Une étude révèle que les tumeurs perturbent le système immunitaire dans tout le corps

Le traitement du cancer a progressé avec l'avènement des immunothérapies qui, dans certains cancers, peuvent surmonter la capacité des tumeurs à échapper au système immunitaire en supprimant les réponses immunitaires locales. Mais une nouvelle étude chez la souris par des chercheurs de l'UC San Francisco a révélé que, selon le tissu d'origine d'un cancer, les tumeurs provoquent une perturbation généralisée et variable du système immunitaire dans tout le corps, pas seulement au site tumoral primaire.

Un plus grand succès pour les régimes d'immunothérapie dépendra de la prise en compte de ces différents modèles de perturbation du système immunitaire, ont-ils déclaré, et des résultats de la nouvelle étude, publiés en ligne dans Médecine de la nature le 25 mai 2020, sont déjà en cours d'investigation à la clinique.

Différents cancers font différentes choses pour changer le système immunitaire systémique, et les immunothérapies qui aident le système immunitaire du patient à attaquer le cancer peuvent mieux fonctionner quand elles déclenchent des réponses immunitaires durables dans tout le corps. « 

Matthew Spitzer, PhD, chercheur principal de l'étude, professeur adjoint d'oto-rhino-laryngologie et membre de l'UCSF Helen Diller Family Comprehensive Cancer Center

L'équipe de laboratoire de Spitzer, comprenant les auteurs principaux de l'étude, Breanna Allen et Kamir Hiam, tous deux étudiants diplômés de l'UCSF, a déterminé l'abondance et l'activité de différents types de cellules immunitaires périphériques – échantillonnées à partir de sang, de moelle osseuse, de rate et de ganglions lymphatiques près de tumeurs non traitées – – chez les souris atteintes de différents types de cancer, notamment le cancer du cerveau, du côlon, du pancréas, de la peau (mélanome) et du sein. Ils ont utilisé la cytométrie de masse, une technique récemment affinée qui s'appuie sur des marqueurs moléculaires métalliques uniques et la spectrométrie de masse pour quantifier et identifier rapidement des dizaines de types de cellules dans divers états d'activation.

Spitzer a découvert plus tôt que la prolifération de nouvelles cellules immunitaires provenant loin d'une tumeur était nécessaire pour que le traitement d'immunothérapie soit efficace. Dans la nouvelle étude, son équipe de laboratoire a déterminé que non seulement un cancer non traité modifie la façon dont la réponse immunitaire se déroule à la fois localement et à distance de la tumeur, mais également que cette perturbation du système immunitaire évolue avec le temps. Remarquablement, cependant, les perturbations du système immunitaire suivies par les chercheurs ont été inversées lorsque les tumeurs ont été enlevées chirurgicalement.

Trois types distincts de cancer du sein examinés dans l'étude ont provoqué des schémas similaires de perturbation dans les sites immunitaires périphériques, tandis que les tumeurs provenant d'autres tissus ont provoqué des changements nettement différents dans l'abondance relative et l'activité de différents types de cellules immunitaires. Ces différences sont probablement le reflet de l'anatomie et de la physiologie, selon Allen.

« Différents tissus ont des besoins et des risques différents lorsqu'ils interagissent avec le système immunitaire », a-t-elle déclaré. « Un site comme le sein, qui a beaucoup de graisse et beaucoup de drainage, va avoir un niveau d'accès et d'interaction avec le système immunitaire différent de celui d'un autre tissu. Même dans le cerveau, généralement considéré comme un compartiment protégé qui exclut la plupart des cellules immunitaires, nous avons constaté que les tumeurs localisées avaient des effets sur le système immunitaire, même à la périphérie du corps, bien que la réponse que nous avons vue était distincte de ce que nous avons observé avec les cancers du sein. « 

Pour évaluer si les cancers ont des effets similaires sur le système immunitaire humain, les chercheurs ont également analysé les données accessibles au public sur les marqueurs immunitaires dans le sang des patientes atteintes d'un cancer du sein humain et les ont comparées aux données provenant d'individus en bonne santé. Ils ont constaté que les patients cancéreux présentaient des indicateurs d'un système immunitaire altéré qui étaient cohérents avec les données de la nouvelle étude sur la souris, suggérant que les résultats pourraient avoir des applications directes pour améliorer les immunothérapies humaines.

