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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/102783 |
| Date | 13 December 2023 |
| Creators | Le Batteux, Sébastien |
| Contributors | Fradet, Yves, Pouliot, Frédéric |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | COAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctorat |
| Format | 1 ressource en ligne (xix, 132 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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