Human tumor antigens: identification and use for cancer vaccine development

ARTICLE

Le système immunitaire est l'arme idéale contre les maladies infectieuses. Il est capable d'éliminer les virus et les bactéries qui envahissent l'organisme en détruisant les cellules infectées et préservant les tissus sains. Les acteurs principaux de cette réponse immunitaire sont les lymphocytes T cytotoxiques (CTL) qui lysent les cellules infectées par les virus. Constatant la grande spécificité du système immunitaire, les cancérologues ont espéré que les lymphocytes T seraient également capables d'éliminer les cellules tumorales aussi efficacement que les cellules infectées par les virus. Ils ont ainsi tenté d'identifier des antigènes de rejet tumoral qui correspondent à des structures que les cellules T sont capables de reconnaître spécifiquement à la surface des cellules tumorales. L'utilisation de tels antigènes spécifiques des cellules malignes dans des protocoles de vaccination anti-tumorale permettrait de déclencher une réaction immunitaire chez les patients atteints de cancers.

L'immunologie des tumeurs est en partie liée à l'observation que les tumeurs sont souvent infiltrées par des lymphocytes T (TIL pour tumor infiltrating lymphocytes) et que les cellules cancéreuses peuvent exprimer des antigènes absents des cellules normales. Un des problèmes majeurs rencontré au cours de l'étude de la réponse immunitaire anti-tumorale et dans le développement d'une immunothérapie spécifique a été associé à la difficulté d'identifier les antigènes, cibles des effecteurs de la réponse immune. Les résultats récents obtenus en immunologie fondamentale, notamment en ce qui concerne la compréhension des bases moléculaires de la réponse immunitaire à médiation cellulaire, ont facilité l'identification de nombreux antigènes spécifiques de tumeurs.

Bases de l'immunité anti-tumorale

On sait maintenant que les protéines endogènes, qu'elles soient le produit d'expression de gènes de cellules normales ou tumorales ou encore de gènes viraux, sont présentées sous forme de peptides associés aux molécules HLA de classe I, codées par les gènes du CMH. Cette présentation permet aux lymphocytes T, par l'intermédiaire de leur récepteur (TCR), de percevoir la présence d'un antigène tumoral, même si la protéine correspondante n'est jamais exprimée à la surface cellulaire. La compréhension des bases moléculaires de l'interaction peptide/CMH/TCR a facilité l'identification de nombreux antigènes spécifiques des tumeurs, cibles des effecteurs cellulaires de l'immunité antitumorale. Pour que l'association de ces peptides, appelés épitopes, avec les molécules de classe I puisse se faire, les protéines intracellulaires doivent être clivées ou « apprêtées » en fragments peptidiques qui vont être transportés dans le réticulum endoplasmique.

Le système protéolytique, récemment identifié, est un complexe composé de plusieurs sous-unités dont la composition modifie son activité peptidase. Le protéasome, exprimé dans le noyau et le cytoplasme des cellules eucaryotes, est un complexe multicatalytique formé de 14 sous-unités alpha et 14 sous-unités beta dont trois, beta1, beta2 et beta5, possèdent des activités protéolytiques. Le rôle majeur du protéasome est la dégradation, ou apprêtement, des protéines intracellulaires dont les produits correspondent à la source majeure des peptides présentés par les molécules de classe I du CMH. Sous l'action de l'INF-gamma, les trois sous-unités beta1, beta2 et beta5 sont remplacées par leurs homologues, inductibles par l'INF-gamma, LMP2 (low molecular weight proteins ; beta1i) MECL1 (beta2i) et LMP7 (beta5i) correspondant aux sous-unités actives de l'immunoprotéasome. Il a été décrit que l'immunoprotéasome est plus efficace que le protéasome classique en terme d'apprêtement de peptides antigéniques [1]. Néanmoins des travaux récents, réalisés dans un modèle de carcinome rénal, ont clairement montré que seul le protéasome standard, et non l'immunoprotéasome, est capable d'apprêter certains antigènes ce qui résulte en leur faible présentation par les cellules dendritiques qui expriment essentiellement, comme toutes les cellules du système immunitaire, un immunoprotéasome [2].

