avons montré chez des souris portant des tumeurs TRAMP-C2, la spécificité tumorale et l'activité transcriptionnelle in vivo pendant au moins 21 jours de l'adénovirus PCA3-TSTA codant pour la luciférase. Nous avons ensuite construit et testé des adénovirus PCA3-TSTA codant pour les formes murines de mGM-CSF, mIL-17A ou mIL-12. Seul le traitement précoce de tumeurs TRAMP-C2 par l'adénovirus PCA3-TSTA-mIL-12 a résulté en une régression tumorale complète chez 100% des souris traitées. A un stade plus avancé, ce traitement a induit un ralentissement significatif de la croissance tumorale et une régression complète chez 20% des souris traitées. Par la suite, l'analyse des tumeurs TRAMP-C2 traitées in vivo avec le PCA3-TSTA-mIL-12 a montré l'induction de l'expression de mIL-12 mais aussi d'une réponse cytokinique impliquant l'IFN-γ. L'infection de biopsies de cancer de prostate humain par le PCA3-TSTA-mIL-12 a également induit une sécrétion d'IFN-γ dans certains échantillons, suggérant la stimulation, par l'IL-12 murine, de cellules T CD8+ ou NK infiltrant ces biopsies. Nos analyses en cytométrie de flux ont montré que les cellules immunes infiltrant les tumeurs TRAMP-C2 sont caractérisées par l'expression de PD-1 et plus faiblement de CTLA-4 et que cette infiltration est caractérisée par une importante proportion de MDSC. Nous avons donc analysé l'effet antitumoral du PCA3-TSTA-mIL-12 en combinaison avec des anticorps anti-PD-1 et anti-CTLA-4. La combinaison du PCA3-TSTA-mIL-12 avec un anticorps bloquant le CTLA-4 a montré une régression tumorale complète chez 33% des souris traitées contre 16% lorsque que le virus était combiné avec un anticorps inhibant le PD-1. Finalement, nous avons testé la combinaison d'un inhibiteur de PD-1 avec le tasquinimod, un composé inhibiteur de la fonction des MDSC. Nous n'avons cependant pas pu mettre en évidence d'effet significatif de cette combinaison sur la croissance des tumeurs TRAMP-C2. Globalement, nos résultats ont démontré que le vecteur adénoviral PCA3-TSTA permet d'induire l'expression localisée et durable de molécules immunomodulatrices par des cellules tumorales prostatiques. L'injection du PCA3-TSTA-mIL-12 dans des tumeurs TRAMP-C2 in vivo et des biopsies de cancer de prostate humain in vitro nous ont permis de mettre en évidence la production de cytokines par les cellules immunes infiltrant ces tumeurs en réponse à la production de mIL-12. Ces protocoles permettraient dans des travaux futurs de tester différents vecteurs PCA3-TSTA afin de sélectionner des combinaisons optimales de signaux immuns capables d'activer une réponse antitumorale pouvant mener à des effets immunothérapeutiques cliniques. / In men, prostate cancer is, worldwide, the 2nd most diagnosed cancer and the 5th most lethal cancer. When localized to the prostate, it is mainly treated with prostatectomy or radiation therapy. However, between 27 and 53% of patients treated at this stage will eventually develop a recurrence. Hormone therapy, which aims to reduce the effect of androgens on cancer, significantly increases the survival of these patients. On the other hand, these cancers will become irremediably resistant to castration and then evolve into the metastatic form for which there is no cure. Thus, new therapies are needed to increase the survival of these patients. A significant number of studies aimed at the development of immunotherapies for prostate cancer have emerged in recent years. These studies led, among other things, to the development of Sipuleucel-T, the first immunotherapy approved for the treatment of prostate cancer, as well as the study of the antitumor effect of immunological checkpoint inhibitors. These treatments, mainly tested on advanced cancers, have shown very limited effects and in some cases, significant adverse effects. Several studies highlight the importance of administering treatments earlier in the course of the disease and suggest that local administration of combinations of immunomodulatory molecules may be effective while limiting adverse effects. The main objective of my project was to develop a new immunotherapeutic approach based on the use of the adenoviral vector PCA3-TSTA allowing the targeted expression to the tumor of immunostimulatory molecules. Targeted expression to the tumor is achieved by the specificity of the promoter of the human PCA3 long non-coding RNA, which is to date the most specific biomarker of prostate cancer, as well as the amplification of transcriptional