thérapie ciblée anti-alk et immunomodulation dans le neuroblastome

contexte scientifique le neuroblastome (nb) est une tumeur embryonnaire qui se développe à partir du système nerveux sympathique. il représente 8 à 10 % des cancers pédiatriques. le pronostic des formes métastatiques agressives reste très sombre (survie à 5 ans < 40 %). en 2008, l’implication du récepteur à activité tyrosine kinase alk dans le nb était révélée suite à l’identification de mutations activatrices du gène alk dans certaines formes de nb. la possibilité d’une thérapie ciblée utilisant des inhibiteurs de son activité kinase (tki) ou des anticorps anti-alk voyait donc le jour. en 2010, un essai randomisé de phase iii a démontré la sensibilité du nb à l’immunothérapie. parallèlement, l’efficacité de nouveaux anticorps « immunomodulateurs » a été rapportée dans des cancers agressifs de l’adulte. de façon intéressante, il a été montré que certains tki agissent non seulement sur la cellule tumorale mais aussi sur le microenvironnement immunitaire, justifiant l’utilisation combinée de thérapie ciblée anti-tumorale et d’anticorps immunomodulateurs. l’intérêt de ces médicaments dans les cancers pédiatriques reste à ce jour inexploré. descriptif du projet dans ce contexte, notre programme vise à explorer le lien entre stress oncogénique lié aux mutations alk et immunosuppression du microenvironnement tumoral dans le nb et à évaluer la synergie thérapeutique en ciblant ces deux mécanismes de la cancérogenèse. il comporte 3 objectifs principaux : 1. déterminer l’impact du stress oncogénique sur le microenvironnement immunitaire tumoral l’impact de l’amplification de mycn et des mutations alk sur le microenvironnement immunitaire tumoral sera exploré dans des tumeurs humaines, des xénogreffes et dans nos modèles murins de nb récemment obtenus. nous caractériserons l’infiltrat immunitaire des tumeurs ainsi que l’expression des molécules membranaires impliquées dans le contrôle de l’immunosuppression. 2. identifier de nouvelles thérapies ciblées anti-alk et analyser leur impact sur le système immunitaire nous avons montré que ret représente une cible du récepteur alk activé dans nos tumeurs murines mycn, alkmut et que la croissance tumorale était affectée par un inhibiteur anti-ret dans ces modèles. nous souhaitons maintenant déterminer l’efficacité d’une combinaison d’inhibiteurs anti-alk et anti-ret. par ailleurs, des expériences visant à identifier d’autres composants de la signalisation alk sont en cours. nous évaluerons de plus le potentiel thérapeutique d’un anticorps monoclonal antagoniste anti-alk dans nos modèles. nous étudierons la capacité des drogues et des anticorps anti-alk à induire respectivement la mort cellulaire et la cytotoxicité. finalement, nous déterminerons l’impact de ces traitements sur la viabilité et la fonction des cellules immunitaires. 3. définir des combinaisons synergiques d’inhibiteurs anti-alk avec des anticorps immunomodulateurs en fonction des résultats de l’objectif 1, des anticorps immunomodulateurs seront testés en monothérapie ou en combinaison avec des thérapies ciblées anti-alk dans nos modèles murins de nb. nous évaluerons la capacité des anticorps immunomodulateurs à induire une réponse immunitaire anti-tumorale permettant d’éradiquer des tumeurs établies ou de prévenir la rechute suite à une thérapie ciblée anti-tumorale. enfin, nous étudierons l’immunité anti-tumorale systémique obtenue suite à l’injection intra-tumorale d’inhibiteurs de alk et d’anticorps immunomodulateurs. résultats attendus ce projet permettra de caractériser les voies de signalisation induites par le récepteur alk activé dans le nb et les conséquences de cette activation sur les mécanismes immunosuppresseurs dans le microenvironnement tumoral. ces informations devraient fournir un rationnel pour proposer de nouvelles thérapies ciblées anti-tumorales et, ou d’immunomodulation chez les enfants atteints de nb. nous évaluerons le potentiel de nouvelles thérapies anti-alk, en particulier d’anticorps monoclonaux antagonistes de l’activité alk et de molécules ciblant la signalisation en aval du récepteur alk. nous espérons démontrer que l’efficacité de ces nouvelles drogues est potentialisée par le traitement avec des anticorps immunomodulateurs. des essais cliniques récents chez l’adulte ont démontré l’intérêt de tels anticorps dans une réponse anti-tumorale à long terme. la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans ces réponses repose sur l’analyse des voies de signalisation oncogéniques et celle du microenvironnement tumoral et est cruciale pour définir des combinaisons efficaces de thérapies anti-tumorales et d’immunomodulation.

