Accueil > Revues > Médecine > Bulletin du cancer > Texte intégral de l'article
 
      Recherche avancée    Panier    English version 
 
Nouveautés
Catalogue/Recherche
Collections
Toutes les revues
Médecine
Bulletin du Cancer
- Numéro en cours
- Archives
- S'abonner
- Commander un       numéro
- Plus d'infos
Biologie et recherche
Santé publique
Agronomie et Biotech.
Mon compte
Mot de passe oublié ?
Activer mon compte
S'abonner
Licences IP
- Mode d'emploi
- Demande de devis
- Contrat de licence
Commander un numéro
Articles à la carte
Newsletters
Publier chez JLE
Revues
Ouvrages
Espace annonceurs
Droits étrangers
Diffuseurs



 

Texte intégral de l'article
 
  Version imprimable
  Version PDF

Principes généraux et premiers essais cliniques de vaccination thérapeutique contre le cancer


Bulletin du Cancer. Volume 95, Numéro 3, 327-35, mars 2008, Synthèse

DOI : 10.1684/bdc.2008.0588

Résumé   Summary  

Auteur(s) : Jean-François Baurain, Pierre Van der Bruggen, Benoît J Van den Eynde, Pierre G Coulie, Nicolas Van Baren , Centre du Cancer, Cliniques universitaires Saint-Luc, Oncology Department, 54 avenue Hippocrate, B-1200 Bruxelles, Belgique, De Duve Institute, Université catholique de Louvain, Ludwig Institute for Cancer Research, Brussels Branch.

Résumé : Cette brève revue décrit les principes généraux de l’antigénicité des tumeurs humaines vis-à-vis des lymphocytes T, et en particulier des lymphocytes T cytolytiques. L’existence de ces antigènes spécifiques de tumeurs est à la base de stratégies vaccinales thérapeutiques, c’est-à-dire qui visent à faire régresser des tumeurs existantes ou à prévenir l’apparition de métastases. Nous passons brièvement en revue une série de petits essais cliniques effectués dans le mélanome, et qui ont montré des résultats cliniques encourageants mais limités. L’analyse immunologique de certains de ces patients vaccinés a montré l’importance des réponses lymphocytaires T antitumorales, mais aussi le fait que l’absence d’efficacité clinique est très probablement le résultat d’une résistance tumorale à ces réponses immunitaires. Les recherches actuelles s’orientent donc vers l’étude des principaux mécanismes de cette résistance et des moyens de la contrer.

Mots-clés : lymphocyte, antigène, mélanome, vaccination

Illustrations

ARTICLE

Auteur(s) : Jean-François Baurain1, Pierre Van der Bruggen2,3, Benoît J Van den Eynde2,3, Pierre G Coulie2, Nicolas Van Baren2,3

1Centre du Cancer, Cliniques universitaires Saint-Luc, Oncology Department, 54 avenue Hippocrate, B-1200 Bruxelles, Belgique
2De Duve Institute, Université catholique de Louvain
3Ludwig Institute for Cancer Research, Brussels Branch

Article reçu le 29 Juin 2007, accepté le 16 Août 2007

Il y a près d’un siècle qu’est né l’espoir que le système immunitaire puisse éliminer des cellules cancéreuses. Les vaccinations avaient démontré leur efficacité contre les maladies bactériennes et virales, on comprenait que le système immunitaire reconnaisse les composants étrangers à l’organisme, et l’examen au microscope indiquait que les tumeurs cancéreuses présentaient des différences importantes avec les cellules normales. Dans les années 1940 puis 1950, l’utilisation de tumeurs transplantables a permis de montrer que des greffes tumorales pouvaient être rejetées chez des souris et que ces rejets étaient médiés par le système immunitaire, dans la plupart des cas par des lymphocytes T. L’espoir se précisait donc, à condition que ce qui était observé avec des tumeurs de souris se vérifie avec des cellules cancéreuses humaines et, surtout, que l’on comprenne comment des lymphocytes T peuvent distinguer les cellules tumorales des cellules normales.

Ce qui est reconnu par les lymphocytes T à la surface des cellules tumorales

On sait aujourd’hui que beaucoup de cellules tumorales humaines portent à leur surface des antigènes qui peuvent être reconnus par des lymphocytes T, en particulier des lymphocytes T cytolytiques (CTL), qui expriment les molécules CD8 [1]. Ces antigènes sont constitués d’un peptide, en général d’une dizaine d’acides aminés, issu de la dégradation intracellulaire d’une protéine cytoplasmique. Ce peptide antigénique doit passer du cytoplasme vers le réticulum endoplasmique pour y être chargé dans une fente qui se trouve sur les molécules d’histocompatibilité (HLA) de classe I. Ce complexe HLA-peptide migre vers la surface de la cellule où il peut être reconnu par les récepteurs d’un CTL spécifique de cet antigène. Le CTL activé suite à cette reconnaissance va lyser la cellule qui lui présente l’antigène.

La découverte des antigènes tumoraux, ou plus exactement leur identification, est le résultat d’un long périple expérimental de Thierry Boon et de son équipe. Après une observation fortuite faite sur une tumeur de souris en 1975, les recherches ont abouti vers 1985 à la conclusion que les tumeurs murines portent des antigènes qui peuvent servir de cible à une attaque par des CTL. Certains de ces antigènes ont pu être identifiés. Une immunisation contre eux pouvait mener à un rejet tumoral in vivo, et il est apparu évident qu’il fallait essayer de savoir si ces résultats pouvaient s’appliquer à des tumeurs humaines [2].