activity by the TSTA system. These immunotherapeutic approaches were tested in the immunocompetent mouse model of prostate cancer TRAMP-C2. As a first step, we showed in mice carrying TRAMP-C2 tumors, tumor specificity and transcriptional activity in vivo for at least 21 days of the PCA3-TSTA adenovirus encoding luciferase. We then built and tested PCA3-TSTA adenoviruses encoding the murine forms of mGM-CSF, mIL-17A or mIL-12. Only early treatment of TRAMP-C2 tumors with PCA3-TSTA-mIL-12 adenovirus resulted in complete tumor regression in 100% of the treated mice. At a more advanced stage, this treatment induced a significant slowdown in tumor growth and complete regression in 20% of the treated mice. Subsequently, the analysis of TRAMP-C2 tumors treated in vivo with PCA3-TSTA-mIL-12 showed the induction of mIL-12 expression but also of a cytokine response involving IFN-γ. Infection of human prostate cancer biopsies with PCA3-TSTA-mIL-12 also induced secretion of IFN-γ in some samples, suggesting stimulation by murine IL-12 of CD8+ or NK T cells infiltrating these biopsies. Our flow cytometry analyses have shown that immune cells infiltrating TRAMP-C2 tumors are characterized by the expression of PD-1 and weaker expression of CTLA-4 and that this infiltration is characterized by a large proportion of MDSC. We therefore analyzed the antitumor effect of PCA3-TSTA-mIL-12 in combination with anti-PD-1 and anti-CTLA-4 antibodies. The combination of PCA3-TSTA-mIL-12 with a CTLA-4-blocking antibody showed complete tumor regression in 33% of treated mice compared to 16% when the virus was combined with a PD-1-inhibiting antibody. Finally, we tested the combination of a PD-1 inhibitor with tasquinimod, a compound that inhibits MDSC function. However, we could not show a significant effect of this combination on the growth of TRAMP-C2 tumors. Overall, our results demonstrated that the adenoviral vector PCA3-TSTA induces the localized and sustained expression of immunomodulatory molecules by prostate tumor cells. Injection of PCA3-TSTA-mIL-12 into TRAMP-C2 tumors in vivo and human prostate cancer biopsies in vitro allowed us to demonstrate the production of cytokines by immune cells infiltrating these tumors in response to the production of mIL-12. These protocols would allow in future work to test different PCA3-TSTA vectors in order to select optimal combinations of immune signals capable of activating an antitumor response that can lead to clinical immunotherapeutic effects.

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Les antigènes testiculaires du cancer sont des cibles idéales pour l’immunothérapie du cancer car ce sont des protéines immunogéniques dont l’expression est restreinte aux cellules germinales et au cancer. Le but de cette étude est d’évaluer le potentiel de MAGE-A11, un antigène testiculaire du cancer, comme cible pour développer un vaccin contre le cancer de la prostate. Pour ce faire, l’anticorps monoclonal 5C4 qui a la capacité de reconnaître la présence de MAGE-A11 dans les tissus fixés et inclus en paraffine a été produit. De plus, l’expression de MAGE-A11 a été analysée sur plusieurs lignées de cellules cancéreuses. Il a été démontré que MAGE-A11 est exprimé dans plusieurs types de cancers notamment dans le cancer du côlon et du cerveau. Finalement, nous avons identifié trois épitopes du CMH classe II HLA-DR1 dans la protéine MAGE-A11 confirmant ainsi l’immunogénicité de cet antigène et son potentiel comme cible pour l’immunothérapie du cancer. / Cancer/testis antigens are ideal targets for cancer immunotherapy because of their limited expression in normal tissues, aberrant expression in malignancies and their immunogenic properties. The aim of this study was to evaluate the potential of cancer/testis antigen, MAGE-A11, as an immunotherapeutic target for development of a prostate cancer vaccine. To accomplish this, we produced the monoclonal antibody 5C4 that is capable of recognizing MAGE-A11 in formalin-fixed paraffin-embedded tissues. We also investigated the expression of MAGE-A11 in a wide variety of cancer cell lines to determine the scope of its expression in cancer. It was shown that MAGE-A11 is widely expressed in malignancies. The highest MAGE-A11 expression was observed in colon cancer and astrocytoma brain tumors. Finally, we identified three naturally processed MHC class II HLA-DR1 epitopes in MAGE-A11 protein, thus confirming its immunogenicity and its potential as a target for cancer immunotherapy.