scientific context neuroblastoma (nb) is an embryonal cancer of the sympathetic nervous system that accounts for 8-10% of pediatric cancers. about 50% of cases present at diagnosis with metastatic stage. the 5 year survival rate of these high-risk nb is below 40%. novel therapeutic approaches are therefore urgently needed. in 2008, the identification of activating mutations in the alk gene has placed nb among other alkoma entities that may benefit from tumor-targeted therapies with tyrosine kinase inhibitors (tkis) or monoclonal antibodies. in 2010, a randomized phase iii trial has demonstrated that nb is sensitive to immunotherapy. furthermore, the efficacy of new immunomodulatory antibodies, also called “immune checkpoint antibodies”, has been demonstrated in several aggressive adult cancers. interestingly, it has been shown that various tkis have not only cell-autonomous effects but also impacts on the immune microenvironment, providing a rationale for the use of tkis in combination with immunomodulatory antibodies. the role of such antibodies and combinations in pediatric tumors has not been explored so far. description of the project in this context, our program aims at exploring the link between alk induced oncogenic stress and immune suppression within the nb microenvironment and at evaluating the synergistic combination between therapies blocking these two hallmarks of cancer. it includes 3 main objectives: 1. determine the impact of alk-driven oncogenic stress on the tumor immune microenvironment the impact of mycn-amplification and alk-mutations on the nb tumor immune microenvironment will be investigated in human tumor samples, xenograft models and in our recently established immunocompetent mouse nb models. we will characterize the immune infiltrate as well as the expression of molecules implicated in the immunosuppression control. 2. find new alk-targeted therapies and assess their impact on the immune system using our mycn, alkmut mice, we recently demonstrated that ret represents a target of activated alk and that tumor growth was impaired by the ret inhibitor vandetanib in these models. we now plan to combine both alk and ret inhibitors, in vitro on human nb cell lines and in vivo using our mouse models. in addition, experiments are ongoing to identify other downstream components of alk signaling that may be druggable. we will also address the therapeutic potential of a monoclonal antagonist anti-alk antibody in vivo. then, we will assess the ability of the alk-targeted drugs and anti-alk antibodies to trigger immunogenic cell death and immune mediated cytotoxicity, respectively. finally, we will assess the impact of these tumor-targeted therapies on the viability and function of immune cells. 3. discover synergistic combinations of anti-alk inhibitors (or alk mab) together with immuno-modulatory antibodies depending on the results of aim 1, immune checkpoint antibodies will be assessed in vivo as monotherapies and in combination with alk-targeted therapies in our nb mouse models. we will determine the ability of immune checkpoint antibodies to trigger an adaptive polyclonal anti-tumor immune response to eradicate established tumors and prevent tumor escape upon tumor-targeted therapy. finally, we will assess the ability to trigger a systemic anti-tumor immune response upon intra-tumoral injections of alk inhibitors or anti-alk antibodies together with an immunomodulatory antibody (in situ immunization strategy). expected results this project will characterize the signaling pathways triggered by activated alk in nb and their consequences on the tumor immune suppressive microenvironment. we expect to discover new insights into the biology of alk-driven nb, and provide the rationale for both tumor-targeted and immune-targeted therapies. we will evaluate the therapeutic potential of new alk directed therapies, namely antagonistic alk mabs and molecules blocking the alk downstream signaling. we expect to demonstrate that the efficacy of these new tumor-targeted drugs is enhanced when combined with an immune-targeted checkpoint mabs. recent clinical trials in adult cancer patients presenting with metastatic melanoma or lung cancer have demonstrated that immunomodulatory antibodies may induce objective and durable tumor responses. understanding the molecular mechanisms underlying such responses, through the study of the oncogenic signaling pathways and tumor microenvironment is crucial to define effective combined tumor-targeted and immune-targeted therapies and select patients that may benefit from such strategies. such approaches have not been investigated yet in nb patients.