C1498-Luc-mCherry : un modèle de leucémie myéloïde aiguë (LMA) syngénique

La leucémie myéloïde aiguë (LMA) est l'hémopathie maligne la plus courante chez les adultes, avec un taux de survie à 5 ans d'environ 25 % des patients diagnostiqués[#2]}. Alors que les deux tiers des patients atteints de LMA traités par une chimiothérapie standard à forte dose obtiennent une rémission, 50 % des patients rechutent après rémission.  La majorité des rechutes surviennent dans les deux à trois ans après le traitement initial et chaque patient présente un risque de rechute en raison de l'hétérogénéité moléculaire de la maladie[2]. Cette situation a encouragé l'exploration de nouvelles approches thérapeutiques, en particulier les thérapies basées sur l'immunité, puisque les cellules LMA expriment à la fois le complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) de classe I et de classe II, ce qui en fait des cibles sensibles aux réponses immunitaires innées et adaptatives.[3]

In our April 2017 model spotlight, we presented data on preclinical model development of the C1498-Luc-mCherry systemic acute myeloid leukemia model in C57BL/6 mice.  La lignée est très agressive en tant que modèle disséminé, avec un temps médian de doublement de la tumeur de 1,3 jours basé sur l'imagerie par bioluminescence (BLI) et une survie globale médiane d'environ 23 jours.  Dans le cadre des efforts continus visant à élargir le modèle pour les applications en immuno-oncologie, nous présentons ici des données sur la réponse au blocage des points de contrôle immunitaires.

Distribution de cellules tumorales C1498-Luc-mCherry

Après l'implantation de cellules par voie intraveineuse, nous constatons que des masses tumorales solides se développent dans un certain nombre de tissus, notamment les ovaires, le foie et la colonne vertébrale.  Pour comprendre la distribution des cellules tumorales C1498-Luc-mCherry dans le modèle, une cytométrie en flux a été effectuée sur la rate, la moelle osseuse et les tumeurs trouvées sur/autour des ovaires. Des échantillons ont été prélevés sur cinq souris C57BL/6 21 jours après l'implantation du modèle C1498-Luc-mCherry. As the line is a myeloid malignancy it's unsurprising that 97 % of the cells analyzed were CD45+ in the tumors around the ovary. We determined, by examination of mCherry, that very few tumor cells were present in the spleen (~2 %) and bone marrow (6 %) while almost 78 % of the CD45+ cells in the ovarian-based tumors were mCherry+ (Fig. 1A).  L'évaluation histopathologique de sections colorées à l'H&E de tumeurs ovariennes a confirmé la présence de populations homogènes de cellules néoplasiques ayant une morphologie similaire. Les masses tumorales étaient composées de cellules tumorales modérément pléomorphes à noyau rond voire oblong, et d'un cytoplasme peu abondant avec un nombre élevé de figures mitotiques (fig. 1B).

Fig. [#0]} : composition de la tumeur C1498-Luc-mCherry chez les souris C57BL/6 A : les tumeurs sont composées principalement de cellules mCherry+. B : une coupe représentative colorée à l'H&E montrant des cellules néoplasiques avec des noyaux pléomorphes et de multiples figures mitotiques, original multiplié par 20.

Réponse de la tumeur C1498-Luc-mCherry à la cyclophosphamide

Pour confirmer la sensibilité du modèle de tumeur C1498-Luc-mCherry à la cyclophosphamide, nous avons testé l'agent chimiothérapeutique à large spectre utilisé pour traiter plusieurs cancers, dont la leucémie, chez des souris dont la maladie est avérée.  Le traitement à la dose de 100 mg/kg a entraîné une régression complète et 90 % (9/10) de survivants sans tumeur (STT, fig. 2).  Bien que nous ayons constaté une rémission, les animaux traités au cyclophosphamide présentaient à l'autopsie une hypertrophie des ovaires et de la corne ovarienne, une décoloration de la rate et du liquide dans le péritoine.  La cytotoxicité du traitement au cyclophosphamide chez les patients est connue pour avoir plusieurs effets secondaires indésirables, notamment la suppression de la moelle osseuse, la cystite hémorragique, une plus grande sensibilité aux infections, la stérilité et le risque cancérigène de développer d'autres malignités. Le risque de toxicité grave de la chimiothérapie a contribué à orienter l'exploration d'autres approches thérapeutiques telles que les immunothérapies.