L’approche génétique de l’identification des antigènes qui avait été mise au point pour la souris a été appliquée à des mélanomes humains et le premier antigène spécifique de tumeurs humaines a été décrit en 1991 [3]. Nous en connaissons maintenant plusieurs dizaines d’autres, la plupart reconnus par des CTL. Certains d’entre eux présentent un intérêt particulier dans le contexte du développement de vaccins antitumoraux : ils sont codés par des familles de gènes telles que MAGE [4].

Les gènes MAGE ne sont pas exprimés dans les tissus normaux. Les cellules de la lignée germinale mâle sont la seule exception documentée, mais elles ne portent pas de molécules HLA et ne peuvent donc pas présenter d’antigènes aux CTL (figure 1). Le caractère strictement spécifique des antigènes tumoraux codés par les gènes MAGE prévient tout effet secondaire néfaste sur les cellules normales. Par ailleurs, le fait qu’ils soient présents sur de nombreuses tumeurs permet d’appliquer le même vaccin à de nombreux patients, ce qui facilite les études et permet d’envisager un développement industriel.

Dans le mélanome, d’autres antigènes reconnus par des CTL proviennent de protéines qui sont présentes aussi dans les mélanocytes normaux. Il s’agit surtout d’enzymes impliquées dans la biosynthèse des mélanines, comme tyrosinase [5], gp100, TRP1 et TRP2. L’utilisation de ces antigènes dans des vaccins contre le mélanome est donc susceptible d’induire des réactions auto-immunes contre les tissus pigmentés, en particulier du vitiligo. Cet effet secondaire s’est toutefois révélé très rare dans l’expérience actuelle de vaccination avec ces antigènes de différenciation mélanocytaire.

D’autres antigènes tumoraux reconnus par des lymphocytes T sont issus de protéines codées par des gènes qui sont mutés dans les cellules cancéreuses d’un patient par rapport à ses cellules normales. De telles mutations sont fréquentes et certaines sont oncogéniques [6]. Outre leur nombre, l’avantage des antigènes de ce type est leur spécificité tumorale absolue, comparable à celle des antigènes de type MAGE. Mais un inconvénient majeur pour des applications vaccinales est leur extrême diversité : la plupart sont propres aux cellules tumorales d’un seul patient et ne peuvent donc être utilisés que pour une vaccination individuelle [7].

Enfin, une dernière catégorie intéressante d’antigènes tumoraux sont des antigènes viraux. Les cellules de tumeurs causées par des virus, comme le carcinome du col utérin (papillomavirus), le lymphome de Burkitt (virus d’Epstein-Barr) ou certains lymphomes T (virus HTLV1), portent à leur surface des molécules HLA chargées de peptides antigéniques codés par le génome viral. Ces antigènes peuvent être utilisés pour stimuler l’immunité antitumorale des patients porteurs de ce type de tumeurs. Remarquons que la vaccination prophylactique contre le papillomavirus, pour réduire l’incidence du cancer du col, procède d’un principe différent : il s’agit ici d’induire la production d’anticorps susceptibles de neutraliser le virus avant même qu’il n’infecte les cellules et les transforme.

Principe, objectifs et stratégie des essais cliniques de vaccination antitumorale

Depuis une quinzaine d’années, nous avons développé, en collaboration avec divers centres en Belgique et en Europe, un programme clinique de vaccination antitumorale dans lequel ont été testés divers types de vaccin contenant des antigènes spécifiques des tumeurs, en particulier des antigènes MAGE. Il s’agit de vaccins thérapeutiques, c’est-à-dire administrés après le début de la maladie.

Le but de ces vaccinations est de faire réagir le système immunitaire du patient, et plus particulièrement ses CTL, contre des antigènes tumoraux exprimés par sa propre tumeur, en espérant que ces CTL activés par le vaccin détruisent les cellules tumorales sans altérer les tissus normaux. Au début de notre programme clinique, nous pensions que le système immunitaire d’un malade cancéreux restait « endormi » face aux antigènes exprimés par la tumeur, probablement parce que ces antigènes étaient peu immunogéniques ou parce qu’il manquait aux cellules tumorales certaines fonctionnalités leur permettant d’induire des réponses CTL puissantes. Selon cette hypothèse, plus le vaccin serait immunogénique, c’est-à-dire capable d’induire de fortes réponses CTL, plus il serait efficace contre la tumeur.

Nos essais cliniques s’adressent à des malades atteints d’un cancer, notamment d’un mélanome, qui expriment fréquemment les antigènes de type MAGE. Nous nous concentrons sur le mélanome pour les raisons suivantes. Les patients atteints de mélanome métastatique ont souvent des lésions facilement accessibles qu’on peut exciser pour les besoins de l’étude. Ces lésions se mettent aisément en culture, pour en dériver des lignées qui s’avèrent extrêmement précieuses pour les études en laboratoire. De plus, le mélanome au stade métastatique est réfractaire aux traitements conventionnels et un traitement expérimental est donc éthiquement acceptable. Il est cependant utile de remarquer que des antigènes tumoraux spécifiques reconnaissables par des lymphocytes T sont présents sur quasi tous les types de cancer, et que les approches vaccinales illustrées plus loin pour le mélanome s’appliquent aussi à d’autres tumeurs.

