Le glioblastome (GBM) représente environ 50 % des gliomes, le type de tumeur cérébrale le plus répandu. Sa forte agressivité se traduit par un faible et inquiétant taux de survie médian de 8 mois. La résistance intensive aux traitements actuels du GBM souligne la nécessité d'approches innovantes. Malgré l'essor récent d’immunothérapies ces dernières années, le GBM présente plusieurs attributs qui entravent l’efficacité de ces thérapies. Les cellules Natural Killer (NK) possèdent d’intéressantes propriétés anti-tumorales qui encouragent leur utilisation en tant que source prometteuse de thérapie cellulaire adoptive pour relever les défis posés par le GBM. Ce projet est une collaboration avec Scott McComb (National Research Center, Ottawa), dont l'équipe a développé des vecteurs lentiviraux de récepteurs antigéniques chimériques (CARs) ciblant EGFRvIII et HER2, respectivement exprimés dans 30 % et surexprimés dans 80 % des cas de GBM. Nous proposons d’adapter ces constructions aux domaines activateurs transmembranaires et intracellulaires optimisés pour la signalisation des cellules NK. L’objectif est d'optimiser la stabilité de l'expression CAR dans les cellules NK. Cela permettra d'augmenter durablement l'efficacité et la spécificité de la cytotoxicité cellulaire de cellules cancéreuses EGFRvIII+ et HER2+. Des vecteurs lentiviraux codant pour le rapporteur eGFP sous 5 promoteurs différents ont été produits. Des cellules NK primaires activées ont été modifiées par transduction lentivirale et triées en fonction de l'expression du transgène afin d'enrichir la population de cellules modifiées. Nos données suggèrent que la séquence régulatrice minimale UCOE pourrait conférer à elle seule une expression stable et robuste du transgène dans les cellules NK pendant 12 semaines. Ce promoteur a ensuite été incorporé dans les constructions CAR-NK pour optimiser la stabilité d’expression du CAR. L’efficience des CAR anti-EGFRvIII et des CAR anti-HER2 ont été évaluées in vitro en utilisant la lignée cellulaire U87 dérivée du GBM dans des tests de cytotoxicité. Parmi les constructions sélectionnées, CAR-F269 et sdCAR-HER2-6 ont montré une cytotoxicité significativement améliorée par rapport aux cellules NK non modifiées contre des cibles spécifiques de l'antigène. L'amélioration de la cytotoxicité observée avec sdCAR-HER2-6 était positivement corrélée à l'intensité de l'expression de HER2 dans les cellules cibles. Ce projet représente une preuve de principe qui suggère le potentiel de la thérapie CAR-NK comme une voie prometteuse dans la lutte contre le GBM et d'autres tumeurs solides. / Glioblastoma (GBM) accounts for approximately 50% of gliomas, the most prevalent type of brain tumor. Its high aggressiveness results in a worrying poor median survival rate of 8 months. Intensive resistance to current treatments for GBM highlights the need for innovative approaches. Despite recent growth in immunotherapies, GBM exhibits several hallmarks that hinder effectiveness of such therapies. Natural killer (NK) cells display interesting anti-tumoral properties that encourage their use as a promising adoptive cell therapy source to address the GBM challenges. This project is a collaboration with Scott McComb (National Research Center, Ottawa), whose team developed lentiviral vectors coding for chimeric antigen receptors (CARs) targeting EGFRvIII and HER2, which are respectively expressed in 30% and overexpressed in 80% of GBM cases. We propose to adapt these constructs to transmembrane and intracellular activator domains which are optimized for NK cell signaling. The objective is to optimize the stability of CAR expression in NK cells. This will allow for a sustained increase in killing efficacy and specificity of EGFRvIII+ and HER2+ cells. First, lentiviral vectors encoding the eGFP reporter under 5 different promoters were produced. Activated primary NK cells were modified by lentiviral transduction and sorted for transgene expression to enrich the population of modified cells. Our data suggest that the minimal regulatory sequence UCOE may confer alone a stable and robust transgene expression in NK cells for 12 weeks. The UCOE promoter was then incorporated into CAR-NK constructs to optimize the stability of CAR expression. The efficiency of anti-EGFRvIII CARs and anti-HER2 CARs were evaluated in vitro using the GBM-derived U87 cell line in cytotoxicity assays. Among the screened constructs, CAR-F269 and sdCAR-HER2-6 exhibited significantly enhanced cytotoxicity against antigen-specific targets, in comparison to unmodified NK cells. The enhancement of cytotoxicity observed with sdCAR-HER2-6 was found to positively correlate with the intensity of HER2 expression in the target cells. This project represents a proof of principle that suggests the potential of CAR-NK therapy as a promising avenue of in the fight against GBM.