Le CpG et le poly(I:C) agissent en synergie avec le trastuzumab contre le cancer du sein HER2+

Abstract

Chez la souris, la thérapie anti-HER2 est dépendante de la présence de cellules T CD8+IFN-γ+ et des réponses IFN de type I. Ces IFN sont induits par les TLRs suite à la reconnaissance de signaux de danger, appelés PAMPs et DAMPs. Les TLR-3 et TLR-9 sont tous deux de bons inducteurs d’IFN de type I et sont également capable d’agir en synergie afin d’augmenter les niveaux d’IFN-γ, de TNF-α et d’IL-12. Notre hypothèse fut que la stimulation de ces deux TLRs mènerait à l’amélioration de l’activité anti-tumorale du trastuzumab via le recrutement et l’activation des cellules immunitaires. Nos buts furent de confirmer le potentiel thérapeutique de la combinaison de l’anticorps anti-HER2, de l’agoniste de TLR-3, le poly(I:C), et de l’agoniste de TLR-9, le CpG ODN. Des études in vivo et in vitro nous ont permis de découvrir une synergie entre ces agents qui résulte en une cytotoxicité ciblée plus efficace. De plus, cette thérapie s’avéra efficace chez des modèles CD8-dépendants et CD8-indépendents. Les souris purent rejeter leur tumeur et demeurer sains plusieurs semaines après l’arrêt des injections. Ces souris étaient également protégées lors d’un challenge, soulignant ainsi la présence d’une immunité mémoire. Nous avons aussi découvert que l’administration combine de trastuzumab des deux agonistes de TLRs mène à des réponses systémiques. Des études de déplétion confirmèrent que les cellules T CD8+ sont cruciales pour la protection à long terme des animaux, mais que les pDC sont moins impliquées que ce que l’on pourrait croire. Leur absence n’a que modestement affecté les effets de notre thérapie. À l’opposé, les cellules NK sont d’importants médiateurs des effets thérapeutiques. Des expériences d’ADCC ont révélé que le CpG ODN et poly(I:C) ont tous deux la capacité d’améliorer les fonctions des cellules NK, mais que la stimulation simultanée des TLR-3 et TLR-9 permet de maximiser les effets bénéfiques du trastuzumab. De la même manière, l’addition de CpG ODN et de poly(I:C) aux anticorps anti-HER2 a permis d’augmenter les réponses pro-inflammatoires, plus spécifiquement l’IFN-γ, le TNF-α, l’IP-10 et l’IL-12.

In murine models, anti-HER2 therapy has been shown to be dependent on IFN-γ-producing CD8+ T cells and type I IFN responses. These IFN are induced by TLRs following the recognition of danger signals, called PAMPs or DAMPs. Both TLR-3 and TLR-9 are well known inducers of type I IFN and were also shown to act synergistically to enhance the levels of IFN-γ, TNF-α, and IL-12. Our hypothesis thus was that the stimulation of those two TLRs would lead to an enhancement of the activity of trastuzumab against tumor cells by the recruitment and activation of immune cells. Our goals were to assess the potential therapeutic effects of a combination of anti-HER2 mAbs, TLR-3 agonist poly(I:C) and TLR-9 agonist CpG ODN. In vivo and in vitro studies enabled us to discover a synergy between all agents resulting in a more efficient targeted cytotoxicity. Moreover, this therapy was fully effective in a CD8-dependant cell line as well as a CD8-independent one. Mice were able to completely reject their tumor and remain tumor-free weeks after the injections. Those mice were also protected against a rechallenge, thus underlining the presence of an immune memory. We also discovered that the combined administration of trastuzumab and the TLR agonists leads to systemic responses. Depleting studies confirmed that T CD8+ cells are crucial for the animal to remain tumor-free on the long term, but that pDC are far less involved than what we could have thought. Their absence only modestly affected the outcome of our therapy. On the counterpart, NK cells were important mediators of the therapeutic effect. ADCC assays revealed that both CpG ODN and poly(I:C) are able to enhance the functions of NK cells, but that simultaneous stimulation of the TLR-3 and TLR-9 allows to maximize the beneficial effects of trastuzumab. The same way, the addition of both CpG ODN and poly(I:C) to the anti-HER2 mAbs further enhanced pro-inflammatory responses, more specifically IFN-γ, TNF-α, IP-10 and IL-12.