Un patient doit remplir certaines conditions pour être inclus dans une étude et recevoir un vaccin. Il faut confirmer l’expression par la tumeur de l’antigène utilisé dans le vaccin. D’abord, il faut un typage HLA du patient. Ensuite, une analyse par RT-PCR de l’expression du gène MAGE qui code pour l’antigène. Cela peut se faire à partir d’une biopsie tumorale (figure 2). Après inclusion, le patient reçoit des vaccinations répétées, en milieu hospitalier ambulatoire. Les administrations se font principalement par voies intradermique et sous-cutanée car la peau est l’un des tissus les plus riches en cellules dendritiques, qui jouent un rôle important dans le déclenchement d’une réponse immunitaire. Les injections sont toutefois intramusculaires lorsque le vaccin contient un adjuvant immunologique trop irritant. Chaque patient subit un bilan tumoral et une collecte de lymphocytes sanguins avant puis après traitement, pour suivre l’évolution de la maladie et la réponse immunitaire au vaccin (figure 2).

Vaccins à base de peptides chez des patients cancéreux avancés

Les premiers vaccins que nous avons testés étaient constitués de peptides synthétiques correspondant à certains des antigènes tumoraux déjà identifiés. Les avantages de ce type de vaccin sont leur faible coût de production et leur facilité d’utilisation. Dans l’un des premiers essais cliniques que nous avons lancé, le peptide MAGE-3.A1 de 9 acides aminés, dérivé de la protéine MAGE-A3 et présenté par HLA-A1, a été administré à une cinquantaine de patients cancéreux, à trois reprises espacées d’un mois [8]. Le traitement a été bien toléré, sans effet secondaire sévère rapporté. Sur les 26 patients atteints de mélanome avec des métastases mesurables au début du traitement et qui ont pu recevoir le traitement complet, nous avons observé des régressions tumorales significatives chez 7. Trois de ces 7 répondeurs ont éliminé leurs métastases complètement et, chez 2, la rémission a persisté pendant plusieurs années (figure 3).

Les régressions observées impliquaient le plus souvent des métastases cutanées ou ganglionnaires. Elles se produisaient surtout chez des malades pas trop avancés dans leur maladie métastatique. Elles apparaissaient parfois tardivement après le début des vaccinations, après plusieurs semaines ou mois de traitement et leur évolution pouvait être lente. Les régressions de nodules cutanés ne s’accompagnaient quasiment pas de signes inflammatoires. Comme on peut le voir sur la figure 3, des taches pigmentées pouvaient persister pendant des mois après la régression complète de métastases pigmentées. Ce « tatouage mélanique » s’explique par la persistance, au sein de l’ancien site tumoral, de macrophages chargés en pigment, ou mélanophages. Dans certains cas, on a observé une réponse mixte ou dissociée : certaines lésions ont régressé tandis que d’autres ont augmenté en taille.

Ce résultat a été jugé très encourageant. Il a démontré que cette nouvelle approche thérapeutique pouvait avoir une activité antitumorale. En effet, la fréquence des régressions observées après vaccin était nettement supérieure à la fréquence de régression spontanée dans le mélanome métastatique, estimée à moins de 0,5 %. L’absence de toxicité sérieuse était un autre argument important. Nous pouvions espérer qu’en développant des vaccins plus immunogéniques qu’un peptide administré seul, nous aurions de plus fortes réponses CTL et une meilleure efficacité clinique.

Nous avons alors testé d’autres modalités de vaccination peptidique : des vaccinations plus fréquentes, diverses associations combinant plusieurs peptides différents, ou encore l’addition d’un peptide antigénique plus long, qui se fixe sur une molécule HLA de classe II et est reconnu par des lymphocytes T auxiliaires CD4+ qui peuvent potentialiser la réponse CTL. Enfin, nous avons associé des peptides à un adjuvant immunologique, c’est-à-dire une substance qui, mélangée à l’antigène, en augmente l’immunogénicité, soit en stabilisant l’antigène, soit en provoquant une réaction inflammatoire au site d’injection, ce qui active les cellules du système immunitaire inné et potentialise la réponse des lymphocytes T. Les adjuvants que nous avons testés, seuls ou combinés, comprennent un dérivé atténué d’endotoxine bactérienne appelé MPL, une saponine végétale (QS21), le montanide ISA51 qui est une huile minérale similaire à l’adjuvant de Freund incomplet, l’interleukine 12 parce qu’elle stimule les réponses CTL et, enfin, le CpG7909, un oligonucléotide synthétique contenant des dinucléotides CG non méthylés, ce qui active les cellules dendritiques, les macrophages, les cellules NK et les lymphocytes B via leur récepteur TLR9.

Les résultats de ces études cliniques, qui ne portent chaque fois que sur 10 à 40 patients, peuvent se résumer comme suit (tableau 1). Ces vaccins ont été dans l’ensemble bien tolérés. Les effets secondaires rapportés comprenaient principalement des réactions inflammatoires locales, rarement systémiques, modérées et transitoires, vraisemblablement causées par les adjuvants. Des régressions tumorales, similaires à celles observées avec le peptide MAGE-3.A1, ont été observées chez une minorité des malades vaccinés, sans toutefois qu’une des modalités de vaccination n’apparaisse comme clairement supérieure aux autres.

