Immunothérapie des cancers. Nouveaux procédés biotechnologiques pour le ciblage des cellules cancéreuses.

1/ Le glioblastome : une tumeur à évolution locale agressive.

Les glioblastomes et les gliomes de haut grade sont des tumeurs infiltrantes du système nerveux central avec un pronostic très sombre qui a peu changé malgré des techniques opératoires sophistiquées, des irradiations de plus en plus ciblées, des protocoles chimiothérapiques mieux adaptée aux particularités de la physiologie de ce tissu.

Les médicaments contre le cancer ont, pendant plus d’un demi siècle, présenté le même mécanisme d’action. Ils empêchent la prolifération de toutes les cellules à multiplication rapide. Les cellules cancéreuses sont des cellules qui ont un taux de division anormalement élevé. Ces médicaments ont donc une action non spécifique sur ces cellules mais aussi sur les cellules souches sanguines et sur les cellules épithéliales qu’ils vont empêcher de se reproduire. En ce qui concerne les glioblastomes, ils se sont révélés particulièrement peu efficaces.

Les cellules cancéreuses manifestent des perturbations multiples et évolutives de leurs relations sociales avec les autres cellules de l’organisme. Ces perturbations se traduisent par une prolifération anarchique et une élimination moindre des cellules surnuméraires, ce qui résulte en l’apparition d’une formation tumorale au milieu de tissu sain. Ces perturbations amènent également à la migration des cellules anormales à distance de la tumeur initiale afin de former des tumeurs secondaires dénommées métastases. Les gliomes et glioblastomes ne métastasient pas à distance mais s’infiltrent le long de la substance grise, ce qui peut être considéré comme une façon de former des métastases localement.

2/ La cellule du glioblastome et sa reconnaissance immunitaire

Pour des raisons variables qui commencent à être connues et qui sont en dehors du champ de cet exposé, les molécules anormales ne sont pas reconnues par le système immunitaire et les cellules cancéreuses non éliminées alors qu’elles le sont en temps normal. Dans le cas des glioblastomes, la synthèse anormale de TGF semble avoir un rôle majeur dans le mécanisme d’échappement. L’objectif de l’immunothérapie est donc de rétablir l’action du système immunitaire sur les cellules anormales qui ne doivent pas être reconnues comme faisant partie du soi. C’est donc une thérapie qui au moins en théorie est une « green technologie ».

Aujourd’hui, nous avons une assez bonne idée de la manière dont les cellules normales donnent une tumeur primitive. Plus de cinq voies de signalisation sont perturbées à l’intérieur d’une cellule normale lorsque celle-ci se transforme en cellule cancéreuse. Ces perturbations sont caractérisées par l’apparition de molécules dont la structure est anormale. Elle peuvent être très nombreuses, plusieurs centaines à plusieurs dizaines de milliers par cellule comme cela a été démontré pour les cellules du glioblastome. Les cellules cancéreuses sont très instables génétiquement ce qui aboutit à une grande variabilité des molécules anormales d’un patient à l’autre et au cours du temps pour le même patient.

On distingue une immunité innée c’est à dire dans laquelle les cellules chargées de l’élimination des cellules anormales (macrophages, lymphocytes NK) ne sont pas « éduquées » d’une immunité adaptative dans laquelle les cellules en charge de la destruction les cellules tumorales (lymphocyte T CD8) doivent être « informées » des cellules à détruire par ce que l’on nomme des cellules présentatrices de l’antigène (cellules dendritiques). On voit sur la figure 1 que les différents intervenants dans la surveillance antitumorale. La cellule présentatrice del’antigène (cellule dendritique) est le pivot de cette surveillance, car c’est elle qui va activer les cellules effectrices de l’élimination des cellules tumorales par les molécules qu’elle va synthétiser et par celles qu’elle va mettre en place sur sa membrane.