Clonage des antigènes de rejet des tumeurs

De nombreuses études ont montré que chez les patients porteurs de cancer, il est possible de dériver in vitro des lymphocytes T capables de réagir contre la tumeur, mettant ainsi en évidence une réponse immune spécifique et permettant l'identification d'antigènes associés.

Méthodes d'identification des antigènes tumoraux

Plusieurs approches ont été développées afin de caractériser les gènes qui codent les antigènes tumoraux reconnus par les lymphocytes T ou B. La plupart de ces approches nécessitent d'une part l'établissement de clones lymphocytaires T soit à partir des lymphocytes du sang périphérique de patients cancéreux soit à partir des lymphocytes infiltrant la tumeur ou les ganglions de drainage, et d'autre part de lignées tumorales reconnues spécifiquement par ces effecteurs autologues.

Approche génétique

L'approche génétique permet d'identifier les gènes qui codent des antigènes tumoraux reconnus par des clones CTL ou T auxiliaires (Th) spécifiques. Cette approche, mise au point par l'équipe de T. Boon en 1991, a permis de caractériser le premier antigène associé au mélanome, MAGE-1, reconnu par un clone CTL spécifique [3]. Cette méthode consiste à transfecter, conjointement dans des cellules receveuses (Cos ou 293-EBNA), une banque d'ADNc préparée à partir des ARNm des cellules tumorales et le gène de CMH pertinent pour la présentation de l'antigène. Ces cellules sont ensuite analysées pour leur capacité d'interagir avec les effecteurs T cytotoxiques. Cette reconnaissance induit l'activation du clone T qui est traduite par la sécrétion de cytokines, telles que le TNF-alpha ou l'INF-gamma, dosées dans le surnageant de culture [4]. L'ADNc induisant une activation du clone CTL spécifique est alors séquencé. Cet ADNc code l'antigène tumoral reconnu (figure 1). L'étape suivante de cette approche consiste à identifier l'épitope peptidique issu de l'antigène reconnu. Plusieurs minigènes codant des parties distinctes de l'antigène sont transfectés dans les cellules cibles, permettant ainsi de localiser grossièrement la séquence qui code la région de la protéine antigénique dont l'épitope est issu. Différents peptides issus de cette région sont ensuite synthétisés. Chaque peptide est alors analysé pour sa capacité à stimuler le clone CTL spécifique.

Approche biochimique

Une autre méthode, fondée sur des techniques biochimiques, consiste à immunoprécipiter les molécules du CMH exprimées à la surface des cellules tumorales. Les peptides présents dans les molécules HLA sont alors décrochés par élution acide. Ils sont ensuite purifiés par chromatographie liquide haute performance (HPLC). Chaque fraction de peptides est analysée pour sa capacité à activer le lymphocyte T spécifique. Les peptides qui sont capables d'induire une réponse sont alors séquencés. Cox et ses collaborateurs ont été les premiers à identifier grâce à cette approche un épitope d'un antigène tumoral humain, gp100, reconnu par des CTL [5].