Le cancer superficiel de la vessie (CSV) est caractérisé par un taux de récidive élevé (60%). L’immunothérapie non-spécifique au BCG est actuellement le traitement le plus utilisé pour contrer les récidives du CSV. Un vaccin ciblant spécifiquement un antigène tumoral pourrait être plus efficace que le traitement BCG. Nous avons montré que l’antigène tumoral MAGE-A9 est exprimé dans 63% des tumeurs superficielles et que son expression était associée à la récidive et à la progression. Cette étude visait à mieux caractériser l’immunogénicité de MAGE-A9 en identifiant les épitopes reconnus par les lymphocytes T CD4+ et en analysant la séroprévalence anti-MAGE-A9 chez des patients atteints de CSV. Des peptides candidats, identifiés in silico, ont été testés en essais de prolifération avec des T CD4+ de souris transgéniques HLA-A2/DR1 présensibilisées à l’antigène. Pour analyser la séroréactivitié anti-MAGE-A9, la protéine a été produite et purifiée à partir du système d’expression Baculovirus. Les résultats obtenus et les réactifs développés au cours de ce travail seront utiles pour l’élaboration d’une immunothérapie contre le CSV.

Le cancer de la prostate (CaP) est caractérisé par un microenvironnement tumoral immunosuppresseur qui inhibe l'immunité antitumorale. Le traitement avec des immunomodulateurs, comme les cytokines (e.g. IL-12), pourrait modifier la réponse immunitaire. Cependant, l'administration systémique d'immunomodulateurs peut provoquer des toxicités. Pour éviter cela, les immunomodulateurs pourraient être produits dans la tumeur par un adénovirus assurant l'expression du transgène spécifiquement au CaP. Notre laboratoire a construit un tel adénovirus codant pour l'IL-12 murin (mIL-12) sous le contrôle du promoteur PCA3 et d'un système d'amplification appelé TSTA. Il a été démontré que cet adénovirus, nommé Adv-PCA3-TSTA-mIL-12, réduisait la croissance des tumeurs de prostate TRAMP-C2 chez les souris C57BL/6. Ici, nous avons cherché à vérifier un possible effet synergique de l'activation d'OX40 pour améliorer la réponse observée avec l'Adv-PCA3-TSTA-mIL-12. OX40 murin (mOX40), ainsi que son ligand (mOX40L), sont des points de contrôle immunitaires qui appartiennent à la superfamille des Tumor Necrosis Factors. Pour atteindre cet objectif, nous avons proposé deux approches. Dans la première, nous avons cherché à produire un Adv-PCA3-TSTA-mOX40L afin de l'utiliser en combinaison avec l'Adv-PCA3-TSTA-mIL-12. L'Adv-PCA3-TSTA-mOX40L a été construit, mais sa capacité à induire l'expression de mOX40L dans les cellules TRAMP-C2 n'a pas encore été confirmée. Dans la seconde, un anticorps monoclonal (AcMo) agoniste anti-mOX40 serait administré en combinaison avec l'Adv-PCA3-TSTA-mIL-12. Pour tester cette approche, des cellules TRAMP-C2 ont été implantées chez des souris et les tumeurs ont été traitées par injections d'Adv-PCA3-TSTA-mIL-12 seules ou en association avec des injections de AcMo anti-mOX40 ou anti-mPD-1, comme comparateur. Les résultats n'ont montré aucun effet synergique significatif des combinaisons. Les cellules immunitaires infiltrant les tumeurs ont montré peu de changements significatifs, à l'exception d'une diminution des cellules CD8⁺PD-1⁺ dans les tumeurs traitées avec les anti-mOX40 ou anti-mPD-1. La combinaison de la stimulation d'OX40 avec l'Adv-PCA3-TSTA-IL-12 ne semble pas avoir d'effet synergique. Des combinaisons plus efficaces devraient être recherchées. / Prostate cancer (PCa) is characterized by an immunosuppressive tumor microenvironment