Immunitaire

Jun 21, 2023

Un effort de recherche multicentrique a créé un modèle de tissu rénal immuno-infiltré qui peut être utilisé pour étudier les effets ciblés et hors tumeur des anticorps bispécifiques des lymphocytes T (TCB) et potentiellement d'autres immunothérapies. Les TCB constituent une classe émergente de médicaments qui s’attachent aux cellules tumorales par une extrémité et attirent les cellules immunitaires par l’autre extrémité pour les forcer à tuer les cellules tumorales. La nouvelle recherche a été publiée récemment dans PNAS.

Le nouveau modèle de rein sur puce est conçu pour aider les chercheurs à relever l'un des défis du traitement des tumeurs solides avec des anticorps bispécifiques : la destruction des cellules tumorales hors cible. À l’heure actuelle, il n’existe aucun modèle humain in vitro de tissu rénal capable d’imiter suffisamment l’architecture 3D, la diversité cellulaire et la fonctionnalité des organes nécessaires pour évaluer ces effets au cours de la recherche préclinique.

Les collaborateurs de recherche étaient une équipe de bioingénieurs et d'immuno-oncologues du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de l'Université Harvard, de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), de la Harvard Medical School (HMS) et des Roche Innovation Centers. en Suisse et en Allemagne.

"En collaboration avec nos collaborateurs de Roche, nous avons étendu notre modèle d'organoïde rénal vascularisé sur puce pour inclure une population de cellules immunitaires contenant des cellules T cytotoxiques susceptibles de tuer non seulement les cellules tumorales, mais également d'autres cellules présentant des antigènes cibles." a déclaré Jennifer Lewis, ScD, membre du corps professoral de Wyss, et auteur principal de l'étude. "Notre modèle préclinique in vitro humain fournit des informations importantes sur les cellules ciblées par un TCB donné et sur les dommages non ciblés, le cas échéant."

En 2019, Lewis et ses collaborateurs ont découvert que l'exposition d'organoïdes rénaux créés à partir de cellules souches pluripotentes humaines au flux constant de fluides au cours de leur différenciation améliorait leur vascularisation sur puce et la maturation de leurs glomérules et de leurs compartiments tubulaires, par rapport aux contrôles statiques. Les observations des chercheurs ont été rendues possibles grâce à une puce millifluidique imprimée en 3D, dans laquelle les organoïdes rénaux sont soumis à des milieux chargés de nutriments et de facteurs de différenciation circulant à des vitesses contrôlées au cours de leur différenciation. Le dispositif à puce permet aux chercheurs d’observer directement le tissu rénal par microscopie confocale à travers une fenêtre transparente en temps réel.

"Étant donné que ce modèle in vitro représente la plupart des types de cellules du rein et intègre le système immunitaire, il pourrait soutenir l'évaluation des effets sur et hors cible des TCB ainsi que des interactions cellulaires complexes", a déclaré Kimberly Homan, PhD, un ancien chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Lewis, premier auteur du travail initial et auteur co-correspondant de la nouvelle étude.

L'outil préclinique de ciblage WT-1 TCB (WT1-TCB) a été créé pour se lier spécifiquement à l'antigène WT-1 lorsqu'il est présenté par la protéine HLA à la surface des cellules cibles, dans ce cas des cellules tumorales exprimant WT-1. L’équipe a d’abord vérifié si la protéine WT-1 normale était exprimée dans l’une des populations clés de cellules rénales. Ils ont découvert que WT-1 était exprimé par les podocytes, mais était indétectable dans les cellules des tubules proximaux et distaux. De plus, ils ont découvert qu’une proportion significative de ces types de cellules rénales différenciées exprimaient également HLA.

Pour comprendre les effets de ciblage spécifiques du WT1-TCB, les chercheurs les ont comparés à ceux produits par un TCB non spécifique qui pourrait se lier aux antigènes sur tous les types de cellules rénales et à un TCB qui ne pourrait se lier qu'aux cellules immunitaires. Les trois composés ont provoqué des effets étonnamment différents lorsqu’ils ont été introduits dans le modèle d’organoïde rénal sur puce aux côtés des PBMC dans des conditions de débit élevé pendant cinq jours. DP47 a provoqué la mort de très peu de cellules, tandis que le TCB de type ESK1 a ciblé et tué tous les types de cellules de manière dose-dépendante en recrutant des cellules effectrices immunitaires.

"Il est important de noter que notre principale découverte était que le composé outil WT1-TCB entraînait la destruction sélective des podocytes exprimant WT-1 dans les organoïdes rénaux, alors qu'il n'affectait pas les cellules des tubules distaux et proximaux", note le co-premier auteur. Katharina Kroll, PhD, boursière postdoctorale au laboratoire Lewis. "Cela démontre de manière convaincante que notre système organoïde sur puce rénal humain in vitro est utile en tant qu'outil de développement de médicaments précliniques pour évaluer les toxicités ciblées et hors tumeur des TCB en tant que nouvelle classe d'immunothérapies."