Approche immunologique inverse

Si les deux approches précédentes nécessitent d'isoler un clone T spécifique de la lignée tumorale et de déterminer l'élément de restriction HLA, l'approche immunologique inverse consiste à induire in vitro des lymphocytes T spécifiques d'une protéine dont on soupçonne qu'elle pourrait être antigénique. Les cellules présentatrices sont soit transfectées avec le gène codant la protéine candidate soit chargées avec des peptides synthétiques déduits du motif canonique de fixation aux molécules de classe I du CMH, puis sont utilisées pour sensibiliser des cellules T in vitro. Des lymphocytes T ainsi induits reconnaissant les antigènes candidats sont ensuite analysés pour leur capacité à lyser les cellules tumorales. La mise en évidence d'une reconnaissance spécifique suggère que l'antigène d'intérêt comporte au moins un ou plusieurs peptides épitopiques [6, 7]. Ainsi, après plusieurs stimulations in vitro des lymphocytes T de donneurs volontaires avec des cellules dendritiques infectées par un virus canarypox (ALVAC) contenant la séquence complète du gène MAGE-A1, des clones CTL spécifiques de cinq nouveaux épitopes de la protéine MAGE-A1 ont pu être isolés. Ces clones CD8⁺ sont capables de reconnaître les cellules tumorales exprimant le gène MAGE-A1 [8]. Des épitopes tumoraux reconnus par des clones CD4⁺ ont été également identifiés.

Approche sérologique

Une nouvelle approche, récemment décrite par l'équipe de Pfreundschuh (Hamburg, Allemagne), consiste à utiliser le sérum des patients atteints de certaines lésions cancéreuses pour identifier les antigènes tumoraux reconnus par des lymphocytes B [9]. Cette approche appelée SEREX (pour : serological analysis of recombinant expression libraries with autologous serum) est basée principalement sur l'existence, chez des patients atteints de cancer, d'une réponse anti-tumorale de type humoral marquée par la présence dans le sérum d'un titre élevé d'anticorps spécifiques de protéines exprimées par les cellules tumorales. La technique consiste à établir une banque d'ADNc à partir de la tumeur, à exprimer cette banque dans des bactéries, puis à cribler l'expression des protéines recombinantes à l'aide du sérum du patient [10]. Les antigènes tumoraux clonés par cette technique sont soit des antigènes identifiés précédemment comme cibles des lymphocytes T, donc des antigènes impliqués à la fois dans la réponse des lymphocytes T et des lymphocytes B [11] comme la tyrosinase, MAGE-1, MAGE-3, NY-ESO-1 et SCP1 [10, 12], soit des antigènes reconnus uniquement par des lymphocytes B. C'est le cas de l'antigène SSX-2 [13] qui présente un profil d'expression de type MAGE (silencieux dans les tissus normaux à l'exception des testicules, et partagé par divers types histologiques de tumeurs).

Classification des antigènes associés aux tumeurs

Les antigènes tumoraux reconnus par des clones CTL sont classés en différentes catégories, selon leur profil d'expression dans les tumeurs et les tissus sains et en fonction de la nature des épitopes issus de ces antigènes. Différents mécanismes aboutissent à la génération de peptides épitopiques reconnus par les lymphocytes T spécifiques de cellules tumorales (tableau I). Ces épitopes peuvent provenir soit de gènes non mutés exprimés uniquement dans les cellules tumorales ou dans certains tissus sélectifs, soit de séquences introniques exprimées d'une façon aberrante, soit de gènes normaux mais traduits de manière alternative à la normale, soit de gènes mutés exprimés uniquement par les cellules tumorales [14].

Antigènes spécifiques de tumeurs

Les premiers antigènes reconnus par des lymphocytes T à la surface des tumeurs humaines ont été identifiés dans le mélanome, car cette tumeur se cultive facilement in vitro. Le premier gène codant un antigène tumoral reconnu par les lymphocytes T a été identifié par le groupe de T. Boon. Ce premier gène a été dénommé MAGE-1 pour : melanoma antigen [3]. Le gène MAGE-1 fait partie d'une famille d'au moins douze gènes très homologues situés sur le chromosome X humain. Parmi ces douze gènes, sept sont exprimés dans un certain nombre de tumeurs (tableau II). Ces gènes sont également exprimés dans les cellules germinales du testicule ainsi que dans le placenta qui n'expriment néanmoins pas les molécules du CMH. La fonction des protéines pour lesquelles codent ces différents gènes n'est pas encore connue. L'activation des gènes MAGE-A dans les cellules tumorales semble être due à une déméthylation de leur promoteur, qui est corrélée à un large processus de déméthylation du génome de la cellule tumorale [15]. Ces gènes sont exprimés plus fréquemment dans les métastases que dans les tumeurs primitives (tableau II). Différents épitopes codés par ces gènes et présentés par les molécules de classe I et II du CMH ont été identifiés (tableau III). Des CTL anti-MAGE ont été également identifiés dans le sang de patients atteints de mélanome, et de tumeur de la vessie, dans les infiltrats lymphocytaires de plusieurs tumeurs ainsi que dans le sang d'individus sains.