Tableau 1 Essais cliniques de vaccination thérapeutique chez des patients porteurs de tumeur (maladie détectable) développés par l’Institut Ludwig de Bruxelles et le Centre du cancer des cliniques universitaires Saint-Luc

Etude

Vaccin

Type de tumeur

Patients vaccinés

Régressions tumorales observées

Réponses complètes ou partielles

Réponses CTL détectées (nombre de positifs sur nombre de testés)

régresseurs

progresseurs

LB 93-001

Peptide MAGE-1.A1, sans adjuvant

MELA

3

0

0

-

0/1

NSCLC

4

0

0

-

0/2

ORL

1

0

0

-

-

LB 94-001

Peptide MAGE-3.A1, sans adjuvant

MELA

25

7

4

0/2

0/2

NSCLC

1

0

0

-

-

ORL

0

0

0

-

-

OESO

1

0

0

-

-

VESS

1

0

0

-

-

LUD 95-002

Peptide MAGE-3.A1 + adjuvant MPL/QS21

MELA

6

0

0

-

0/2

NSCLC

2

0

0

-

-

LUD 95-004

Peptide MAGE-3.A2, sans adjuvant

MELA

18

2

0

-

0/10

NSCLC

1

0

0

-

-

OESO

1

0

0

-

-

LUD 96-007

Peptides MAGE-3.A1 et MAGE-1.A1

MELA

11

2

0

0/2

0/4

NSCLC

1

0

0

-

-

LUD 97-004

Peptide MAGE-3.A1, vaccins fréquents

MELA

21

3

0

1/3

0/7

Idem + peptide MAGE-3.DP4

MELA

7

0

0

-

-

LUD 97-002

Protéine MAGE-3 + adjuvant MPL/QS21

MELA

33

4

2

-

-

NSCLC

1

0

0

-

-

ORL

1

0

0

-

-

OESO

1

0

0

-

-

VESS

3

1

1

-

-

LUD 97-005

Virus recombinant ALVAC codant pour les antigènes MAGE-3.A1 et MAGE-1.A1

MELA

30

6

1

3/4

1/11

NSCLC

1

0

0

-

-

LUD 99-003

Protéine MAGE-3, sans adjuvant

MELA

26

5

1

-

-

LUD 99-006

Peptides MAGE-4.A2 + MAGE-10.A2

MELA

3

0

0

0/3

-

Idem + adjuvant IL-12

MELA

2

0

0

0/1

-

LUC 03-001

Peptide MAGE-3.A1 + adjuvant CpG7909

MELA

7

0

0

-

0/7

LUD 03-0078

peptides HLA-A2 + adjuvant CpG7909

MELA

14

3

0

0/3

6/11

8 peptides HLA-A2 + adjuvant Montanide

MELA

en cours

Vaccination de patients cancéreux avancés avec une protéine complète, un virus recombinant, ou des cellules dendritiques

Outre les peptides, nous avons testé d’autres types de vaccin, particulièrement prometteurs sur le plan immunologique mais plus difficiles à produire et à manipuler.

La protéine recombinante MAGE-3 a été testée dans plusieurs essais cliniques, avec ou sans adjuvant immunologique [9, 10]. L’avantage principal est le grand nombre d’épitopes de classe I que contient une protéine entière, couvrant beaucoup si non tous les HLA de classe I, ce qui permet de passer outre la restriction HLA imposée par l’approche peptide. De plus, cette protéine contient également des épitopes présentés sur les HLA de classe II, ce qui permet la stimulation de lymphocytes T auxiliaires. En revanche, ces deux aspects rendent la détection d’une réponse lymphocytaire T nettement plus complexe [11, 12].

Nous avons également administré un vaccin viral à une quarantaine de patients [13]. Le virus recombinant, un poxvirus aviaire appelé Alvac, avait été modifié génétiquement pour forcer les cellules infectées à exprimer les antigènes tumoraux MAGE-3.A1 et MAGE-1.A1, leur permettant ainsi d’induire une réponse CTL contre ces deux antigènes. Le vecteur viral apporte en théorie aussi plusieurs déterminants capables d’activer le système immunitaire inné.

Enfin, nous avons collaboré avec les équipes de G. Schuler à Erlangen, et K. Thielemans et T. Velu à Bruxelles pour tester des vaccins à base de cellules dendritiques autologues. Des cellules monocytaires sont prélevées par leucaphérèse chez le patient puis cultivées avec des cytokines comme l’IL4 et le GM-CSF qui les font se différencier en cellules dendritiques. Elles sont ensuite incubées avec un ou plusieurs peptides antigéniques qui vont se placer sur des molécules HLA présentes sur les cellules dendritiques, et reconstituent ainsi les antigènes tumoraux. Elles sont ensuite réinjectées au malade pour l’immuniser [14, 15].

Les résultats cliniques obtenus avec ces différents vaccins sont globalement superposables à ce que nous avions vu avec les vaccins peptidiques. La tolérance au traitement a été bonne. Une minorité de patients vaccinés a montré des régressions tumorales, très semblables à celles associées aux vaccins peptidiques. Ces résultats ne permettent pas de conclure à la supériorité de l’un ou l’autre de ces vaccins en termes d’efficacité antitumorale (tableau 1).

