Development and reprogramming of CAR macrophages for an antitumor immunotherapy strategy

Développement et reprogrammation des CAR macrophages pour une stratégie d'immunothérapie anti-tumorale L'intérêt croissant pour les approches immunothérapeutiques dans le traitement du cancer est notamment illustré par l'efficacité de la thérapie CAR-T dans les pathologies hématologiques. Toutefois, son application aux tumeurs solides présente des défis importants, tels que l'infiltration limitée des cellules CAR-T au sein de la tumeur et l'immunosuppression induite par celle-ci. Au sein du microenvironnement tumoral, les macrophages jouent un rôle clé dans le développement tumoral et représentent des cibles thérapeutiques prometteuses. Ces cellules peuvent infiltrer les tumeurs solides, interagir avec divers composants du microenvironnement tumoral, et déclencher une réponse anti-tumorale directe en phagocytant les cellules tumorales. Nous émettons l'hypothèse qu'une stratégie combinée, consistant en la modification génétique des macrophages humains pour exprimer des CAR spécifiques aux antigènes associés aux tumeurs, associée à une stratégie d'activation, pourrait améliorer leur activité anti-tumorale et induire une réponse robuste des cellules T. Dans ce projet, nous avons tout d'abord développé des modèles tumoroïdes complexes intégrant des macrophages pour mieux mimer le microenvironnement tumoral et pour ensuite tester les macrophages que nous avons modifiés pour exprimer un récepteur CAR ciblant l'antigène HER2. Ce récepteur CAR, incluant un domaine intracellulaire CD3ζ similaire à la protéine FcεRI-γ, renforce l'activité phagocytaire des macrophages après activation par des complexes anticorps-antigènes. Environ 30 % des macrophages transduits expriment le CAR. Ces macrophages modifiés ont montré une phagocytose significativement accrue des billes recouvertes d'HER2 et des lignées cellulaires HER2+ par rapport aux macrophages de type sauvage. Les expériences de co-culture avec des tumoroïdes dérivés de patientes atteintes du cancer du sein ont confirmé l'efficacité des CAR-M dans un environnement tumoral complexe. Cependant, au sein du microenvironnement tumoral, les macrophages adoptent souvent un phénotype anti-inflammatoire, ce qui réduit leur potentiel antitumoral. Pour surmonter ce défis, nous avons employé une stratégie double en inhibant certaines proprotéines convertases, en particulier la furine, dans les CAR-M. L'inhibition de la furine entraîne une augmentation de l'expression des marqueurs pro-inflammatoires et une activation renforcée des macrophages en présence de cellules cancéreuses. De plus, les CAR-M inhibés pour la furine ont montré une activité phagocytaire accrue contre les cibles HER2+. Nos résultats soulignent l'importance des proprotéines convertases en tant que régulateurs du phénotype des macrophages. Par ailleurs, les CAR-M ont démontré la capacité d'activer la prolifération des cellules T, un effet amplifié par l'inhibition de la furine.Notre stratégie thérapeutique repose sur la double activation des macrophages infiltrant la tumeur : d'une part, en augmentant leur activité phagocytaire par l'expression du récepteur CAR ciblant les antigènes tumoraux, et d'autre part, en les reprogrammant vers un phénotype pro-inflammatoire par inhibition de la furine. En outre, la thérapie CAR est de plus en plus prometteuse, mais l'identification de cibles tumorales suffisamment spécifiques demeure un défi. Les avancées récentes dans l'identification des antigènes incluent désormais une nouvelle classe de protéines : les protéines alternatives (AltProts) issues de régions du transcriptome précédemment considérées comme non codantes. L'intégration de ces protéines nous a permis d'identifier de nouvelles cibles antigéniques pour les thérapies CAR-M.