D'autres antigènes appartenant à ce groupe ont été également identifiés et sont codés par les gènes BAGE, GAGE, RAGE, NY-ESO-1, GnTV et TRP2-INT2 (tableau III). La mucine, bien que classée dans cette catégorie, est un antigène particulier, qui après déglycosylation est reconnu directement par les CTL à la surface des cellules tumorales, sans présentation de peptides par les molécules de classe I du CMH [16]. L'antigène NA88.A, récemment identifié, est codé par un pseudogène et se distingue des autres antigènes spécifiques de tumeurs par son expression dans les testicules et uniquement dans le mélanome métastatique [17].

Les antigènes codés par des gènes de différenciation

Un grand nombre de CTL issus de lymphocytes de patients atteints de mélanome reconnaissent divers mélanomes allogéniques mais également des mélanocytes normaux. Il a été montré que ces CTL reconnaissent des antigènes de différenciation des mélanocytes. Ces antigènes de différenciation sont des auto-antigènes spécifiques des cellules productrices de pigment, comme les mélanocytes normaux et certaines cellules de la rétine, et sont également exprimés dans les mélanomes [18]. Ce groupe compte au moins six antigènes : Melan-A/MART-1, gp100, tyrosinase, TRP1/gp75, TRP2 et MC1R, qui sont souvent impliqués dans la synthèse de la mélanine (tableau IV).

La tyrosinase fut le premier antigène de différenciation identifié. Elle est impliquée dans la synthèse de la mélanine en convertissant la tyrosine en dihydroxyphénylalanine qui est le précurseur de la mélanine. Elle est reconnue par des CTL dans plusieurs contextes HLA de classe I différents : HLA-A1, HLA-A2 HLA-A24, HLA-B44 et HLA-B35 et par des lymphocytes T CD4⁺ dans le contexte HLA-DR4 (tableau IV). L'épitope antigénique de la tyrosinase restreint par les molécules HLA-A*0201 (368-376) est particulier car ce peptide, naturellement présenté par les cellules tumorales, subit une modification post-traductionnelle d'un résidu asparagine en acide aspartique [19].

L'antigène Melan-A/MART-1 est une protéine transmembranaire de 118 acides aminés dont la fonction n'est pas connue. Les peptides identifiés issus de cet antigène immunodominant sont reconnus par des CTL dans le contexte HLA-A*0201. Un de ces peptides peut également être reconnu dans le contexte HLA-B*4501 (tableau IV). Les peptides Melan-A/MART-1 (26-35) et (27-35) sont les peptides les plus souvent reconnus par les CTL spécifiques de Melan-A/MART-1 dans le contexte HLA-A*0201 [20].

L'antigène gp100 est une glycoprotéine transmembranaire de 661 acides aminés, localisée dans la membrane des mélanosomes et participant à la synthèse de la mélanine. Dix peptides issus de cet antigène sont reconnus par des CTL dans le contexte HLA-A*0201, huit dans le contexte HLA-A*0301, et d'autres dans les contextes HLA-A11 et HLA-Cw8. Un peptide est également reconnu par des lymphocytes T CD4⁺ dans le contexte HLA-DRb1*0401 (tableau IV).