that inhibits antitumor immunity. Treatment with immunomodulators, such as cytokines (e.g., IL-12), could modify the immune response. However, systemic administration of immunomodulators can cause toxicities. To avoid these toxicities, the immunomodulators could be produced locally in the tumor using an adenoviral vector able to ensure PCa-specific expression of the transgene. Our laboratory previously constructed such an adenovirus encoding the murine IL-12 (mIL-12) under the control of the PCa-specific promoter PCA3 and an amplification system called TSTA. This adenovirus, named Adv-PCA3-TSTA-mIL-12, was shown to reduce the growth of TRAMP-C2 prostate tumor in C57BL/6 mice. Here, we aimed to test a possible synergistic effect of the activation of OX40 to improve the response observed with Adv-PCA3-TSTA-mIL-12. The murine OX40 (mOX40), along with its ligand (mOX40L), are immune checkpoints that belong to the Tumor Necrosis Factor superfamily. To achieve this goal, we proposed two approaches. In the first, we aimed to produce an Adv-PCA3-TSTA expressing mouse OX40L in order to use it in combination with Adv-PCA3-TSTA-mIL-12. The Adv-PCA3-TSTA-mOX40L was constructed, but its capacity to induce mOX40L expression in TRAMP-C2 cells has not been confirmed yet. In the second, agonistic anti-mOX40 monoclonal antibody (mAb) would be administered in combination with Adv-PCA3-TSTA-mIL-12. To test this approach, TRAMP-C2 cells were implanted in mice and tumors were treated by injections of Adv-PCA3-TSTA-mIL-12 alone or in combination with injections of anti-mOX40 or anti-mPD-1 (as comparator) mAbs. Results showed no statistically significant synergistic effects of the addition of treatment with anti-mOX40 to Adv-PCA3-TSTA-mIL-12. The immune cells infiltrating tumors showed few significant changes, except for a decrease in CD8⁺+D-1+ cells in tumors treated with anti-mOX40 or anti-mPD-1 mAbs. The combination of OX40 stimulation with Adv-PCA3-TSTA-IL-12 appears to have no synergistic effect. We conclude by suggesting that more effective combinations should be looked for.

Le cancer de la vessie se caractérise par un taux de récidive de 70% après résection chirurgicale. Les tumeurs récidivantes sont traitées par une immunothérapie intravésicale au BCG dont le mode d'action est peu connu. Bien que donnant des résultats appréciables, cette thérapie est appliquée de façon empirique et reste sans effets pour 30% des patients traités. Afin d'identifier les patients réfractaires au traitement, nous avons analysé différentes caractéristiques tant au niveau des patients, de leurs tumeurs ou encore du schéma d'administration de l'immunothérapie qui seraient reliées au temps de survie sans récidive. Le système immunitaire inné, par l'intermédiaire du gène NRAMP1, est considéré comme un facteur impliqué dans l'effet antitumoral de l'immunothérapie. La distribution de plusieurs polymorphismes de ce gène a été comparée parmi différentes cohortes de patients montrant des risques variables de récidive. L'expression de l'ARNm de ce gène fut évaluée par hybridation in situ dans des spécimens de tumeurs ou par RT-PCR parmi plusieurs lignées tumorales d'origines diverses. L'analyse de l'expression d'autres antigènes fut aussi pratiquée par immunohistochimie sur des spécimens de tumeurs de patients traités au BCG. Parmi les différents marqueurs analysés, la distribution du polymorphisme D543N et la quantité de cellules tumorales exprimant l'antigène 19A211 furent associées à la survie sans récidive après