La thérapie par cellules T à récepteur d'antigène chimérique (CAR) a produit d'incroyables réponses cliniques contre plusieurs tumeurs malignes, mais elle laisse une marge de manœuvre pour l'échappement de l'antigène. Une nouvelle approche pour surmonter ce problème consisterait à combiner la capacité des CAR à cibler les tumeurs avec la capacité des cellules dendritiques (CD) à amorcer les cellules T afin de générer une thérapie cellulaire qui favorise la propagation de l'épitope plutôt que la destruction directe de la cible. J'ai donc émis l'hypothèse que les cellules dendritiques exprimant les CAR (CAR-CD) peuvent renforcer l'amorçage des cellules T contre les cibles tumorales afin de produire un contrôle adaptatif des tumeurs médié par les cellules T. En utilisant des CD dérivées de la moelle osseuse murine, j'ai d'abord développé un nouveau protocole pour générer des CD. En ajoutant de l'IFNα aux cultures de DC GM-CSF, j'ai généré des CD qui expriment des niveaux plus élevés de molécules stimulant les cellules T et qui induisent une plus forte prolifération des cellules T CD8+ in-vitro par rapport aux CD générées avec le GM-CSF seul. In vivo, ces CD favorisent des réponses effectrices plus fortes, les cellules T CD8+ résultantes exprimant des niveaux plus élevés de marqueurs effectrices, notamment KLRG1 et TIM3, mais des niveaux plus faibles de molécules inhibitrices, notamment PD-1 et CD73. L'expression d'un CAR dans ces DC leur permet de tuer directement des cibles tumorales et d'acquérir des antigènes tumoraux. Plus important encore, ces CAR-CD sont en synergie avec les cellules T CD8+ pour contrôler les cellules tumorales in-vitro, en améliorant la prolifération et la capacité de destruction des cellules T. Chez la souris, les CAR-CD agissent comme un vaccin in vivo en favorisant la génération de réponses de cellules T spécifiques de la tumeur lorsqu'elles sont injectées par voie intratumorale, ce qui permet d'améliorer le contrôle de la tumeur. / Chimeric Antigen Receptor (CAR) T cell therapy has produced unbelievable clinical responses against several malignancies however, this therapy leaves room for antigen escape. One novel approach to overcome this would be to combine the tumor targeting ability of CARs with the T cell priming capacity of dendritic cells (DCs) to generate a cell therapy that provokes endogenous adaptive immunity through epitope spreading rather than just direct target killing. Therefore, I hypothesized that CAR expressing DCs (CAR-DCs) can enhance T cell priming against tumor targets to produce adaptive T cell mediated tumor control. Using murine bone marrow derived DCs, I first developed a new protocol for generating DCs using IFNα. The addition of IFNα to GM-CSF DC cultures generated DCs that express higher levels of T cell stimulatory molecules and induce stronger CD8+ T cell proliferation in-vitro compared to DCs generated with GM-CSF alone. In-vivo, these DCs promote stronger effector responses with the resulting CD8+ T cells expressing higher levels of effector markers including KLRG1 and TIM3 but lower levels of inhibitory molecules including PD-1 and CD73. The expression of a CAR in these DCs allowed them to directly kill tumor targets and acquire tumor antigens. More importantly, these CAR-DCs synergized with CD8+ T cells to control tumor cells in-vitro, enhancing the proliferation and killing capacity of the T cells. In mice, CAR-DCs act as an in-vivo vaccine promoting the generation of tumor specific T cell responses when injected intratumorally, producing enhanced tumor control.