D'autres antigènes de différenciation, TRP1/gp75 et TRP2, partageant environ 40 % d'homologie avec la protéine tyrosinase, sont reconnus par des CTL dans plusieurs contextes de classe I différents : HLA-A2, HLA-A3, HLA-A31, HLA-A33, HLA-A68 et HLA-Cw8. Des antigènes de différenciation induisant une réponse CTL ont été caractérisés dans d'autres tumeurs telles que les cancers de la prostate, de la vessie ainsi que les lymphomes B et les leucémies chroniques. En effet, des CTL spécifiques sont capables de reconnaître des segments idiotypiques de régions variables des immunoglobulines à la surface des cellules malignes de type B [21].

Bien qu'exprimés par des cellules normales, les antigènes de différenciation mélanocytaires sont immunogéniques et des CTL spécifiques peuvent être obtenus non seulement à partir des lymphocytes du sang de patients atteints de mélanome, mais aussi à partir des lymphocytes du sang de personnes saines. La fréquence des précurseurs CTL reconnaissant ces antigènes est nettement supérieure à celle des précurseurs reconnaissant d'autres antigènes associés au mélanome [22]. L'apparition d'une dépigmentation partielle de la peau, appelée vitiligo, chez les patients atteints de mélanomes, est par ailleurs corrélée avec une survie prolongée et une régression tumorale [23]. Ceci indique un rôle potentiel de ces antigènes dans les réponses immunitaires naturelles au cours de l'évolution des mélanomes.

Les antigènes codés par des gènes mutés dans les cellules tumorales

Lors de la transformation maligne de la cellule, des gènes codant des protéines impliquées dans le contrôle de la prolifération, la mobilité et l'adhésion cellulaire (tels que les proto-oncogènes et les gènes suppresseurs de tumeur) vont subir des altérations telles que mutation, délétion, insertion ou translocation. Les protéines anormales résultant de l'expression de ces gènes peuvent alors fournir des peptides portant la mutation et reconnus par des lymphocytes T. La mutation dans le gène codant l'antigène crée dans le peptide un agrétope (seul le peptide muté peut se fixer car la mutation a créé un site d'ancrage à la molécule HLA) ou un épitope (le peptide normal comme le peptide muté peut se fixer à la molécule HLA, mais seul le peptide muté est reconnu par les lymphocytes T).

Parmi ces gènes, le gène CDK4 (cyclin-dependent kinase 4) code une protéine régulatrice du cycle cellulaire (tableau V). La substitution d'un acide aminé (alanine par une cystéine) en position 24, permet la liaison du néo-peptide à la molécule HLA-A*0201 et sa reconnaissance par des CTL. Cette mutation empêche la liaison de CDK4 à son inhibiteur, la protéine p16^INK4a, qui est fréquemment inactivée dans une grande variété de cancers, dont le mélanome. Ce mécanisme permet de lever le contrôle du cycle cellulaire, favorisant la progression tumorale. Cette mutation n'a pu être retrouvée que dans quelques cas de mélanomes [24].

La beta-caténine code une protéine exprimée de façon ubiquitaire et impliquée dans l'adhésion cellulaire médiée par les cadhérines. Une mutation en position 37 de cette protéine a permis d'engendrer un néo-antigène capable de se lier à la molécule HLA-A24.

La caspase-8 est une protéase impliquée dans les phénomènes de mort cellulaire par apoptose après activation des récepteurs Fas, TRAILRs et TNFR1. Une mutation au niveau du codon stop du gène qui code cette protéine aboutit à l'extension du cadre de lecture normal et crée ainsi un épitope reconnu à la surface d'un carcinome épidermoïde par un clone CTL CD8⁺. La capacité de la caspase-8 à induire l'apoptose semble alors être altérée par rapport à sa forme sauvage, ce qui permettrait à la cellule tumorale d'échapper à divers signaux de mort programmée. Ce clone CTL reconnaît un épitope issu de la mutation du gène CASP-8, dans le contexte HLA-B*3503.

