Functions of human tumor infiltrating lymphocytes are boosted after ex vivo treatment with two galectin-binding polysaccharides used as investigational human drugs

(eng) Our group showed that human tumor-infiltrating CD8 T lymphocytes (CD8 TIL), freshly isolated from solid tumors or ascites, secreted low levels of IFN-γ upon ex vivo stimulation, in contrast to blood CD8 T cells. A few hours of treatment with galectin ligand N-acetyllactosamine resulted in an increased cytokine secretion. Our working hypothesis is that, in the tumor environment, recently activated TIL harbor a set of glycans that are either more numerous or better ligands for galectin-3. Galectin-3 is abundant in many solid tumors and carcinomatous ascites, and can thus bind to surface glycoproteins of TIL and form lattices that would thereby reduce the motility of surface receptors implicated in T cell activation. This results in a loss of functions. Our experiments have confirmed these results on a large number of tumor samples : more than 80% of the CD8 TIL samples responded to a treatment with a galectin ligand. Treating TIL with anti-galectin-3 antibody had a similar effect. We have also shown that the CD4 TIL also secreted low levels of IFN-γ upon ex vivo stimulation and that increased secretion was observed after a short incubation with a galectin ligand. We also showed that the cytotoxic activity of CD8 TIL was increased after a treatment with a galectin ligand. Two polysaccharides of plant origin that are in clinical development were identified as highly effective in increasing the lytic activity of TIL and their secretion of IFN-γ. In tumor-bearing mice that received a vaccine aimed at inducing an anti-tumor CD8 T cell response, one of the two polysaccharides was injected. This led to tumor rejection in half of the mice, whereas all control mice died. In non-vaccinated mice, the polysaccharide had no effect by itself. These data argue for a therapeutic approach combining vaccination and injection of galectin ligands. A clinical trial based on these discoveries is planned. Melanoma-bearing patients will be included. They will be immunized with peptides and injected systemically with DAVANAT, one of the two polysaccharides that we tested in vitro.

(fre) Notre groupe avait montré que des lymphocytes T infiltrant les tumeurs (TIL) CD8 fraîchement isolés d’infiltrats tumoraux humains sécrétaient peu ou pas d’IFN-γ suite à leur stimulation ex vivo, par opposition aux lymphocytes T CD8 du sang. Une incubation de quelques heures de ces TIL avec un ligand de galectine, du N-acetyllactosamine, induisait une augmentation de leur sécrétion de cytokines. Notre hypothèse de travail est la suivante : dans l’environnement tumoral, les TIL récemment activés présenteraient à leur surface plus de motifs glycosylés qui seraient des ligands de la galectine-3. Cette lectine, retrouvée souvent en grande quantité dans les tumeurs solides et les ascites carcinomateuses, pourrait alors se lier aux glycoprotéines à la surface des TIL et former un réseau réduisant la mobilité des récepteurs de surface impliqués dans l’activation des lymphocytes T. Ceci se traduirait notamment par une perte de fonction. Nos expériences lors de cette thèse ont permis de reproduire ces résultats sur un grand nombre de prélèvement tumoraux et de montrer que plus de 80 % des échantillons de TIL CD8 répondaient au traitement avec un ligand de galectine. Un traitement avec un anticorps anti-galectine-3 avait un effet similaire. Notre travail a permis de montrer que les TIL CD4, aussi, produisaient peu d’IFN-γ suite à leur stimulation ex vivo et que cette fonction était augmentée suite à une courte incubation avec un ligand de galectine. Nous avons également montré que l’activité cytotoxique des TIL CD8 était augmentée par un traitement avec un ligand de galectine. Deux polysaccharides d’origine végétale, en cours de développement clinique, ont été identifiés comme très efficaces pour augmenter la sécrétion d’IFN-γ par des TIL stimulés ex vivo, ainsi que leur capacité lytique. Pour un de ces polysaccharide, nous avons montré que chez des souris porteuses de tumeurs, une vaccination destinée à amplifier une réponse T CD8 anti-tumeur, combinée avec des injections du polysaccharide, menait au rejet de la tumeur chez la moitié des souris. Chez les animaux non vaccinés, le polysaccharide n’avait aucun effet visible. Ces données plaident en faveur d’une approche thérapeutique combinant vaccination et injection de ligands de galectines. Un essai clinique basé sur ces découvertes est envisagé très prochainement pour des patients porteurs de mélanome qui seront vaccinés avec des peptides et injectés de façon systémique avec du DAVANAT, un des deux polysaccharides testés in vitro lors de ce travail.