Fig. [#0]} : réponse de la tumeur C1498-Luc-mCherry au traitement à la cyclophosphamide chez des souris C57BL/6. A et B : signal de bioluminescence de chacune des souris au fil du temps. La ligne noire en pointillés indique le signal médian du contrôle non traité.

Réponse de la tumeur C1498-Luc-mCherry au blocage des points de contrôle immunitaire

Des données publiées précédemment ont montré que le modèle C1498 exprimait le PD-L1 in vivo et que le blocage avec l'anticorps anti-PD-L1 améliorait la survie [4]. Dans notre étude, nous avons évalué la réponse du modèle C1498-Luc-mCherry aux inhibiteurs des points de contrôle immunitaires anti-MPD-1 et anti-MPD-L1 chez des souris C57BL/6 dont la maladie est avérée.  Le traitement par anti-mPD-1 ou anti-mPD-L1 a entraîné un léger retard de croissance de la tumeur (3 et 5,2 jours, respectivement, à l'exclusion de la valeur aberrante dans le groupe anti-PD-L1) et une augmentation de la durée de vie (25 % et 16,7 %, respectivement, fig. 3 et 4).  Des effets indésirables liés au traitement sur la masse corporelle n'ont pas été observés, mais l'accumulation d'ascites a entraîné une distension abdominale au fur et à mesure de l'évolution de la maladie dans tous les groupes.  L'autopsie a révélé des masses dans les ovaires, un foie tacheté et des ganglions lymphatiques hypertrophiés.

Fig. [#0]} : réponse de la tumeur C1498-Luc-mCherry aux inhibiteurs de points de contrôle chez les souris C57BL/6.  A, B, C et D : signal de bioluminescence de chacune des souris au fil du temps. La ligne noire en pointillés indique le signal médian du contrôle non traité. Les lignes pointillées de couleur indiquent le signal médian de chaque groupe.

Fig. [#0]} : images représentatives du signal BLI dans le modèle disséminé C1498-Luc-mCherry chez les souris C57BL/6

Les rapports préliminaires des essais cliniques sur l'immunothérapie contre la LMA avec l'inhibition des PD-1/PD-L1 ont indiqué qu'une réponse positive aux agents immunomodulateurs, comme dans de nombreuses formes de cancer, n'est observée que dans des sous-groupes particuliers de patients atteints de LMA.[5] En général, la monothérapie avec des inhibiteurs de points de contrôle immunitaires pour la LMA est considérée comme inefficace pour les patients dont la maladie est plus que bénigne en raison de la progression rapide de la maladie, du faible taux de réponse et de l'hétérogénéité de la tumeur.  Par conséquent, l'attention clinique se tourne vers les thérapies combinées.  Comme la réponse aux anti-mPD-1 et anti-mPD-L1 est minime dans ce modèle, il offre de nombreuses possibilités d'investigation préclinique sur de nouvelles associations de médicaments avec ces agents immunomodulateurs.

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Références

²Barrett AJ and Le Blanc K. 2010. Immunotherapy prospects for acute myeloid leukemia. Cli. Exp. Immunol. 161(2); 223-232

³Austin R, Smyth MJ and Lane SW. 2016. Harnessing the immune system in acute myeloid leukemia. Crit. Rev. Oncol. Hematol. 103:62-77 

⁴Zhang L, Gajewski TF and Kline J. 2009. PD-1/PD-L1 interactions inhibit antitumor responses in murine acute myeloid leukemia model. Blood, 114:1545-1552