D'autres mutations ponctuelles affectant des protéines ubiquitaires impliquées en général dans la locomotion, l'adhésion ou encore l'adressage des diverses organelles à l'intérieur de la cellule, ont été récemment décrites. Parmi ces antigènes, un néopeptide codé par un gène de myosine de classe I et présenté par les molécules HLA-A0301 à la surface d'un mélanome régressif à été identifié.

MUM-1 est un gène exprimé de façon ubiquitaire et codant pour une protéine dont la fonction n'est pas connue. La séquence codant le peptide antigénique est à cheval sur un exon et un intron et contient une mutation ponctuelle en position 786 de la protéine. Bien que l'affinité du peptide natif et du peptide muté pour la molécule de classe I du CMH soit similaire, seul le peptide muté est immunogène dans le contexte HLA-B44. En utilisant une librairie de cosmides de la lignée cellulaire MEL.A-1 à partir de laquelle a été cloné le gène MUM-1, P. Coulie et ses collaborateurs ont identifié deux autres mutations ponctuelles (tableau V). La première mutation est localisée dans le gène MUM-2, dont le produit est impliqué dans le trafic des protéines vésiculaires intra-cytoplasmiques. Cette mutation génère deux nouveaux épitopes reconnus par des clones CTL dans le contexte HLA-B44 et HLA-C6 respectivement. La deuxième mutation est celle du gène hélicase, MUM-3, et crée un nouvel épitope capable de se fixer à la molécule HLA-A28 et d'être reconnu par des CTL.

Des mutations ponctuelles dans les codons 12, 13 et 61 du gène Ras ont été identifiées dans plusieurs types de cancers, avec des incidences variables allant jusqu'à 90 % en ce qui concerne les adénocarcinomes pancréatiques. Ces mutations donnent naissance à des peptides antigéniques issus des protéines Ras anormales. Des clones de lymphocytes T CD4⁺ et CD8⁺ spécifiques des peptides issus de p21Ras mutée aux codons 12, 13 et 61 ont été mis en évidence (tableau V).

Bien que ces mutations soient spécifiques à la cellule tumorale autologue, elles participeraient au potentiel métastatique des cellules malignes. Il est donc possible de développer des thérapies anti-tumorales spécifiques du patient.

Les antigènes codés par des gènes surexprimés dans les tumeurs

Ce sont les produits de gènes exprimés souvent de manière ubiquitaire dans les cellules normales, mais qui sont surexprimés dans les cellules tumorales. Cette surexpression conduit à une accumulation de peptides à la surface des cellules tumorales, qui peuvent alors être reconnus de manière spécifique par des lymphocytes B et des lymphocytes T. Cette catégorie comporte notamment des peptides codés par les gènes p53, Her-2/neu et PRAME (tableau VI).

Le proto-oncogène Her-2/neu (ou c-erbB-2), une tyrosine kinase de 185 kDa homologue au récepteur de l'EGF, est faiblement exprimé dans les cellules normales, et sur-exprimé dans des cancers de l'ovaire, du sein, du poumon, du rein et des leucémies aiguës lymphoblastiques. Des clones CTL ont été isolés à partir des lymphocytes présents dans l'ascite de patientes HLA-A2⁺ atteintes de cancer de l'ovaire sur-exprimant Her-2/neu⁺. Ces CTL reconnaissent un peptide de neuf acides aminés [25]. Inversement, une lignée CTL a été obtenue en stimulant in vitro des lymphocytes avec ce peptide. Cette lignée est capable de lyser plusieurs lignées tumorales de l'ovaire Her-2/neu⁺ HLA-A2⁺. Par ailleurs, chez des patients HLA-A2⁺ atteints de cancer bronchique non à petites cellules (NSCLC), des lignées TIL capables de reconnaître les cellules tumorales Her-2/neu⁺ autologues et allogéniques Her-2/neu⁺/HLA-A2⁺ de tumeurs de NSCLC et de l'ovaire ont été établies [26]. Ces résultats suggèrent donc qu'un peptide antigénique commun, exprimé par ces tumeurs, est reconnu par ces CTL.