Toutes études confondues, on peut donc conclure que les vaccins, quels qu’ils soient, induisent des régressions tumorales chez 5 à 20 % des malades vaccinés. Le taux de réponses objectives (complètes ou partielles) selon les critères officiels WHO ou RECIST avoisine les 5 % des malades vaccinés seulement. Ces résultats restent insuffisants pour valider les vaccins thérapeutiques comme traitement reconnu du mélanome et d’autres types de cancer. Ils ne doivent toutefois pas nous faire abandonner cette approche. Les régressions tumorales, parfois complètes, indiquent clairement qu’il y a des mécanismes antitumoraux qui sont associés aux vaccinations. Pour améliorer les résultats cliniques, il est crucial d’arriver à comprendre ces mécanismes, leur lien avec les vaccinations, ainsi que les raisons pour lesquelles ils n’opèrent pas chez la majorité des patients vaccinés. Dans cette optique, nous avons analysé, parfois de façon très détaillée, les réponses immunologiques induites par les vaccinations.

Analyse des réponses immunitaires aux vaccins et de leur rôle dans les régressions tumorales

Nous avons entrepris, parallèlement au développement des essais cliniques, de détecter et de quantifier les réponses immunitaires dirigées contre les antigènes vaccinaux. Une méthode très sensible, basée sur la technique des tétramères HLA, a été développée. Elle a permis de mettre en évidence une réponse CTL dans le sang d’un petit nombre de patients vaccinés soit avec un peptide seul, soit avec le virus Alvac, soit avec les cellules dendritiques. Les réponses CTL anti-MAGE-3.A1, l’antigène le plus utilisé dans nos études, ont été détectées plus souvent chez les patients qui ont montré des régressions tumorales que chez ceux qui n’en ont pas montré. La plupart des réponses CTL observées étaient faibles, ce qui indique que les vaccins testés étaient peu immunogéniques. Des réponses dans l’ensemble plus fortes ont été observées avec les vaccins dendritiques.

Ces observations soulèvent une question : les clones CTL induits par les vaccins sont-ils les effecteurs principaux des régressions tumorales observées ? Pour y répondre, nous avons quantifié, par PCR clonotypique, la présence de ces clones CTL antivaccinaux dans des prélèvements tumoraux provenant de deux patients qui ont montré des régressions tumorales importantes après vaccination. Dans les deux cas, les CTL amplifiés après vaccination n’étaient présents dans la tumeur qu’à très faible fréquence, similaire à celle du sang. Nous avons ensuite montré que des CTL dirigés contre d’autres antigènes tumoraux de la tumeur, incluant des antigènes MAGE, des antigènes de différenciation mélanocytaire et des antigènes résultant de mutations, étaient présents à des fréquences bien plus élevées dans le sang et dans les métastases de ces deux patients. Certains de ces CTL antitumoraux étaient amplifiés suite aux vaccinations, et se retrouvaient considérablement concentrés dans les métastases en régression, suggérant leur implication dans la régression tumorale [16]. D’autres CTL antitumoraux étaient déjà présents à haute fréquence dans le sang et la tumeur avant vaccination. Nous avons également montré, sur une série élargie de patients atteints de mélanome métastatique, qu’ils avaient tous dans leur sang une fréquence élevée de CTL reconnaissant divers antigènes tumoraux exprimés par leur tumeur [17].

Ces observations nous ont conduits à proposer le scénario suivant pour expliquer les régressions tumorales induites par vaccination [18]. Les patients atteints de mélanome métastatique développent avant toute vaccination des réponses CTL spontanées contre certains antigènes tumoraux exprimés par leur tumeur. Ces CTL antitumoraux se concentrent dans les métastases, mais deviennent incapables d’agir efficacement contre les cellules tumorales, vraisemblablement à cause de mécanismes de résistance sélectionnés par la tumeur. Chez certains malades, un petit nombre de CTL induits par le vaccin migreraient dans la tumeur et, étant moins sensibles à la résistance tumorale, parviendraient par un mécanisme inconnu à activer ou à réactiver d’autres CTL antitumoraux naïfs ou inhibés, permettant à ces derniers de proliférer et de détruire l’essentiel de la masse tumorale.

Il est important de se rappeler à ce stade deux caractéristiques des régressions tumorales. Premièrement, un certain nombre de patients régresseurs ont une réponse mixte au vaccin, c’est-à-dire que certaines de leurs métastases régressent, alors que d’autres continuent irrémédiablement à progresser. Cela suggère que la résistance tumorale peut varier non seulement d’un malade à l’autre, mais aussi d’une métastase à l’autre chez un même patient. Deuxièmement, elles s’observent surtout chez des patients peu avancés dans leur maladie métastatique. Il est par conséquent probable que la résistance tumorale s’acquiert et s’accentue au fur et à mesure de la progression tumorale. Si notre scénario est exact, cela permet d’orienter notre stratégie de recherche dans deux directions. Premièrement, il est tentant de postuler que les vaccinations, données à un stade plus précoce dans la maladie, alors que la tumeur n’a pas encore développé de résistance suffisamment efficace, pourraient avoir une activité antitumorale accrue par rapport aux stades métastatiques avancés qui ont fait l’objet des essais cliniques décrits ci-dessus. En pratique, cela nous incite à vacciner des malades en rémission complète après chirurgie d’exérèse, mais ayant un risque important de récidive. Rappelons que de très nombreux patients cancéreux se retrouvent dans cette situation clinique de rémission avec risque de rechute, et que les vaccinations n’ont pas montré de toxicité sévère jusqu’à présent, ce qui rend cette approche particulièrement tentante. Deuxièmement, la résistance de la tumeur apparaît comme le facteur principal qui va décider de son rejet ou non par les CTL. Il est donc crucial d’identifier les mécanismes de cette résistance, pour mettre au point des méthodes permettant de la contrer. Ces deux points sont développés successivement ci-dessous.

