Exploiter l'hétérogénéité de la signalisation des récepteurs des lymphocytes T pour améliorer les thérapies cellulaires adoptives
Les thérapies cellulaires adoptives (ACT) reposent sur la promotion de la cytotoxicité des lymphocytes T d'un patient atteint de cancer. Ces thérapies révolutionnent le traitement du cancer et ont démontré une efficacité remarquable pour certains types de cancer. Cependant, leur efficacité reste limitée ; un nombre restreint de patients (<4 %) atteints de cancers avancés ou métastatiques bénéficient de ces thérapies de pointe, et des efforts importants sont déployés pour affiner les protocoles actuels et développer de nouvelles stratégies de ACT.
En nous concentrant sur la dynamique de la signalisation du récepteur des lymphocytes T (TCR), en utilisant l'imagerie, l'intelligence artificielle et des tests de fonctionnalité des lymphocytes T, nous proposons d'identifier les patients qui bénéficieront le plus de la ACT et d'améliorer l'efficacité de ces traitements. Nous émettons l'hypothèse que l'étude de l'hétérogénéité de la dynamique de signalisation du TCR lors de l'activation des lymphocytes T peut être précieuse pour prédire les états des lymphocytes T au niveau de la cellule unique.
Objectifs :
1) Nous surveillons la dynamique de signalisation du calcium pour fournir une caractérisation fonctionnelle de la population de lymphocytes T CD8 infiltrant les tumeurs, afin de développer de nouveaux biomarqueurs pour trouver les patients qui bénéficieront le plus des thérapies TIL.
2) Nous identifions la dynamique d'activation des lymphocytes T qui conduit à un contrôle tumoral optimal et exposons artificiellement les lymphocytes T transduits par TCR ou par récepteur antigénique chimérique à ces modèles de stimulation, afin d'évaluer s'ils favorisent une fonction similaire sur les produits de ACT.
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Funding
Société de recherche sur le cancer (SRC) - Subvention de démarrage du prix de la prochaine génération de scientifiques
Découverte de biomarqueurs dans le contexte de la thérapie CAR in vivo basée sur l'ARNm
La thérapie par lymphocytes T à récepteur antigénique chimérique (CAR) in vivo repose sur la modification in situ des cellules immunitaires par l'administration d'ARNm CAR via des nanoparticules lipidiques (LNP). L'ingénierie des LNP, par décoration d'anticorps ou modification biochimique, permet l'administration ciblée de l'ARNm CAR aux lymphocytes T CD8 ou aux cellules présentatrices d'antigènes myéloïdes (par exemple, les macrophages). Il est essentiel de noter que les populations ciblées sont très hétérogènes in vivo ; il existe non seulement de nombreux sous-ensembles distincts de chaque cellule immunitaire, mais aussi des niveaux variables de phénotypes dysfonctionnels liés au microenvironnement immunosuppresseur du cancer et aux traitements antérieurs. Nous émettons l'hypothèse que les cellules immunitaires exprimant le CAR après l'administration d'ARNm in vivo présenteront une importante hétérogénéité intercellulaire dans leur fonction effectrice.
Nous étudions cette hétérogénéité fonctionnelle des cellules transduites par CAR in vivo ; la comparaison des cellules hautement fonctionnelles par rapport aux cellules faiblement fonctionnelles pourrait permettre la découverte de nouveaux biomarqueurs associés à une meilleure efficacité thérapeutique. Ces biomarqueurs pourraient être exploités pour de meilleures stratégies de ciblage (c'est-à-dire, cibler l'administration d'ARNm vers les cellules hautement fonctionnelles) ou pour promouvoir une fonction effectrice spécifique dans les cellules immunitaires exprimant le CAR (c'est-à-dire, améliorer une voie spécifique par une thérapie combinée).
Financement
Fonds de démarrage pour nouveaux professeurs DNA to RNA (D2R)
Identifier des voies exploitables pour contrôler le devenir à long terme des lymphocytes T
L'engagement de lymphocytes T individuels avec des cellules présentatrices d'antigènes induit une multitude de voies de signalisation en aval du complexe du récepteur des lymphocytes T (TCR), mais aussi en aval des molécules de costimulation, des récepteurs de cytokines et/ou d'autres signaux microenvironnementaux. La dynamique de la signalisation du TCR contient des informations sur l'état des lymphocytes T individuels lors de la reconnaissance de l'antigène. Cependant, prédire des états complexes des lymphocytes T, tels que l'épuisement des lymphocytes T, à partir de la signalisation précoce du TCR reste un défi important. Une meilleure compréhension de la cascade de signalisation en aval de la reconnaissance de l'antigène a le potentiel de faire grandement progresser le domaine des thérapies cellulaires adoptives par lymphocytes T et de l'immunité des lymphocytes T. Cependant, une approche plus complète qui surveille simultanément plusieurs composants de la cascade de signalisation des lymphocytes T, au fil du temps et au niveau de la cellule unique, est nécessaire.
Nous visons à concevoir des rapporteurs pour le TCR et les voies de signalisation associées et à les utiliser en combinaison avec des méthodes pour mesurer l'état métabolique et le contact lymphocyte T:cellule présentatrice d'antigène afin de permettre une imagerie multimodale, résolue dans le temps et à haut débit de l'activation des lymphocytes T. En utilisant des modalités d'imagerie de dimension supérieure, nous évaluons le pouvoir prédictif de la dynamique d'activation des lymphocytes T pour déterminer les états et les destins complexes des lymphocytes T. De plus, nous visons à quantifier la contribution des voies de signalisation individuelles et leurs interactions dans le façonnement des fonctions effectrices, en identifiant les voies les plus exploitables pour manipuler le destin des lymphocytes T.
La dynamique du calcium intracellulaire comme prédicteur de l'affinité du TCR pour l'antigène apparenté
La force de la reconnaissance de l'antigène par le récepteur des lymphocytes T (TCR) dicte le destin et la fonction des lymphocytes T. Cependant, les méthodes existantes pour quantifier l'avidité du TCR pour l'antigène apparenté au niveau de la cellule unique sont limitées. Nous avons développé une méthode basée sur la microscopie et sur les oscillations du calcium intracellulaire, une lecture fonctionnelle précoce de l'engagement du TCR, pour surveiller la qualité de la signalisation du TCR après l'activation des lymphocytes T. Nous avons généré un vaste ensemble de données d'images et de dynamiques temporelles de signalisation du calcium ; cet ensemble de données est utilisé pour entraîner des modèles d'apprentissage profond afin de prédire l'avidité des lymphocytes T au niveau de la cellule unique. Cela inclut une approche pour l'extraction de paramètres pertinents basés sur l'image pour l'activation des lymphocytes T (niveaux de calcium , morphologie, migration, etc.) ainsi qu'une classification basée sur la vidéo.
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