Dans les conditions normales, le taux d'expression de la molécule p53 sauvage dans les cellules de l'organisme est très faible et n'est pas détectable en immunohistochimie classique. Cependant, la caractéristique qui a permis la découverte de p53 est sa très forte accumulation dans le noyau des cellules tumorales. Cette expression accrue, d'au moins un facteur 100, est due à une inactivation de la protéine p53 dans les tumeurs, le plus souvent suite à une mutation de son gène. En effet, dans plus de la moitié des cancers connus, des mutations ponctuelles somatiques de la p53 sont observées. La détection précoce d'anticorps dirigés contre la p53 chez certains patients atteints de lésions pulmonaires pré-malignes correspondrait à un facteur important pour le pronostic de la maladie. Des CTL reconnaissant spécifiquement des peptides issus de la p53 normale ou mutée ont été identifiés in vitro. La lyse de cellules tumorales par des CTL spécifiques de peptides de la p53 normale a été mise en évidence [27].

Le gène codant pour PRAME a été identifié par l'équipe de P. Coulie à partir de la lignée tumorale métastatique MEL.B d'un patient atteint de mélanome. Il est exprimé dans divers tissus normaux (ovaire, endomètre, glandes surrénales), mais sur-exprimé dans un grand nombre de cancers tels que les carcinomes pulmonaires, les sarcomes et les leucémies aiguës. Le peptide antigénique est reconnu par un CTL en association avec la molécule HLA-A24 (tableau VI). Le CTL reconnaissant cet antigène exprime un récepteur inhibiteur KIR (killer inhibitory receptor) : la molécule p58.2. Ce récepteur inhibe la lyse des cellules exprimant les molécules HLA-Cw7 auxquelles il se lie. Le CTL est donc capable de lyser les cellules tumorales ayant perdu ces molécules HLA ce qui permet de lever l'inhibition [28]. Ce type d'interaction complexe entre une réponse activatrice T spécifique et la réponse inhibitrice médiée par les KIR a été suggéré par plusieurs équipes dans différents modèles tumoraux. Ce système correspond à un mécanisme d'échappement tumoral par perte des molécules HLA de classe I [29].

Il est difficile de prévoir si l'utilisation de ces antigènes dans des protocoles de vaccination entraînerait des manifestations auto-immunitaires. Cependant, étant donné la faible expression de ces antigènes dans les tissus normaux, leur reconnaissance par les CTL est peu probable car elle semble nécessiter un certain niveau d'expression du gène codant l'antigène tumoral [30]. Des études réalisées dans des modèles murins ont montré que le transfert de CTL dirigés contre des auto-antigènes exprimés faiblement dans les tissus normaux ne provoquait pas d'altérations auto-immunitaires apparentes [31].

Antigènes codés par des protéines virales

Les virus oncogènes intègrent leur génome dans celui de la cellule hôte et transforme cette dernière vers l'état malin. Ces cellules transformées expriment alors certains gènes viraux dont les produits sont reconnus par des cellules T spécifiques [32-34]. Les différents antigènes codés par des gènes viraux qui peuvent être la cible d'une réponse immune sont représentés par le tableau VII.

La majorité des antigènes associés aux tumeurs connus à ce jour concerne le mélanome humain et appartiennent essentiellement aux deux premières catégories. Certains de ces antigènes offrent des potentialités intéressantes pour leur utilisation en immunothérapie spécifique et des essais cliniques sont en cours.

L'immunothérapie spécifique du cancer

Deux types de stratégies de vaccination pourraient être développées. La première, qui concerne la prévention, est de type prophylactique et permettrait la protection de l'individu, par exemple dans le cadre des transformations malignes faisant suite à une infection virale. La seconde est celle des vaccins de type curatif, l'immunothérapie vaccinale, qui pourraient induire une régression tumorale.