Vaccinations en situation de rémission

La firme pharmaceutique GlaxoSmithKline Biologicals a présenté en 2006 les résultats préliminaires d’un essai clinique de vaccination dans le cancer du poumon en rémission : 182 patients atteints d’un cancer du poumon non à petites cellules (NSCLC) au stade précoce (stades Ib et II) ont reçu, après exérèse complète de la tumeur et curage ganglionnaire, soit un vaccin avec la protéine MAGE-3, soit un placebo. Dans l’état actuel des données, le risque de récidive semble être réduit d’environ 25 % chez les patients vaccinés. Ce résultat doit toutefois être confirmé sur un plus grand nombre de patients et sur une durée d’observation plus longue, avant de pouvoir conclure au bénéfice du traitement.

Nous avons mis sur pied une série d’essais cliniques dans chacun desquels une quinzaine de patients ont été vaccinés avec un ou plusieurs peptides et un adjuvant immunologique : soit l’IFNα, soit le montanide ISA51 (tableau 2). Ce petit nombre de patients ne permet bien entendu pas à ce stade d’évaluer l’efficacité antitumorale de ces vaccins. L’objectif principal était d’évaluer si des réponses CTL pouvaient être induites chez les patients moins avancés et quelle combinaison semblait la plus immunogénique. L’association peptide-montanide ISA51 a donné les résultats les plus encourageants jusqu’à présent.

Sur la base de ces résultats, nous mettons sur pied une étude randomisée multicentrique de vaccination dans le mélanome cutané en rémission après chirurgie. Cent cinquante malades recevront un vaccin (plusieurs peptides + montanide ISA51), tandis que 150 autres ne recevront rien. Ils seront vaccinés régulièrement pendant 2 ans. L’objectif principal de cette étude est d’évaluer l’impact d’une vaccination sur la survie des patients en rémission, l’intervalle libre de rechutes et leur fréquence. Cette étude sera effectuée en collaboration avec des centres belges et français avec une période d’inclusion de 3 ans (début prévu en 2008). Les premiers résultats sont attendus dans 5 ans.

Tableau 2 Essais cliniques chez des patients non porteurs de tumeur (maladie en rémission)

Etude

Vaccin

Type de tumeur

Patients vaccinés

Réponses CTL

LUD 01-006

Peptide MAGE-3.A1, sans adjuvant

MELA

7

0/7

Peptide MAGE-10.A2, sans adjuvant

MELA

9

0/9

ARRAY(0x315ab0)

LUC 02-001

Peptide MAGE-3.A1 + IFNα

MELA

7

0/7

ARRAY(0x316e3c)

LUC 03-002

Peptide MAGE-3.A1 + Montanide

MELA

14

0/14

4 peptides HLA-A2 + adjuvant Montanide

MELA

27

21/27

4 peptides HLA-A2, sans adjuvant

MELA

11

0/11

ARRAY(0x3186fc)

LUC 05-003

8 peptides HLA-A2, sans adjuvant ou + adjuvant Montanide, IMP321 ou les deux

MELA

en cours

Analyse des mécanismes de résistance tumorale au rejet par le système immunitaire

Il y a a priori beaucoup de raisons pour lesquelles des cellules cancéreuses pourraient éviter d’être détruites par les CTL. Citons par exemple la perte d’expression de l’antigène par les cellules tumorales, la perte d’expression des molécules HLA ou d’autres molécules impliquées dans l’apprêtement des antigènes, la résistance des cellules tumorales à l’apoptose ou encore la production de facteurs pouvant interférer avec la réponse immunitaire, tels que certaines cytokines aux propriétés immunosuppressives. Nous avons concentré nos efforts de recherche sur trois approches.

La première est l’étude des dysfonctionnements des lymphocytes T antitumoraux. Ces recherches visent à une meilleure compréhension des mécanismes qui bloquent la prolifération ou la fonction (par ex. l’activité lytique) des lymphocytes T en contact avec les cellules tumorales, pour développer ensuite des moyens de contrecarrer ces dysfonctionnements lymphocytaires pour améliorer l’efficacité clinique des vaccinations. Les métastases tumorales sont souvent infiltrées par des lymphocytes dont une grande partie reconnaissent des antigènes de tumeurs. L’activation de lymphocytes T spécifiques de tumeurs et leur trafic vers les métastases ne semblent donc pas poser de problème majeur. C’est en aval qu’il faudrait donc chercher ce qui les empêche d’éliminer les cellules tumorales. Une hypothèse est que la présence constante de l’antigène induit un phénomène d’épuisement des CTL et leur dysfonctionnement. Il nous faudra répondre aux questions suivantes. Quelles sont les caractéristiques d’un lymphocyte T épuisé par une stimulation chronique ? Est-il possible d’éviter un épuisement de lymphocytes T maintenus en présence constante d’antigène ? Dans l’hypothèse où l’état d’épuisement est transitoire, comment récupérer les fonctions effectrices ? Des premiers résultats encourageants ont été obtenus avec des lymphocytes T en culture ainsi qu’avec des lymphocytes T infiltrant des tumeurs humaines. Dans ces premières expériences, l’état d’épuisement des lymphocytes T était transitoire et s’est avéré réversible.