Défenses immunitaires affaiblies contre les infections

Bien que différents types de tumeurs dans l'étude aient eu des effets différents sur le système immunitaire, une caractéristique commune identifiée par les chercheurs était la diminution de la capacité du système immunitaire à monter une nouvelle réponse immunitaire, un facteur important pour lutter contre l'infection ainsi que le cancer.

Les personnes atteintes de cancer sont connues pour avoir des réponses plus faibles à la fois à l'infection et à la vaccination, mais on ne sait pas dans quelle mesure cela peut être dû aux effets immunosuppresseurs du traitement plutôt qu'au cancer lui-même. La nouvelle étude UCSF renforce la preuve que le cancer, avant tout traitement, peut affaiblir la réponse du système immunitaire à l'infection: les chercheurs ont constaté que les souris atteintes de cancer avaient une réponse immunitaire affaiblie à la fois aux infections virales et bactériennes.

L'immunothérapie contre le cancer est plus efficace chez les patients dont le système immunitaire développe déjà une réponse immunitaire; le traitement doit pouvoir stimuler les cellules du système immunitaire préexistantes, en particulier les cellules T «tueuses», afin de renforcer leur capacité à attaquer efficacement les cellules tumorales. Cependant, les nouvelles recherches suggèrent que de nombreuses tumeurs peuvent rendre ces traitements moins efficaces en réduisant systématiquement le nombre de cellules immunitaires disponibles pour être stimulées. « Nos résultats démontrent une altération non appréciée des nouvelles réponses immunitaires cellulaires dans le contexte du cancer », a déclaré Spitzer.

La croissance des tumeurs dans l'étude était liée à une activation réduite des cellules immunitaires appelées cellules présentatrices d'antigènes, une étape qui doit se produire pour que de nouvelles cellules T soient activées. Les cellules présentatrices d'antigène s'accrochent à une molécule cible étrangère, ou antigène, et la présentent à d'autres cellules du système immunitaire, y compris les cellules T. Les cellules qui détectent la cible d'antigène sont ainsi amorcées pour étendre leurs rangs et pour attaquer toute tumeur ou pathogène infectieux qui présente le même antigène.

« Notre étude suggère que les cellules présentant l'antigène peuvent être modifiées de manière significative fonctionnelle chez les patients cancéreux, et que cette altération compromet les réponses immunitaires », a déclaré Hiam.

Les chercheurs ont déterminé que le mauvais fonctionnement des cellules présentant l'antigène chez les souris atteintes de cancer était responsable de la réponse affaiblie à l'infection. Ils ont pu stimuler l'activation des cellules présentatrices d'antigène et la réponse immunitaire à l'infection en traitant les souris avec des soi-disant «molécules co-stimulantes», qui sont normalement produites par le système immunitaire.

« À l'avenir, nous verrons un moment où les patients atteints de cancer recevront une formulation différente du vaccin contre la grippe, par exemple, qu'une personne en bonne santé n'aurait pas besoin, qui activerait les cellules présentant un antigène pour produire une bonne réponse immunitaire », a déclaré Spitzer.

« Notre espoir pour l'avenir est que les résultats de cette étude nous permettront de traiter plus de patients avec des immunothérapies plus efficaces qui ne ciblent pas seulement les cellules T, mais qui tiennent également compte du contexte dans lequel ces cellules T résident, et de l'autre types de cellules avec lesquelles ils doivent communiquer afin de s’activer correctement et de rejeter une tumeur « , a déclaré Spitzer. Spitzer collabore avec des oncologues sur des essais cliniques pour explorer des traitements pour réactiver les cellules présentant l'antigène, y compris un essai de phase II pour traiter le cancer du pancréas.

La source:

Université de Californie – San Francisco

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