3/ Historique de l’immunothérapie dans le traitement des cancers autres que les gioblastomes

Historiquement, l’immunothérapie a déjà été mise en œuvre pour lutter contre le cancer. William Coyle au tout début du 20éme siècle, injecte des bactéries mortes dans des tumeurs des tissus conjonctifs et provoque une réaction inflammatoire intratumorale qui l’amène à publier les meilleurs résultats cliniques jamais publiés sur ce type de tumeur. A la fin des années 50, X note que les tuberculeux présentent moins de cancers que ce qui pouvait être attendu statistiquement. Depuis les années 70, les lavages de vessie par une solution contenant du BCG sont utilisés dans les tumeurs des épithéliums urinaires afin de provoquer une réaction immunitaire cellulaire contre les cellules anormales. Récemment l’équipe de X a montré que le pronostic des tumeurs colorectales étaient directement lié au nombre de cellules immunitaires trouvées au niveau de la tumeur. La même équipe a d’ailleurs établit une classification des tumeurs basées sur la réaction immunitaire provoquée par la tumeur et qui donne une prédiction de la survie beaucoup plus fiable que la classification TNM.

Diverses techniques pour stimuler le système immunitaire peuvent être employées :

• Stimulants non spécifiques : les stimulants non spécifiques activent de manière non spécifique le systéme immunitaire. Le BCG en fait partie comme l’IL-2 ou l’interferon.
• Anticorps monoclonaux : les anticorps sont des molécules qui vont se fixer spécifiquement sur un antigène cellulaire et qui vont déclencher une cascade d’événements biologiques aboutissant à une élimination de l’antigène et de son vecteur.
• Immunotoxines : les anticorps monoclonaux peuvent être associés à une molécule toxique qui va détruire la molécule cible de l’anticorps et son vecteur cellulaire
• Radioimmunothérapie : si on associe un radioélément à un anticorps, il est possible d’irradier avec une bonne précision l’environnement de l’anticorps lorsque celui-ci est fixé sur sa cible.
• Injection de cellules T : les lymphocytes T du patient ayant envahi le site tumoral (TILs) peuvent être prélevés, triés, multipliés à l’extérieur de l’organisme et réinjectés.
• Injection de cellules dendritiques : les cellules en charge de mettre en route le système immunitaire contre les cellules tumorales peuvent être prélevées, mises à leur contact dans des boîtes de Petri afin qu’elles activent le système immunitaire une fois réinjectées
• Injection d’antigènes tumoraux : c’est l’équivalent des vaccinations anti-infectieuses dans laquelle on associe une ou des protéines spécifiques de la tumeur à un adjuvant pour stimuler le système immunitaire contre la tumeur.

L’injection d’anticorps est simple à mettre en œuvre, car les anticorps sont des molécules fabriquées par l’industrie pharmaceutique et facilement disponibles. Certains comme les anti VEGF on montré une efficacité dans certains types de tumeurs bien que présentant des effets secondaires importants.

4/ Deux techniques sont particulièrement intéressantes pour le glioblastome.

Parmi la liste précédente, deux techniques sont particulièrement intéressantes car elles miment parfaitement l’activation naturelle du système immunitaire. Aucune protéine spécifique de cette tumeur n’a été formellement mise en évidence bien que les cellules soient très instables et un grand nombre d’anomalies aient été mises en évidence dans les génes codant pour les protéines des voies de transmission de l’information cellulaire. Ce qui signifie que plusieurs dizaines de molécules anormales sont présentes en permanence dans ces cellules et varient au cours de l’évolution de la maladie. Ces molécules peuvent être utilisées pour stimuler le système immunitaire.

Il existe deux techniques de vaccinations qui prennent en compte la variabilité des molécules anormales dans la cellule cancéreuse et permettent d’avoir une adaptation de la réponse immunitaire aux variations qui se succédent et se superposent dans le temps. Toutes deux stimulent le systéme immunitaire du patient par sa mise en contact avec ses propres antigènes tumoraux ou bien avec un cocktail d’antigènes prôches de ceux du patient.

