Imagerie TEP de PD-L1 dans un modèle murin de cancer du poumon : radiomarquage au zirconium-89, modélisation pharmacocinétique et dosimétrie

L’immunothérapie par anticorps monoclonaux anti PD-L1 est un traitement innovant du cancer, utilisé notamment dans le cancer du poumon non à petites cellules (CPNPC). Cet anticorps permet d’inhiber les checkpoints inhibiteurs afin de restaurer la réponse immunitaire antitumorale en empêchant la liaison entre PD-1/PD-L1. L’administration de ce traitement est conditionnée par l’évaluation de l’expression de PD-L1 sur des biopsies de tumeurs. L’utilisation de biopsie pose cependant un problème dans l’exhaustivité du résultat obtenu pour cette expression qui va être lié au site d’extraction sur une tumeur potentiellement hétérogène vis à vis de PD-L1. De plus, l’expression de PD-L1 variant avec le temps et l’exposition au traitement, la multiplication d’actes invasifs tels que des biopsies pour un suivi de traitement n’est pas idéale. Il paraît donc nécessaire de rechercher des biomarqueurs afin de mieux identifier les patients susceptibles de répondre au traitement, suivre l’évolution de cette thérapie et ainsi contribuer à prévenir les résistances. Les anticorps radiomarqués sont des outils en plein essor permettant d’allier le ciblage d’un anticorps et la sensibilité de l’imagerie par tomographie par émission de positions (TEP). Dans ces travaux, nous avons réalisé le radiomarquage d’un anticorps anti-PDL1 avec du zirconium-89, radioisotope dont la période physique est compatible avec la pharmacocinétique des anticorps monoclonaux. Nous avons étudié les propriétés biologiques de cet anticorps radiomarqué in vitro et in vivo dans un modèle de CPNPC murin syngénique exprimant PD-L1. Dans ce modèle murin, avec et sans traitement, nous avons également étudié la survie des animaux ainsi que l’évolution de la tumeur et de son microenvironnement à l’aide de coupes histologiques (TIM-3). Avec une pureté radiochimique (PRC) supérieure à 95%, le [89Zr]DFO-anti-PDL1 a été correctement radiomarqué. L’immunoréactivité (96%) a montré que l’anticorps n’a pas été endommagé par la procédure de radiomarquage. Ce [89Zr]DFO-anti-PDL1 a été injecté chez des souris saines et dans le modèle de CPNPC. L’imagerie TEP a été réalisée 24h, 48h, 72h et 168h après l’injection. Un modèle pharmacocinétique (PK) a été développé afin de décrire la distribution du traceur. Il a permis d’estimer les différentes constantes de transferts intercompartimentales et un meilleur temps d’imagerie à 125h. Une étude de blocage a permis de vérifier la spécificité in vivo du radiotraceur. À l’aide de la modélisation, les paramètres PK des organes ont été estimés et extrapolés chez l’homme à l’aide d’équations allométriques. Ceci nous a permis de calculer une dosimétrie de 132 µSv/MBq. Le traitement du CPNPC dans le modèle murin a révélé une augmentation de TIM-3 au cours du temps soulignant son rôle potentiel dans les échappements aux traitements par immunothérapie. Les résultats obtenus semblent encourageants concernant la mise en place d’une méthode d’évaluation de l’expression de PD-L1 par imagerie dans le CPNPC en utilisant l’immunoTEP. La dosimétrie de 132 µSv/MBq reste cependant un frein conséquent à son utilisation bien que la valeur retrouvée reste faible en comparaison des autres anticorps marqués au zirconium-89.

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Thèse soutenue le 21 février 2022

Retrouver le texte intégral de la thèse sur le site de l’université Paul Sabatier