Nous avons récemment caractérisé un nouveau mécanisme de résistance tumorale basé sur la destruction locale du tryptophane par les cellules cancéreuses [19]. Ce mécanisme présente l’avantage considérable de pouvoir être contrôlé par des agents pharmacologiques qui pourraient être utilisés en association avec les vaccins pour en accroître l’efficacité. Beaucoup de cellules cancéreuses produisent une enzyme, l’indoleamine 2,3-dioxygénase (IDO), qui est essentielle pour la dégradation du tryptophane. En déplétant localement le tryptophane présent dans le milieu extracellulaire, l’IDO semble bloquer la prolifération des lymphocytes T (figure 4). Les lymphocytes T sont en effet très sensibles au manque de tryptophane, qui provoque l’arrêt de leur cycle cellulaire. L’IDO placentaire, par exemple, est essentielle dans la prévention du rejet immunitaire des embryons semi-allogéniques [20]. Pour déterminer si son expression par les cellules tumorales permet effectivement à ces dernières de résister au rejet immunitaire, nous avons eu recours au modèle de la tumeur de souris P815. Il s’agit d’un mastocytome très agressif, qui forme des tumeurs progressives lorsqu’on l’injecte à des souris syngéniques. Cette tumeur exprime des antigènes de rejet qui permettent à des souris préalablement vaccinées contre ces antigènes de rejeter un inoculum de cellules P815. Des cellules P815 ont été modifiées de façon à produire de l’IDO et ont été injectées à des souris pré-immunisées. Comme prévu, les cellules P815 qui n’exprimaient pas l’IDO ont été rejetées par toutes les souris. Cependant, les cellules P815 exprimant l’IDO ont échappé à ce rejet et ont formé des tumeurs chez la majorité des souris. Cela suggère en effet que l’expression d’IDO par les tumeurs leur permet d’échapper au rejet immunitaire par les lymphocytes T, vraisemblablement en bloquant la prolifération des lymphocytes suite à l’épuisement du milieu environnant en tryptophane. Nous investiguons la possibilité de bloquer ce mécanisme en inhibant l’activité de l’IDO par des moyens pharmacologiques. Le 1-méthyl-tryptophane (1MT) est un inhibiteur de l’IDO. Si les souris en reçoivent, leurs tumeurs progressent beaucoup moins vite et atteignent une taille sensiblement plus faible. Ces résultats suggèrent donc que l’efficacité des vaccinations anticancéreuses pourrait être améliorée en traitant simultanément les patients avec des inhibiteurs de l’IDO. Le 1MT semble être un bon candidat, même s’il n’inhibe que partiellement l’activité de l’IDO. Il a l’avantage de ne pas inhiber la tryptophane-dioxygénase, l’enzyme hépatique responsable de la régulation des taux systémiques de tryptophane, qui ne devrait donc pas induire de problème métabolique majeur. Les recherches en cours visent notamment à identifier des inhibiteurs de l’IDO plus efficaces que le 1MT.

Une troisième approche est basée sur le profilage d’expression génique des tumeurs en utilisant des microarrays (puces à ADN ou microdamiers). Cette technique mesure simultanément le niveau d’expression de milliers de gènes différents dans un échantillon. Nous testons une série de métastases de mélanome, principalement cutanées, provenant de patients vaccinés. Nous testons également des tissus normaux et des lignées tumorales établies à partir de métastases de mélanome. Nous espérons identifier des gènes impliqués dans la résistance tumorale aux CTL, principalement en comparant une série d’échantillons provenant de patients régresseurs, à une série provenant de patients non régresseurs. Nous allons aussi comparer, dans la limite du matériel disponible, des paires d’échantillons provenant chacune du même patient, l’une en train de régresser et l’autre en train de progresser. Nous allons tenter d’identifier des gènes exprimés à la fois dans le placenta et dans les tumeurs, en espérant découvrir des gènes qui, comme l’IDO, pourraient protéger à la fois le placenta et la tumeur contre leur rejet immunitaire. Enfin, nous allons caractériser l’infiltrat inflammatoire présent dans les tumeurs et son interaction avec les cellules cancéreuses.

Conclusion

L’essentiel pour l’avenir sera de comprendre pourquoi les vaccinations thérapeutiques échouent dans la majorité des cas. Avons-nous été incapables de déclencher une réponse T chez les malades ? Leur tumeur est-elle résistante à l’attaque immunitaire ? Et dans chaque cas, pourquoi ? Nous pensons avoir de plus en plus d’outils pour analyser en détail la réponse immunitaire des patients vaccinés. Nous devons maintenant nous atteler à comprendre les mécanismes de résistance au sein de la tumeur pour pouvoir les déjouer. C’est une vaste entreprise scientifique et médicale qui nécessite une étroite collaboration entre les chercheurs de laboratoire et les cliniciens oncologues.

Références

1 Boon T, Cerottini JC, Van den Eynde B, van der Bruggen P, Van Pel A. Tumor antigens recognized by T lymphocytes. Annu Rev Immunol 1994 ; 12 : 337-65.

2 Boon T, Van Pel A. Teratocarcinoma cell variants rejected by syngeneic mice : protection of mice immunized with these variants against other variants and against the original malignant cell line. Proc Natl Acad Sci USA 1978 ; 75 : 1519-23.