Les cellules dendritiques opèrent une surveillance permanente de l’organisme. Elles captent les molécules des cellules du patient qui sont détruites en permanence dans l’organisme, ou bien celle d’agent invasifs comme des virus ou des bactéries ainsi que celles qui sont anormales et produites par des cellules tumorales. Les molécules captées sont ensuite mises en forme et exprimées à leur surface pour être lues par les cellules effectrices de l’immunité cad celles qui vont produire des anticorps ou directement éliminer les cellules anormales (glioblastome) ou des agents pathogènes externes. Seules les protéines reconnues comme anormales ou étrangères vont déclencher la réponse immunitaire. L’ensemble de ces molécules peut être représentée par un code barre dont chaque barre est représentée par une protéine et il est évident que plus le nombre de barres différe du code normal, moins le risque de confusion entre deux codes est grand. Ceci signifie que lorsque le vaccin contient de nombreuses protéines, le système immunitaire a moins de chance d’être leurré par les cellules cancéreuses.

4.1/ mise en contact des antigènes avec les cellules dendritiques du patient à l’extérieur de l’organisme:

La vaccination par les cellules dendritiques consiste à isoler des cellules dendritiques à partir d’une prise de sang, de les cultiver dans une étuve et de les mettre en contact avec des extraits tumoraux ou bien avec des antigènes tumoraux de synthèse. Une fois activés par les antigènes tumoraux les cellules sont réinjectées au patient chez lequel elles vont provoquer une réaction immunitaire contre les antigènes avec lesquels elles ont été en contact.

Dans le cas des glioblastomes, de nombreux essais ont été menés chez l’homme et la plupart ont montré une augmentation de la survie des patients sans effet secondaire.

4.2/ Utilisation de protéines issues des cellules cancéreuses pour produire un vaccin injectable.

Depuis des cellules cancéreuses tuées par irradiation jusqu’à de simples peptides purifiées à partir de ces mêmes cellules associés à divers adjuvants, divers éléments des cellules des glioblastomes ont été utilisés pour fabriquer des vaccins injectables classiques. Certains ont également montré un effet modéré sur l’allongement de la survie des patients traités par rapport à un groupe témoin.

5/ Application de l’immunothérapie à des pathologies autres que les glioblastomes.

Les applications de ces deux techniques ne s’appliquent pas qu’au glioblastome. Toutes les tumeurs réagissant peu ou pas aux traitement classiques peuvent être abordées par ces méthodes. Elles sont pour l’instant limitée à ce que l’on appelle des traitements du cancer de seconde voire de troisième ligne. Force est de constater que l’immunothérapie est proposée actuellement lorsque tous les cellules cancéreuses sont devenues insensibles aux traitements habituels, cad chimio ou radiothérapie ce qui limite les perspectives d’application et surtout d’efficacité. Il est intuitivement évident que l’utilisation de l’immunothérapie en première intention ne peut qu’améliorer son efficacité. L’activité des cellules immunitaires sur les cellules cancéreuses est optimale lorsque ces cellules sont isolées ou en petit groupe. Les tumeurs massives sont moins sensibles à l’action des cellules immunitaires car leur vascularisation est anarchique et elles développent des mécanismes de camouflage des cellules cancéreuses. L’utilisation de l’immunothérapie s’inscrit donc à la suite ou de manière concomitante aux moyens classiques permettant de réduire le volume tumoral. L’immunothérapie n’a donc pas vocation à remplacer la chimio et/ou la radiothérapie mais à être utilisé de manière adjuvante pour éliminer la cellule cancéreuse de manière spécifique par un mécanisme différent des molécules chimiothérapiques.

Les gliomes de haut grade, les métastases osseuses, les mélanomes de haut grade, les cancers colorectaux, rénaux métastasiés sont des applications de choix pour les techniques d’immunothérapie. Divers essais cliniques ont montré ces dernières années que ces techniques de vaccination thérapeutiques augmentent la survie globale des patients atteints de ces pathologies, et provoque une réaction d’hypersensibilité retardée aux extrait tumoraux témoin de l’efficacité de la vaccination.

Dans de nombreux pays, diverses équipes ont publié des résultats intéressants sur ces sujets et peuvent être contactées pour plus de renseignements et connaître la disponibilité des traîtements. La liste qui suit n’est pas exhaustive.