L'objectif de l'immunothérapie vaccinale est d'induire une régression des lésions établies. L'identification de gènes codant des antigènes tumoraux humains ouvre de nouvelles perspectives de vaccination anti-tumorale. En identifiant les personnes dont les cellules tumorales portent un ou plusieurs antigènes tumoraux connus, il serait possible de mettre au point différents modes d'immunisation. Des tentatives de vaccination par des lysats de cellules tumorales autologues irradiées ont été tentées depuis un certain nombre d'années, notamment en cancérologie humaine, en particulier dans le mélanome. L'évolution du nombre de lymphocytes T réagissant avec les cellules tumorales exprimant un antigène tumoral déterminé permettra d'évaluer l'efficacité du traitement. Des traitements similaires réalisés avec des cellules tumorales irradiées préalablement transfectées avec un gène codant une interleukine (IL), telle que l'IL-2, qui devrait activer les lymphocytes T présents à proximité ont été également entrepris.

Par ailleurs, des vaccinations anti-tumorales basées sur l'utilisation de peptides de synthèse ou de protéines purifiées, comme l'antigène tumoral MAGE-1, en présence d'un adjuvant, c'est-à-dire une substance qui stimule le système immunitaire, sont à l'essai. Enfin, des tentatives de thérapie génique consistant à insérer le gène codant l'antigène tumoral, par exemple la protéine MAGE-1, dans l'ADN d'un virus inoffensif, qui pénétrerait dans les cellules humaines, y introduirait le gène, mais ne s'y reproduirait pas, sont envisagées. Les cellules dans lesquelles le virus aura pénétré produiraient la protéine MAGE-1 et présenteraient l'antigène tumoral pendant quelque temps au système immunitaire. L'immunisation à l'aide de peptides tumoraux a pu prouver son efficacité chez certains patients atteints de mélanome, celle-ci n'est néanmoins pas toujours accompagnée d'une réponse T cytotoxique détectable. Par ailleurs, un vaccin composé de monocytes autologues chargés avec un peptide MAGE-A1 a provoqué une réponse CTL spécifique accompagnée d'aucune régression tumorale chez les patients vaccinés [35].

L'antigène MAGE-3 semble particulièrement intéressant pour le développement de protocoles d'immunothérapie, puisqu'il est reconnu à la fois par des lymphocytes T CD8⁺ et CD4⁺ et exprimé par un pourcentage important de mélanomes et de carcinomes humains divers. Le potentiel thérapeutique de cet antigène a été montré par deux essais cliniques, consistant soit en l'injection sous-cutanée d'un peptide MAGE-3 présenté par les molécules HLA-A1, soit en l'injection de cellules dendritiques autologues chargées d'un peptide antigénique MAGE-A3 présenté par HLA-A1. Ces essais ont permis des régressions tumorales chez quelques patients HLA-A1⁺ atteints de mélanome. Aucune réponse CTL spécifique n'a néanmoins pu être détectée chez les patients inclus dans le premier essai [36]. Au cours du deuxième essai, une augmentation de CTL anti-MAGE-A3 a pu être mise en évidence [37].

Dans le cadre des essais cliniques réalisés avec des épitopes dérivés d'antigènes de différenciation, des peptides ont été injectés à des patients, soit avec un adjuvant ou avec du GM-CSF, soit après leur chargement sur des cellules dendritiques [38, 39]. Des réponses CTL ont été détectées dans le sang de certains patients immunisés et quelques régressions tumorales ont été observées. L'injection des peptides gp100 modifiés (154-162), (209-217) et (280-288) en association avec de l'adjuvant incomplet de Freund et de l'IL-2 provoque une augmentation du nombre de CTL spécifiques chez 90 % des patients traités et conduit à des réponses cliniques objectives chez 42 % des patients [39].

CONCLUSION

REFERENCES

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