Contribution of senescent cells to anti-tumoral vaccine responses in the elderly - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Contribution of senescent cells to anti-tumoral vaccine responses in the elderly

Contribution de la sénescence cellulaire à la vaccination anti-tumorale chez l’individu âgé

Résumé

Age-related decline of immunity reduces vaccine efficacy in the elderly. Cellular senescence - a hallmark of aging - is a physiological process characterized by a state of chronic low-grade inflammation. Senescent cells accumulate with age and are resistant to cell death as a result of increased Bcl-2 expression. Senescent cells show an enhanced pro-inflammatory phenotype, as a part of senescence associated secretory phenotype (SASP) which contributes to inflammation and other detrimental effects. Pre-existing senescent cells cause many aging-related disorders and therapeutic strategies aiming at selectively eliminating these cells have recently gained attention.The potential role of pre-existing senescent cells in vaccine efficacy in the aged populations has not yet been reported to our knowledge. This can be achieved through different approaches such as the use of senolytic drugs that selectively target and eliminate these cells. Using the specific Bcl-2 family inhibitor senolytic ABT-263 (Navitoclax), we investigated the effects of senolysis on the immune response induced by vaccination. To this end, aged mice (22-months) and young adult mice (2 months) were treated with Navitoclax before immunization and few days later mice were immunized with the antigen Ovalbumin (OVA) plus adjuvant (Quil-A and CpG ODN). Antibody production was quantified by ELISA and the T cell response was quantified by measuring the production of interferon gamma after antigen re-stimulation. To study the efficacy of the immune response post-vaccination, mice were engrafted with OVA-expressing B16 melanoma cells and melanoma outgrowth was measured.ABT-263 treatment depleted senescent cells in the spleen. This was evidenced by immunohistochemistry using antibodies against p16 (a marker of senescence) and Bcl-2 and by quantifying beta-galactosidase activity, another marker of senescence. Depletion of senescent cells also led to a reduced production of systemic SASP-related factors in blood. In the same line, splenocytes isolated from Navitoclax-treated aged mice produced less inflammatory cytokines in response to LPS compared to controls. Having validated the efficacy of Navitoclax, we then turned to analyze the consequences of senescent cell's removal on the immune, anti-tumor response. Navitoclax treatment slightly reduced antigen-specific antibody production. Both IgM and IgG were affected. In contrast, T cells from Navitoclax-treated aged mice produce more IFN-gamma compared to controls. A similar effect was observed in young adult mice. Strikingly, depletion of pre-existing senescent cells before vaccination abrogated the protective effect of the vaccine on tumor outgrowth in aged mice, and to a lower extent, in young adult mice. We conclude that senolysis influences the quality of the immune responses post-vaccination and strongly affects the anti-tumor response in vaccinated aged mice
Le déclin du système immunitaire naturellement lié à l'âge - appelé immunosénescence - contribue à la moindre efficacité des vaccins chez les personnes âgées. La sénescence cellulaire est caractérisée par une inflammation chronique de bas grade. Les cellules sénescentes s'accumulent avec l'âge et sont résistantes à la mort cellulaire, notamment du fait de l'augmentation de l'expression des membres de la famille Bcl-2. Les cellules sénescentes produisent de nombreux facteurs inflammatoires et des immunomodulateurs, ce qui contribue à l'expression de leurs fonctions délétères. Ces cellules causent de nombreux désordres liés à l'âge et l'élimination contrôlée de ces cellules pourrait représenter une stratégie thérapeutique prometteuse.Le rôle potentiel des cellules sénescentes dans le déclin de l'efficacité vaccinale n'a pas été étudié à notre connaissance. Pour aborder cette question, l'une des possibilités est d'éliminer sélectivement ces cellules à l'aide de drogues sénolytiques. Nous avons utilisé l'ABT-263 (Navitoclax), une drogue qui cible Bcl-2, et avons étudié l'effet du traitement sur la réponse immunitaire induite par vaccination. Pour cela, des souris âgées (22 mois) et des souris adultes jeunes (2 mois) ont été traitées avec le Navitoclax et quelques jours plus tard les souris ont été immunisées avec l'antigène ovalbumine (OVA) en présence d'adjuvant (Quil-A ou CpG ODN). La production des anticorps spécifiques a été étudiée par ELISA et la réponse cellulaire par quantification de l'IFN-gamma suite à une re-stimulation antigénique. Pour étudier l'efficacité de la réponse immunitaire générée par la vaccination, les souris ont été inoculées avec le mélanome B16 exprimant OVA et la croissance tumorale a été mésurée.Dans un premier temps, nous avons montré que le Navitoclax élimine les cellules sénescentes chez les souris âgées, notamment dans la rate : réduction du nombre de cellules exprimant le marqueur de sénescence p16 et Bcl-2 (RTPCR, immunohistochimie) et de l'activité beta-galactosidase, un autre marqueur de sénescence. Cet effet s'accompagne d'une réduction de la production des cytokines inflammatoires dans le sang. Par ailleurs, les splénocytes isolés des souris âgées traitées avec le Navitoclax produisent moins de cytokines inflammatoires en réponse au LPS comparativement aux animaux contrôles. Ayant validé l'efficacité du Navitoclax, nous avons mesuré la réponse immunitaire post-vaccination. La déplétion des cellules sénescentes est associée à une réduction (non-significative) de la production des anticorps (IgM et IgG). De façon contrastée, le traitement par le Navitoclax augmente de la production de l'IFN-gamma par les lymphocytes T suite à la re-stimulation antigénique. Ce dernier effet est également observé chez la souris adulte jeune. De façon inattendue, le Navitoclax abroge l'effet protecteur de la vaccination sur la croissance tumorale chez les souris âgées et dans une moindre mesure chez les souris adultes jeunes. Pour conclure, la déplétion préventive des cellules sénescentes avant la vaccination influence l'efficacité de la réponse immunitaire et a un impact négatif sur la réponse anti-tumorale chez la souris âgée.
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04573780 , version 1 (13-05-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04573780 , version 1

Citer

Özmen Çobanoglu. Contribution of senescent cells to anti-tumoral vaccine responses in the elderly. Immunology. Université de Lille, 2023. English. ⟨NNT : 2023ULILS083⟩. ⟨tel-04573780⟩
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