immunothérapie. L'expression de NRAMP1 ne fut retrouvée dans aucune lignée cellulaire de vessie testée, même si 3 autres lignées cancéreuses (côlon et utérus) exprimaient ce gène spontanément. De plus, l'hybridation in situ a montré une expression inattendue de ce gène dans le tissu tumoral vésical. Quant au traitement d'entretien, les patients qui l'ont toléré pour au moins 1 an ont obtenu les meilleurs temps de survie sans récidive. Ainsi les résultats de ce projet semblent montrer qu'il existe des différences caractéristiques entre les patients atteints de tumeurs récidivantes et ceux traités par une simple résection transuréthrale. Ceci pourrait fournir des indications quand à pratiquer ou non une immunothérapie. / Superficial bladder cancer recurrences occur in 70% of cases. Intravesical immunotherapy is applied to prevent those recurrences but it fails in about 30% of cases. This study tried to ascertain characteristics which could be used to discriminate patients according to their recurrence risk after treatment. As the NRAMP1 gene was tied to the immune System activation, we suspected it played a role in BCG treatment efficacy. We analysed its polymorphisms distribution among patients showing variable recurrence risk and its expression in tumoral cells through in situ hybridization and RTPCR. The treatment schedule is still empirical and needs to be optimized, so we analysed the impact of long-term maintenance treatment on tumor recurrence. D543N polymorphism distribution and expression of the 19A211 antigen were significantly associated with recurrence-free survival time. Even if NRAMP1 was not found to be expressed on any bladder tumor cell lines analysed, in situ hybridization did reveal an expression of this gene mRNA in tumor cells. Moreover it was shown that patients with the best recurrence free survival time were those who tolerated maintenance treatment for at least a year. We did show that it was possible to discriminate patients through characteristics which could indicate recurrence free survival after immunotherapy.

La découverte des antigènes tumoraux dans les années 1980s a permis d’envisager l’élaboration de protocoles de vaccination de patients cancéreux. Les résultats obtenus chez les patients traités sont prometteurs mais encore insuffisants et la chimiothérapie reste, à ce jour, régulièrement utilisée dans le traitement de tumeurs.<p>\ / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2006-2007 / La présence de lymphocytes T infiltrant (TILs) a été démontrée dans plusieurs types de cancer. Par contre, la fonctionnalité des TILs est affectée par de nombreux facteurs qui font du milieu tumoral un environnement inhibiteur pour ceux-ci. Notre hypothèse de travail était qu'il est possible de prendre avantage des TILs encore activés afin d'élaborer une stratégie anti-tumorale. Nous avons mis au point un système qui permet d'isoler spécifiquement les TILs activés. Pour ce faire, nous avons construit un vecteur contenant le gène codant pour la partie extracellulaire et transmembranaire du CD 19 (ACD19), que nous avons mis sous le contrôle du promoteur minimal de l'interleukine 2. Nous avons démontré que le ACD19 est exprimé de façon stable à la surface cellulaire, que le vecteur est inductible suite à l'activation des lymphocytes T et qu'il est possible d'isoler spécifiquement les cellules exprimant le ACD19. Finalement, nous avons caractérisé un modèle tumoral animal et déterminé les conditions nécessaires pour tester notre hypothèse in vivo.

