Le traitement du lymphome B non hodgkinien (NHL) est généralement basé sur la combinaison d’un anticorps monoclonal anti-CD20, le rituximab, et de la chimiothérapie. Cependant, de nombreux patients deviennent réfractaires au ciblage du récepteur CD20. Dans cette thèse, l’effet d’un nouvel anticorps monoclonal anti-CD37 conjugué au Luthétium-177 (177Lu-lilotomab, Betalutin®) est étudié dans des modèles précliniques de lymphome non hodgkinien et comparé au rituximab radiomarqué au luthétium-177 (177Lu-rituximab). Nous avons développé une approche radiobiologique qui distingue les effets cytotoxiques dus à l’anticorps monoclonal et dus aux rayonnements ionisants dans des lignées cellulaires de lymphome humain. Cette méthode a permis de montrer qu’in vitro, le rituximab et le 177Lu-rituximab étaient plus cytotoxiques que le lilotomab et le 177Lu-lilotomab dans la lignée cellulaire radiorésistante Ramos (modèle du lymphome de Burkitt). Inversement, le 177Lu-lilotomab et le 177Lu-rituximab ont montré la même cytotoxicité dans la lignée cellulaire radiosensible DOHH2 (modèle de lymphome folliculaire transformé). Leur cytotoxicité était plus faible dans la lignée cellulaire Rec-1 (modèle du lymphome du manteau) que dans les cellules DOHH2. Ces résultats ont été confirmés in vivo sur des souris traitées par injection intraveineuse après xénogreffe sous-cutanée de cellules Ramos ou DOHH2. Le 177Lu-lilotomab et le 177Lu-rituximab ont montré la même efficacité thérapeutique chez les souris xénogreffées avec les cellules radiosensibles DOHH2, alors que le lilotomab non radiomarqué était moins efficace que le rituximab. Inversement, chez les souris xénogreffées avec les cellules radiorésistantes Ramos, la plus faible efficacité du 177Lu-lilotomab comparé au 177Lu-rituximab peut seulement être compensée par une augmentation de dose absorbée à la tumeur par le 177Lu-lilotomab. Mécanistiquement, la réponse cellulaire des tumeurs aux radiations dépend de la réponse apoptotique des cellules et de la réduction de l’arrêt en G2/M du cycle cellulaire via les phosphorylations médiées par WEE-1 et MYT-1 de la kinase dépendante des cyclines-1 (CDK1) sur la tyrosine 15 et thréonine 14. Ces résultats indiquent que l’interaction synergistique entre les effets cytotoxiciques du 177Lu et du lilotomab dans les tumeurs montrant une réduction des niveaux de phosphorylations de CDK1 peut compenser le manque d’efficacité thérapeutique du lilotomab comparé au rituximab. / Currently, B-cell Non-Hodgkin Lymphoma (NHL) treatment relies on the anti-CD20 antibody rituximab and chemotherapy. However, some patients become refractory to this therapy. Here, the effect of the novel anti-CD37 antibody-radionuclide conjugate 177Lu-lilotomab (Betalutin®) was investigated in NHL preclinical models and compared to 177Lu-labeled rituximab (anti-CD20 antibody). We developed a radiobiological approach that discriminates between the cytotoxic effects of unlabeled antibodies and of radiation in human lymphoma cell lines. This method allowed showing that in vitro, rituximab and 177Lu-rituximab were more cytotoxic than lilotomab and 177Lu-lilotomab in the radioresistant Ramos Burkitt’s lymphoma cell line. Conversely, 177Lu-rituximab and 177Lu-lilotomab had similar efficacy in the radiosensitive follicular lymphoma DOHH2 cell line. Their cytotoxicity was lower in mantle cell lymphoma Rec-1 cells that are less radiosensitive than DOHH2 cells. These results were confirmed in vivo in mice treated by intravenous injection of these antibodies after subcutaneous xenografts of Ramos or DOHH2 cells. 177Lu-lilotomab and 177Lu-rituximab showed the same therapeutic efficacy in mice xenografted with radiosensitive DOHH2 cells, although unlabeled lilotomab was less efficient than rituximab. Conversely, in mice xenografted with radioresistant Ramos cells, the lower efficacy of 177Lu-lilotomab compared with 177Lu-rituximab could only be compensated by increasing 177Lu-lilotomab tumor absorbed dose. Mechanistically, the tumor cell response to radiation depended on the cell apoptotic response and reduction of G2/M cell cycle arrest through WEE-1 and MYT1-mediated phosphorylation of cyclin-dependent kinase-1 (CDK1) at tyrosine 15 and threonine 14. These results indicate that the synergistic interaction between 177Lu irradiation and lilotomab cytotoxic effects in tumors with reduced CDK1 phosphorylation levels can correct the lower therapeutic efficacy of lilotomab compared with rituximab.

