Soutenance de thèse de Stéphane FATTORI

Le cancer du sein triple négatif (TNBC) est le sous-type de cancer du sein le plus mortel. A ce jour, les traitements standards pour les patientes atteintes d'un TNBC à un stade précoce, localement avancé ou métastatique comprennent l'association d'une chimiothérapie néoadjuvante et du pembrolizumab, un bloqueur de points de contrôle immunitaire ciblant le récepteur de la mort cellulaire programmée 1 (PD-1). Le blocage de PD-1 revigore les cellules T CD8+ spécifiques de l'antigène tumoral infiltrant les TNBC primitifs. Cependant, environ 40% et 80% des TNBC de stade précoce et de stade avancé ou métastatique sont résistants à la thérapie par blocage de PD-1, respectivement. Les lymphocyte T régulateurs (Tregs) sont un sous-ensemble immunosuppresseur de cellules T CD4+ essentiel au maintien de la tolérance au soi dans des conditions physiologiques. Une infiltration tumorale abondante par des Tregs exprimant les caractéristiques de Tregs effecteurs hautement suppressifs (eTregs) a été associée à la résistance au blocage de PD-1 dans des indications de cancer pour lesquelles le pembrolizumab a été approuvé bien plus tôt que pour le TNBC, comme le cancer du poumon non à petites cellules. Par contraste, dans les TNBC, la valeur pronostique des Tregs intratumoraux reste controversée et aucune association entre l’infiltrat en eTregs et la résistance au blocage de PD-1 n'a été rapportée, malgré l'importance clinique de cette indication cancéreuse. Dans la présente thèse, nous avons utilisé des technologies de cellules uniques pour disséquer la nature et la fonction des eTregs au cours de la progression des TNBC. Nous avons découvert qu'un microenvironnement immunosuppressif résistant au blocage de PD-1 est marqué par un déséquilibre entre les cellules T CD8+ effectrices et les eTregs exprimant fortement CD25. Nous avons par la suite identifié CD25 comme le marqueur de surface le plus sélectif des eTregs dans les TNBC primaires et les métastases associées pour des effets on-target/off-target limités. Dans un modèle syngénique de TNBC, la déplétion sélective des Tregs par un anticorps monoclonal anti-CD25 de nouvelle génération (mAb; ALD2510, Alderaan Biotechnology) a agi en synergie avec le blocage de PD-1 pour assurer un contrôle durable de la croissance tumorale, sans toxicité apparente, en augmentant les ratios cellule T CD8+ effectrice/Treg dans les tumeurs et dans le sang périphérique. Dans l'ensemble, nous proposons que la déplétion des Tregs par un anti-CD25 mAb de nouvelle génération puisse améliorer les réponses au traitement par blocage de PD-1 chez les patients atteints de TNBC à différents stades de la maladie. Mots clés: cancer du sein triple négatif, lymphocyte T régulateur, blocage de PD-1, CD25, immunothérapies combinatoires, microenvironnement tumoral, technologies single-cell

Triple-negative breast cancer (TNBC) is the deadliest subtype of breast cancer. Standard treatments for patients with early-stage, locally advanced or metastatic TNBC include the combination of neoadjuvant chemotherapy and pembrolizumab, an immune checkpoint blockade targeting the programmed cell death 1 (PD-1) receptor. PD-1 blockade reinvigorate tumor antigen-specific CD8+ T cells in primary TNBC. However, approximately 40% and 80% of early-stage and advanced or metastatic TNBC are resistant to PD-1 blockade therapy, respectively. Regulatory T cells (Tregs) are an immunosuppressive subset of CD4+ T cells essential for maintaining self-tolerance in physiological settings. Abundant tumor infiltration by Tregs harbouring hallmarks of highly suppressive CD25high effector Tregs (eTregs) has been associated with resistance to PD-1 blockade in cancer indications for which pembrolizumab was approved much earlier than for TNBC, such as non-small cell lung cancer. In contrast, in TNBC, the prognostic value of intratumoral Tregs remains controversial and no association between baseline levels of eTregs and responses to PD-1 blockade therapy has been reported, despite the clinical significance of this cancer indication. In the present thesis, we used single-cell technologies to dissect the nature and function of eTreg during TNBC progression. We found that an immunosuppressive TNBC microenvironment resistant to PD-1 blockade therapy is marked by an imbalance between effector CD8+ T cells and CD25high eTregs. We further identified CD25 as the most selective surface marker of eTregs in primary TNBC and associated metastases for limited on-target/off-target effects. In a syngeneic TNBC model, selective Treg depletion by a next-generation anti-CD25 monoclonal antibody (mAb; ALD2510, Alderaan Biotechnology) synergized with PD-1 blockade to safely mediate durable tumor growth control by increasing effector αβCD8+ T cell/Treg ratios in tumors and in the peripheral blood. Overall, we propose that Treg depletion by next-generation anti-CD25 mAb could improve clinical responses to PD-1 blockade therapy in patients with TNBC at different stage of the disease. Keywords: triple-negative breast cancer, regulatory T cell, PD-1 blockade, CD25, combination immunotherapy, tumor microenvironment, single-cell technologies