Le cancer superficiel de la vessie (CSV) présente un taux élevé de récidive (60%). De ces récidives 10 à 15% progresseront vers un cancer infiltrant beaucoup plus dangereux. La résection transurétrale (RTU) des tumeurs superficielles est souvent suivie d’immunothérapie intravésicale par le BCG (Bacille-Calmette-Guérin) afin de prévenir la récidive et la progression ; cependant ce traitement échoue dans 40% des cas. De plus, la sévérité des effets secondaires empêche plusieurs patients de tolérer un traitement complet. La prédiction de la réponse au BCG et le développement de traitements alternatifs s’avèrent donc nécessaires. Nous avons d’abord évalué la signification clinique de la présence de cellules dendritiques matures infiltrant la tumeur (CDIT) et de macrophages associés aux tumeurs (MAT) dans des CSV à bas risque, traités seulement par RTU. La présence de CDIT a permis d’identifier des patients à risque élevé de progression. Chez des patients à haut risque de récidive et de progression traités au BCG, nous avons observé que ceux qui ont un haut niveau d'infiltration par des CDIT ou des MAT ne répondaient pas efficacement au BCG. Dans un deuxième volet, j’ai exploré la possibilité d’utiliser d’autres agents théarapeutiques pouvant se combiner au BCG ou le remplacer pour stimuler la réponse antitumorale. Pour un tel rôle j’ai choisi les agonistes des Toll-like receptors (TLR). Les TLR, principalement exprimés par les cellules du système immunitaire et quelques cellules épithéliales, jouent un rôle important dans l’immunité innée en reconnaissant des motifs moléculaires conservés de pathogènes. J’ai d’abord montré que les TLR sont exprimés et fonctionnels dans des cellules urothéliales normales et tumorales. Par la suite, j’ai démontré que le poly(I :C), agoniste du TLR3, a un effet cytotoxique et antiprolifératif direct sur des lignées de cancer de vessie. Dans les cellules MGH-U3, il induit également la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires et induit fortement l’expression des molécules du CMH de classe I alors que le BCG a très peu d’effet sur l’immunogénicité de ces cellules. Un essai d’inhibition de croissance tumorale utilisant le modèle de cancer de vessie murin MBT-2 a montré que l’utilisation combinée du BCG et du poly(I :C) inhibe très significativement la croissance tumorale alors que chacun des produits utilisés seuls n’avait pas d’effet significatif. Notre étude suggère que le poly(I :C) dû à ses effets anti-néoplasiques pourrait améliorer l’efficacité thérapeutique du BCG dans l’immunothérapie du CSV. / Non-muscle invasive bladder cancer (NMIBC) is characterized by a high rate of recurrence (60%). Ten to fiftheen % of the recurrences will progress toward muscle-invasive tumors, which are more dangerous. Transurethral resection (TUR) of non-muscle invasive tumors is frequently followed by intravesical immunotherapy using BCG (bacillus Calmette-Guérin) to prevent recurrence and progression but this treatment fails in 40% of cases. Moreover, the severity of the side effects prevents many patients to comply with the whole treatment. Tools to predict the response to BCG and the development of alternative treatments are therefore required. We first evaluated the clinical significance of the presence of tumor infiltrating mature dendritic cells (TIDCs) and of tumor-associated macrophages (TAMs) in low-risk NMIBCs treated only by TUR. The presence of TIDCs allowed the identification of patients that were at high risk of progression. In patients with NMIBCs at high risk of recurrence and progression treated with BCG, we observed that those with a high level of MAT or TIDC infiltration did not respond efficiently to BCG. In the second part of my work, I have explored the possibility to use other immunomodulatory agents to replace or complement BCG immunotherapy. I therefore selected toll-like receptors (TLRs) agonists for this purpose. TLRs, which are mainly expressed in immune cells but also epithelial cells, play an important role in the innate immunity by recognizing molecular patterns that are conserved between pathogens. I have first showed that TLRs are expressed and functional in normal and tumor urothelial cells. Then, I showed that poly(I:C), a TLR3 agonsist, has direct cytotoxic and antiproliferative effects on bladder cancer cell lines. In MGH-U3 cells, it induces the secretion of proinflammatory cytokines and expression of major histocompatibility class I molecules whereas BCG has little effect on the immunogenicity of these cells. A growth inhibition assay using the MBT-2 murine bladder cancer model showed that the combination of poly(I:C) and BCG inhibited very significantly the growth of bladder cancer cells whereas each product alone had no significant effect. Our study suggests that poly(I:C), due to its anti-tumoral effects, could improve the therapeutic efficacy of BCG for the immunotherapy of NMIBCs.