Encart historique - Des bactéries aux CAR-T…

Publié le 04 Apr 2024 à 12:21
Article paru dans la revue « AIH-Revue Sang » / AIH Sang N°1


Au-delà de la rime, les premières sont bel et bien à l’origine des secondes. En effet, au siècle dernier, le chirurgien W. Coley a été le premier à mettre en exergue le potentiel du système immunitaire dans la lutte contre le cancer, observant la régression de tumeurs des tissus mous après une infection bactérienne. Dans les années 1970, l’immunologiste J. Miller identifie le thymus comme le lieu de développement des lymphocytes T (LT)(1). En 1982, J.P. Allison décrit le récepteur des LT (TCR) comme une unité de reconnaissance d’antigène constituée de chaînes α et β, associées aux chaînes de transduction du signal CD3γ, δ, ε et ζ(2).

Les premières allogreffes ont eu lieu dans les années 1950 avec un succès notable mais identifié comme étant médié par le pouvoir des T, dans le rejet du greffon contre l’hôte (3). En découle le développement ultérieur de deux types de thérapies cellulaires adoptives : les LT infiltrant la tumeur (TIL) et les LT génétiquement modifiés pour exprimer un récepteur chimérique à l’antigène (CAR-T).

Initiés en 1988 par S. Rosenberg à l’Institut national du cancer, les premiers essais avec des TIL isolés de patients atteints de mélanome métastatique ont montré une régression tumorale chez des patients après amplification in vitro et réinjection dans un milieu riche en interleukine 2 (IL-2). L’ajout d’une lymphodéplétion avant le transfert des TIL a amélioré les taux de réponse complète. Cependant, les TIL présentent des limites, notamment leur spécificité restreinte, leur absence dans certains cancers, et l’influence négative du microenvironnement tumoral sur les cellules T (4). Pour surmonter cela, des lymphocytes T génétiquement modifiés ont été conçus pour cibler un antigène tumoral spécifique sans dépendre des molécules HLA.

En 1989, les immunologistes israéliens Z. Eshhar et G. Gross ont créé les premières cellules T génétiquement modifiées en utilisant une molécule chimérique combinant le TCR et l’immunoglobuline (Ig). Ils ont substitué les régions variables (Vα et Vβ) des chaînes TCR par les homologues des chaînes lourde (VH) et légère (VL) (5). Cependant, bien que cette approche contournât la voie de reconnaissance du système HLA, la production de ces récepteurs chimériques demeurait une procédure complexe impliquant une double transfection virale. C’est pourquoi des méthodes plus simples, basées sur des fragments variables à chaîne unique (scFv, fragment variable à chaîne unique), ont été privilégiées.

La première version de ces CAR-T cells a été développée par Eshhar et son équipe en 1993. Ils ont fusionné un domaine scFv provenant d’un anticorps monoclonal spécifique du carcinome ovarien avec la sous-unité CD3ζ du TCR (6). Cependant, ce premier CAR, reposant uniquement sur la molécule de cotransduction du signal, a montré des failles en termes d’expansion et de cytotoxicité des CAR-T.

Pour favoriser une fonction optimale et prolongée des cellules T, des domaines de costimulation ont été ajoutés, entraînant une amélioration de la prolifération, de la sécrétion cytokinique et de l’activité antitumorale. Les CAR-T de deuxième génération, actuellement utilisées en clinique, intègrent les domaines de costimulation CD28 ou 4-1BB (7). Une troisième génération de CAR, comprenant deux domaines de costimulation associés à un domaine d’activation, a été développée in vitro, elle n’a pas encore été validée in vivo. L’idée de la modulation de ces domaines ITAM-CD3 est d’obtenir une combinaison idéale, intermédiaire entre la capacité de prolifération et la différenciation (8). Enfin, des CAR dits de nouvelle génération sont actuellement en pleine expansion mais restent là aussi du domaine de la recherche fondamentale (9).

Une limitation notable des CAR-T cells autologues réside dans leur délai de fabrication, souvent nécessitant une période de thérapie d’attente et de réduction de la masse tumorale. De plus, un temps de fabrication plus court pourrait préserver in vivo la qualité des lymphocytes (“stemness”) qui en serait altérée par l’expansion in vitro. Réduire le temps de manufacturing semble être une voie d’amélioration de l’efficacité des CAR-T cells. Un essai visant au raccourcissement du délai d’obtention de CAR-T cells a utilisé YTB323 (un CAR-T antiCD19) dont le temps de fabrication était de 2 jours (11). Aussi, la possibilité d’utiliser des CAR-T cells « académiques » permettrait non seulement de réduire les coûts, mais aussi de raccourcir le temps de fabrication, puisque celle-ci aurait lieu directement dans le centre. Dans cette lancée, une étude préliminaire turque a donné de bons résultats (12).

Une autre alternative est l’utilisation de CAR-T cells allogéniques mais les manipulations génétiques comprenant la nécessité de supprimer le TCR et le CD52 ne sont pas si simples dans les faits. Ces CAR-T cells allogéniques provenant de lymphocytes T vierges, n’ayant subi aucune chimiothérapie préalable, auraient de toute évidence une efficacité meilleure (13).

Enfin, en place du fragment de reconnaissance scFV synthétique, murin ou lama utilisé en pratique clinique, utiliser pour reconnaissance de l’antigène un fragment humanisé permettrait d’obtenir une meilleure persistance des CAR-T cells (14).

D’autres axes visant à améliorer l’efficacité des CAR-T cells sont en cours de développement. Cela inclut l’induction de la sécrétion autocrine de cytokines ou de chimiokines, ainsi que l’inhibition des molécules de points de contrôle immunitaire présentes dans les CAR et le microenvironnement. C’est en ce sens qu’ont été développées les CAR-T cells de 4ème génération appelées aussi CAR armées ou TRUCKs (15).

Des stratégies de régulation des effets indésirables ont également été proposées, telles que l’activation ou l’inactivation (switch on/ off) des CAR-T cells par incorporation d’un “interrupteur” (comme les gènes suicide en utilisant les techniques CRISPR/Cas9 (16)) ou d’un CAR SMASh (small-molecule-assisted shutoff) dans les cellules T génétiquement modifiées (17). Comme autre exemple, des CAR-T cells sont programmées pour exprimer un analogue du CD20 en surface pour être éliminés en cas de syndrome de relargage de cytokines (CRS) sévère, par l’administration de RITUXIMAB (18).

Time for (CAR) T


1960 - Eva et George Klein montrent que les cellules immunitaires peuvent contrer le cancer chez la souris. Les types de cellules immunitaires impliqués ne sont pas totalement élucidés.


1961 - L’immunologiste Jacques Miller, alors qu’il prépare son doctorat à l’Université de Londres identifie le thymus comme site de développement des lymphocytes T.


1973 - Début de l’allogreffe et premiers principes de l’effet GVL : les lymphocytes T du donneur tuent les cellules cancéreuses chez le receveur. Beaucoup considèrent qu’il s’agit de l’une des premières immunothérapies réussies.