L'efficacité de la réponse antitumorale repose sur l'activité des cellules T cytotoxiques, qui peut être stimulée par des vaccins contenant des antigènes spécifiques aux tumeurs. Malgré le fait d'être les principales cellules présentatrices d'antigènes (CPA) responsables de l'activation des cellules TCD8, les cellules dendritiques (CD) ont rencontré des défis dans le développement de vaccins contre le cancer, notamment en ce qui concerne leur fabrication et efficacité. Pour combler ces problèmes, cette étude propose d’utiliser des cellules stromales mésenchymateuses (CSM) comme plateforme de vaccination alternative, en exploitant les avantages des CSMs en matière de fabrication, de sécurité et de plasticité. La plasticité remarquable des CSMs leur permet d'acquérir une capacité de présentation croisée sous des stimuli spécifiques. Étant donné que la présentation croisée est essentielle pour induire l'activation des cellules T contre les antigènes tumoraux, cette étude vise à convertir les CSMs en cellules présentatrice d‘antigènes en améliorant l'exportation des antigènes des endosomes vers le cytosol - une étape critique du processus. Dans cette démarche, nous avons examiné une librairie de molécules dérivés de l’Accum, une molécule initialement conçue pour favoriser la destruction de la membrane endosomale. Après avoir évalué leur potentiel à induire la présentation croisée, nous avons sélectionné la molécule A1 pour des investigations subséquentes. Les études mécanistiques ont démontré qu'A1 déclenchait des processus cellulaires essentiels favorisant une présentation croisée efficace, notamment une augmentation de la capture, dégradation et évasion des antigènes des endosomes ainsi que la production de d’espèces oxygénés réactifs. L'efficacité thérapeutique des CSMs reprogrammées par A1 (ARM) en tant que vaccin anticancéreux a été évaluée chez des souris ayant des tumeurs, en monothérapie et en combinaison avec l’anti-PD-1. La thérapie combinée ARM a induit une régression tumorale et a augmenté les taux de survie dans les modèles de tumeurs solides. En conclusion, cette étude présente une stratégie innovante pour transformer les CSM en cellules à présentation croisée en déclenchant l'échappement endosomal de l'antigène. Les cellules ARMs en association avec des inhibiteurs des points de contrôle immunitaire présentent un potentiel en tant que plateforme de vaccination contre les tumeurs solides. De plus, ces résultats soulignent l'importance de l'évasion des endosomes dans la présentation croisée d‘antigènes et ouvrent la voie à de nouvelles plateformes de vaccins contre le cancer. / The effectiveness of antitumoral response relies on cytotoxic T-cell activity, which can be stimulated through vaccines carrying tumor-specific antigens. Despite being the primary antigen-presenting cells (APCs) responsible for CD8 T-cell activation, dendritic cells (DCs) have encountered challenges in cancer vaccine development, particularly in manufacturing and efficiency. To address this gap, this study proposes mesenchymal stromal cells (MSCs) as an alternative vaccine platform, leveraging the advantages in manufacturing, safety profile, and plasticity of MSCs. The remarkable plasticity of MSCs enables them to acquire cross-presentation capacity under specific stimuli. Given that cross-presentation is pivotal for inducing T-cell activation against tumor antigens, this study aims to convert MSCs into antigen cross-presenting cells by enhancing the export of antigens from endosomes to the cytosol—a critical step in the process. In this pursuit, we screened a library of Accum and variant molecules designed to promote endosomal disruption. After evaluating their potential to induce cross-presentation, we selected the molecule A1 for further investigation. Mechanistic studies demonstrated that A1 triggers essential cellular processes supporting efficient cross-presentation, including enhanced antigen uptake, processing, endosomal escape, and reactive oxygen species production. The therapeutic efficacy of A1-reprogrammed MSCs (ARMs) as an anticancer vaccine was evaluated in tumor-bearing mice, as monotherapy and combined with anti-PD-1. In solid tumor models, ARMs combination therapy induced tumor regression and increased survival rates. In conclusion, this study presents an innovative strategy to transform MSCs into cross-presenting cells by triggering antigen endosomal escape. ARM cells in combination with immune checkpoint inhibitors hold potential as a vaccination platform against solid tumors. These findings underscore the importance of endosomal escape on antigen cross-presentation and pave the way for new cancer vaccine platforms.