6/ Bénéficier des traitements personnalisés par immunothérapie.

Peu de traitements sont actuellement sur le marché. Seul le Provenge pour le cancer de la prostate est sur le marché aux USA.
Dans la mesure où le pronostic vital est engagé, et qu’il n’existe pas de médicaments réellement efficace, les différentes législations nationales prévoient des procédures compassionnelles qui permettent aux médecins d’utiliser des traitements non homologués pourvu que le patient donne son accord par la signature d’un consentement éclairé. Il suffit généralement de contacter les médecins ayant une expertise dans ces techniques le plus tôt possible.

NOM	TYPE DE VACCIN	ADRESSE	PAYS	MAIL
XJ Zhu	cellules dendritiques	Department of Hematology, Traditional Chinese Medicine Hospital of Jiangsu Province, Nanjing, Jiangsu Province,	Chine
P. Frayssinet	vaccins polypeptidiques	Urodelia, Rte de St Thomads, St Lys, 31470	France	patrick.frayssinet@wanadoo.fr
A di Pietro	vaccins polypeptidiques	IEO, European Institute of Oncology, Melanoma Division, Via G. Ripamonti 435, 20141 Milan	Italie	giulio.tosti@ieo.it
M rescigno	cellules dendritiques	European Institute of Oncology, Dept. of Experimental Oncology Via Ripamonti 435, I-20141 Milan	Italie	maria.rescigno@ifom-ieo-campus.it
Y Miyachi	cellules dendritiques	Department of Dermatology, Graduate School of Medicine, Kyoto University	Japon
Y Akiyama	cellules dendritiques		Japon
	cellules dendritiques	Nijmegen Centre for Molecular Life Sciences, Radboud University Nijmegen Medical Centre, Tumour Immunology, Postbox 9101, Nijmegen, 6500HB, Netherlands.	Pays-Bas	c.figdor@ncmls.ru.nl
CJM Melief	cellules dendritiques	Department of Immunohematology, Leiden University Medical Center, 2300 RC Leiden	Pays-Bas	c.melief@lumc.nl
WJ Lesterhuis	cellules dendritiques	Department of Medical Oncology and Tumor Immunology, University Medical Center St Radboud, Nijmegen	Pays-Bas
O Leplina	cellules dendritiques	Institute of Clinical Immunology SB RAMS	Russie
ZG Kadazidge	cellules dendritiques	N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow, Russia.	Russie	kad-zaira@yandex.ru
L Fong	cellules dendritiques	Departments of Pathology and Medicine, Stanford University School of Medicine, Palo Alto, California 94304, USA.	USA	lfong@stanford.edu
J Yu	cellules dendritiques	Cedars-Sinai Medical Center, Los Angeles, CA; CSMC, Los Angeles, CA.	USA	john.yu@cshs.org
ML Salgaller	cellules dendritiques	Northwest Biotherapeutics, L.L.C., Pacific Northwest Cancer Foundation, Seattle, Washington	USA	mls@nwbio.org
J Banchereau	cellules dendritiques	Baylor Institute for Immunology Research, 3434 Live Oak, Dallas, Texas 75204, USA	USA	jacquesb@baylorhealth.edu
AK Palucka	cellules dendritiques	Baylor Institute for Immunology Research and Baylor Research Institute, Dallas, TX, USA	USA	karolinp@baylorhealth.edu
Y Oki	vaccins polypeptidiques	Department of Lymphoma and Myeloma, M.D. Anderson Cancer Center, 1515 Holcombe Blvd., Houston, TX 77030, USA	USA
J Qian	vaccins polypeptidiques	Department of Lymphoma and Myeloma, M.D. Anderson Cancer Center, 1515 Holcombe Blvd., Houston, TX 77030, USA	USA
E Katsanis	vaccins polypeptidiques	Department of Pediatrics, Steele Memorial Children’s Research Center, University of Arizona, Tucson, AZ	USA	katsanis@peds.arizona.edu