3 Van der Bruggen P, Traversari C, Chomez P, Lurquin C, De Plaen E, Van den Eynde B, et al. A gene encoding an antigen recognized by cytolytic T lymphocytes on a human melanoma. Science 1991 ; 254 : 1643-7.

4 Chomez P, De Backer O, Bertrand M, De Plaen E, Boon T, Lucas S. An overview of the MAGE gene family with the identification of all human members of the family. Cancer Res 2001 ; 61 : 5544-51.

5 Brichard V, Van Pel A, Wölfel T, Wölfel C, De Plaen E, Lethé B, et al. The tyrosinase gene codes for an antigen recognized by autologous cytolytic T lymphocytes on HLA-A2 melanomas. J Exp Med 1993 ; 178 : 489-95.

6 Wölfel T, Hauer M, Schneider J, Serrano M, Wölfel C, Klehmann-Hieb E, et al. A p16INK4a-insensitive CDK4 mutant targeted by cytolytic T lymphocytes in a human melanoma. Science 1995 ; 269 : 1281-4.

7 Parmiani G, De Filippo A, Novellino L, Castelli C. Unique human tumor antigens : immunobiology and use in clinical trials. J Immunol 2007 ; 178 : 1975-9.

8 Marchand M, van Baren N, Weynants P, Brichard V, Dréno B, Tessier M-H, et al. Tumor regressions observed in patients with metastatic melanoma treated with an antigenic peptide encoded by gene MAGE-3 and presented by HLA-A1. Int J Cancer 1999 ; 80 : 219-30.

9 Marchand M, Punt CJA, Aamdal S, Escudier B, Kruit WHJ, Keilholz U, et al. Immunization of metastatic cancer patients with MAGE-3 protein combined with adjuvant SBAS-2 : clinical report. Eur J Cancer 2003 ; 39 : 70-7.

10 Kruit WH, van Ojik HH, Brichard VG, Escudier B, Dorval T, Dréno B, et al. Phase 1/2 study of subcutaneous and intradermal immunization with a recombinant MAGE-3 protein in patients with detectable metastatic melanoma. Int J Cancer 2005 ; 117 : 596-604.

11 Zhang Y, Sun Z, Nicolay H, Meyer RG, Renkvist N, Stroobant V, et al. Monitoring of anti-vaccine CD4 T cell frequencies in melanoma patients vaccinated with a MAGE-3 protein. J Immunol 2005 ; 174 : 2404-11.

12 Vantomme V, Dantinne C, Amrani N, Permanne P, Gheysen D, Bruck C, et al. Immunologic analysis of a phase I/II study of vaccination with MAGE-3 protein combined with the AS02B adjuvant in patients with MAGE-3-positive tumors. J Immunother 2004 ; 27 : 124-35.

13 Van Baren N, Bonnet MC, Dréno B, Khammari A, Dorval T, Piperno-Neumann S, et al. Tumoral and immunological responses following vaccination of melanoma patients with an ALVAC virus encoding Mage antigens recognized by T cells. J Clin Oncol 2005 ; 23 : 9008-21.

14 Thurner B, Haendle I, Roder C, Dieckmann D, Keikavoussi P, Jonuleit H, et al. Vaccination with MAGE-3A1 peptide-pulsed mature, monocyte-derived dendritic cells expands specific cytotoxic T cells and induces regression of some metastases in advanced stage IV melanoma. J Exp Med 1999 ; 190 : 1669-78.

15 Trakatelli M, Toungouz M, Blocklet D, Dodoo Y, Gordower L, Laporte M, et al. A new dendritic cell vaccine generated with interleukin-3 and interferon-beta induces CD8 + T cell responses against NA17-A2 tumor peptide in melanoma patients. Cancer Immunol Immunother 2006 ; 55 : 469-74.

16 Lurquin C, Lethé B, Corbière V, Théate I, van Baren N, Coulie PG, et al. Contrasting frequencies of anti-tumor and anti-vaccine T cells in metastases of a melanoma patient vaccinated with a MAGE tumor antigen. J Exp Med 2005 ; 201 : 249-57.

17 Germeau C, Ma W, Schiavetti F, Lurquin C, Henry E, Vigneron N, et al. High frequency of anti-tumor T cells in the blood of melanoma patients before and after vaccination with tumor antigens. J Exp Med 2005 ; 201 : 241-8.

18 Boon T, Coulie PG, Van den Eynde B, van der Bruggen P. Human T cell responses against melanoma. Annu Rev Immunol 2006 ; 24 : 175-208.

19 Uyttenhove C, Pilotte L, Theate I, Stroobant V, Colau D, Parmentier N, et al. Evidence for a tumoral immune resistance mechanism based on tryptophan degradation by indoleamine 2,3-dioxygenase. Nat Med 2003 ; 9 : 1269-74.

20 Munn DH, Zhou M, Attwood JT, Bondarev I, Conway SJ, Marshall B, et al. Prevention of allogeneic fetal rejection by tryptophan catabolism. Science 1998 ; 281 : 1191-3.


 

Qui sommes-nous ? - Contactez-nous - Conditions d'utilisation - Paiement sécurisé
Actualités - Les congrès
Copyright © 2007 John Libbey Eurotext - Tous droits réservés
[ Informations légales - Powered by Dolomède ]