Different immunotherapeutic strategies have been attempted against cancer, ranging from the use of cytokines like IL-2, to the use of dendritic cells, like Provenge, or the combinations of gene-modified, cytokine producing cellular vaccines, like GVAX. Immunotherapy has progressed slowly because either the induced immune response was not effective or because the heterogeneity of cancer can limit the effectiveness of inducing an immune response against a single antigen. Previous work in our lab has found that fusing GMCSF with γ-chain family cytokines produced novel immune modulatory effects and that cells treated with these fusion cytokines could be effective in treating diseases in mice. We generated a fusion of GMCSF and IL-21 (GIFT-21) with the aim of stimulating distinct, but complementary, elements of the innate and adaptive immune system. GIFT-21's aberrant interactions with its cognate receptors on macrophages induced an unanticipated pro-inflammatory response, resulting in B16 melanoma cancer rejection in C57Bl/6 mice and a significant survival advantage in NOD SCID mice. We further explored this phenomenon by treating mice with dendritic cells (DC) derived by treating monocytes with GIFT-21. B16 and D2F2/neu breast cancer growth was inhibited only in mice treated with antigen naïve GIFT-21 DCs. This effect was lost in CD8-/- and CCR2-/- mice and when mice were treated with β2 microglobulin deficient GIFT-21 DCs, and we confirmed that GIFT-21 DCs migrated to and sampled from the tumors to present tumor antigens to CCL2 recruited CD8+ T cells via MHCI.We also generated a separate fusion of GMCSF and IFN-γ (GIFY) with the aim of inducing a pro-inflammatory response by DCs and improving upon their antigen presenting properties. We confirmed that GIFY had superior cytostatic properties to IFN-γ and that it could induce DCs to present antigens to CD8+ T cells akin to the combination of GMCSF and IFN-γ. However GIFY was ineffective at preventing tumor growth when injected as a purified recombinant in mice bearing B16 melanoma tumors and when used as an adjuvant for DCs in the context of a tumor vaccine against EG-7 lymphoma.We conclude that GIFT-21 and its associated cellular products may serve as a novel therapeutic platform for the treatment of cancer and that GIFY may be appropriate in other settings. / Différentes stratégies immunothérapeutiques ont été considérées contre le cancer, allant de l'utilisation de cytokines comme l'IL-2, aux cellules dendritiques, tel que Provenge, ou à la combinaison de cellules modifiées génétiquement pour exprimer des cytokines produisant des vaccins cellulaires, tel que GVAX. Ces méthodes immunothérapeutiques ont progressé lentement puisque d'une part, la réponse immunitaire n'était pas efficace, et d'une autre part, l'hétérogénéité du cancer peut limiter l'efficacité à produire une réponse immunitaire contre un antigène particulier. Des recherches antérieures au sein de notre laboratoire ont révélé que la fusion de GMCSF avec la famille des cytokines de la chaîne gamma du récepteur de l'IL-2 ont produit des effets immunomodulateurs sans précédent. De plus, les cellules traitées avec ces cytokines fusionnées pourraient être efficaces dans le traitement de maladies chez les souris.Nous avons généré la fusion de GMCSF et IL-21 (GIFT-21) dans le but de stimuler des éléments distincts, mais complémentaires, du système immunitaire inné et adaptif. Les interactions aberrantes de GIFT-21 avec ses récepteurs des macrophages ont produit une réponse pro-inflammatoire inattendue, résultant en un rejet de la lignée cellulaire B16 des souris C57B1/6 et une survie significative des souris NOD SCID. Nous avons exploré davantage ce phénomène en injectant des souris avec des cellules dendritiques (DC) dérivées en traitant des monocytes avec GIFT-21. La croissance des cancers B16 et D2F2/neu a seulement été inhibée dans les souris injectées avec des cellules dendritiques traitées avec GIFT-21 sans pré-incubation avec un antigène. Par contre, cet effet n'a pas été observé dans les souris CD8-/- et CCR2-/-, ni lorsque nous avons injecté des souris avec des cellules dendritiques GIFT-21 déficientes en microglobuline β2. Nous avons confirmé que les cellules dendritiques GIFT-21 ont migré vers les tumeurs et les ont échantillonées afin de présenter des antigènes à travers MHCI à des cellules T CD8+ recrutées par CCL2. Nous avons également généré une fusion de GMCSF et IFN-γ (GIFY) dans le but d'induire une réponse pro-inflammatoire chez les cellules dendritiques et d'ainsi améliorer leur habileté a présenter des antigènes. Nous avons confirmé que GIFY possède des propriétés cytostatiques supérieures à IFN-γ et qu'il pourrait induire les cellules dendritiques à présenter des antigènes à travers des cellules T CD8+ similaires à la combinaison de GMCSF et IFN-γ. Par contre, GIFY s'est montré inefficace à prévenir la croissance des tumeurs lorsqu'injecté en tant que recombinante purifiée dans des souris avec des tumeurs B16 et lorsqu'utilisé en tant qu'adjuvant sous forme de vaccin pour des cellules dendritiques contre un lymphome EG-7. Nous pouvons conclure que GIFT-21 et ses produits cellulaires pourront servir de plate-forme thérapeutique sans précédent pour le traitement du cancer et que GIFY pourrait être approprié dans d'autres contextes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.96679 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Williams, Patrick |
| Contributors | Jacques Galipeau (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Medicine) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
Page generated in 0.0015 seconds