Les lymphomes B non-Hodgkiniens (LNHB) représentent le type d’hémopathie maligne le plus fréquent. Ces pathologies sont traitées par l’association de chimiothérapies conventionnelles et d’immunothérapies dirigées contre le CD20. Bien qu’efficace, 40% des patients résistent ou rechutent après le traitement. Deux raisons peuvent expliquer ces échecs thérapeutiques : 1) l’absence de cibles thérapeutiques impliquées dans plusieurs processus oncogéniques et 2) l’absence de modèles pré-cliniques de LNHB pertinents pour le test de molécules thérapeutiques et la compréhension de la lymphomagenèse. Le calcium est un messager ubiquitaire qui est impliqué dans de nombreux processus cellulaires en condition physiologique et pathologique. La principale voie d’entrée de calcium dans les lymphocytes B est l’entrée capacitive de calcium médiée par Orai1 et STIM1. Ces deux protéines ont été largement décrites pour être impliquées dans les processus tumoraux de nombreux cancers, cependant leurs rôles dans la lymphomagenèse restait à élucider. Nos travaux ont révélé l'implication de la signalisation calcique dans la mort induite par le GA101, un anti CD20 de nouvelle génération actuellement en essai clinique. De plus, nous avons mis en évidence l’implication des protéines Orai1 et STIM1 dans la migration des cellules cancéreuses de LNHB. De manière intéressante, l’implication de ces deux protéines dans la migration cellulaire est calcium indépendante, suggérant donc un nouveau rôle de ces protéines. Enfin, grâce à la technologie des capsules cellulaires nous avons établi un nouveau modèle 3D de lymphome mimant la niche tumorale en incluant des cellules du microenvironnement et de la matrice extracellulaire. Ce modèle semble particulièrement pertinent pour le screening de molécules et la compréhension des mécanismes de la lymphomagenèse. Ce travail de thèse révèle ainsi le ciblage de Orai1 et STIM1 comme potentiellement intéressant dans le traitement du LNHB. / B-cell non-Hodgkin lymphomas (BNHL) are the most common hematological malignancies, usually treated with a combination of chemotherapy and anti CD20 immunothérapie. However, 40% of patients are resistant or relapse after treatment. These therapeutic failures could be due to 1) lack of therapeutic targets implicated in several oncogenic processes, 2) lack of relevant preclinical BNHL models for drug screening and lymphomagenesis studies. Calcium is an essential second messenger involved in various cell functions. In B cells, calcium entry is mainly due to Orai1 and STIM1 proteins, both of which have been associated with oncogenesis on solid tumors. However, their role in lymphomagenesis still remains to be elucidated. Our work shows that calcium signaling in BNHL cells participates in cell death induced by GA101, a novel anti-CD20 monoclonal antibody. We also demonstrate that Orai1 and STIM1 play a role in BNHL cell migration. Interestingly, both proteins controlled cell migration in a calcium-independent manner, suggesting a new role for these proteins. Finally, using cellular capsule technology, we established a new BNHL 3D model mimicking tumoral niche by including extracellular matrix and stromal cells. This new model could be used for drug screening and understanding lymphomagenesis. In summary, this work suggests that targeting of Orai1 and STIM1 is promising for BNHL treatment.