Targeted radionuclide therapy against GARP expressing T regulatory cells after tumour priming with external beam radiotherapy in a murine syngeneic model
Pierre-Simon Bellaye,
Alexandre MM. Dias,
Jean-Marc Vrigneaud,
Alexanne Bouchard,
Mathieu Moreau,
Camille Petitot,
Claire Bernhard,
Michael Claron,
Lisa Froidurot,
Véronique Morgand,
Mélanie Guillemin,
Marie Monterrat,
Céline Mirjolet,
Carmen Garrido,
Evelyne Kohli,
Bertrand Collin
Affiliations
Pierre-Simon Bellaye
Centre George-François Leclerc, Service de Médecine Nucléaire, IMATHERA UMS INSERM BioSanD US58, 1 rue du Professeur Marion, 21079, Dijon, France
Alexandre MM. Dias
Centre George-François Leclerc, Service de Médecine Nucléaire, IMATHERA UMS INSERM BioSanD US58, 1 rue du Professeur Marion, 21079, Dijon, France
Jean-Marc Vrigneaud
Centre George-François Leclerc, Service de Médecine Nucléaire, IMATHERA UMS INSERM BioSanD US58, 1 rue du Professeur Marion, 21079, Dijon, France
Alexanne Bouchard
Centre George-François Leclerc, Service de Médecine Nucléaire, IMATHERA UMS INSERM BioSanD US58, 1 rue du Professeur Marion, 21079, Dijon, France; UMR INSERM/uB/AGROSUP 1231, Labex LipSTIC, Faculty of Health Sciences, Université de Bourgogne Franche-Comté, 21079, Dijon, France
Mathieu Moreau
Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne, UMR CNRS/uB 6302, Université de Bourgogne Franche-Comté, 21079, Dijon, France
Camille Petitot
Centre George-François Leclerc, Service de Médecine Nucléaire, IMATHERA UMS INSERM BioSanD US58, 1 rue du Professeur Marion, 21079, Dijon, France
Claire Bernhard
Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne, UMR CNRS/uB 6302, Université de Bourgogne Franche-Comté, 21079, Dijon, France
Michael Claron
Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne, UMR CNRS/uB 6302, Université de Bourgogne Franche-Comté, 21079, Dijon, France
Lisa Froidurot
Centre George-François Leclerc, Service de Médecine Nucléaire, IMATHERA UMS INSERM BioSanD US58, 1 rue du Professeur Marion, 21079, Dijon, France
Véronique Morgand
Centre George-François Leclerc, Service de Médecine Nucléaire, IMATHERA UMS INSERM BioSanD US58, 1 rue du Professeur Marion, 21079, Dijon, France
Mélanie Guillemin
Centre George-François Leclerc, Service de Médecine Nucléaire, IMATHERA UMS INSERM BioSanD US58, 1 rue du Professeur Marion, 21079, Dijon, France
Marie Monterrat
Centre George-François Leclerc, Service de Médecine Nucléaire, IMATHERA UMS INSERM BioSanD US58, 1 rue du Professeur Marion, 21079, Dijon, France
Céline Mirjolet
Centre George-François Leclerc, Service de Médecine Nucléaire, IMATHERA UMS INSERM BioSanD US58, 1 rue du Professeur Marion, 21079, Dijon, France
Carmen Garrido
UMR INSERM/uB/AGROSUP 1231, Labex LipSTIC, Faculty of Health Sciences, Université de Bourgogne Franche-Comté, 21079, Dijon, France
Evelyne Kohli
UMR INSERM/uB/AGROSUP 1231, Labex LipSTIC, Faculty of Health Sciences, Université de Bourgogne Franche-Comté, 21079, Dijon, France; University Hospital Centre François Mitterrand, 21000, Dijon, France
Bertrand Collin
Centre George-François Leclerc, Service de Médecine Nucléaire, IMATHERA UMS INSERM BioSanD US58, 1 rue du Professeur Marion, 21079, Dijon, France; Institut de Chimie Moléculaire de l’Université de Bourgogne, UMR CNRS/uB 6302, Université de Bourgogne Franche-Comté, 21079, Dijon, France; Corresponding author. Centre George-François Leclerc, Service de Médecine Nucléaire, IMATHERA UMS INSERM BioSanD US58, 1 rue du Professeur Marion, 21079, Dijon, France.
Purpose: Radiation therapy (RT) exerts its anti-tumour efficacy by inducing direct damage to cancer cells but also through modification of the tumour microenvironment (TME) by inducing immunogenic antitumor response. Conversely, RT also promotes an immunosuppressive TME notably through the recruitment of regulatory T cells (Tregs). Glycoprotein A repetitions predominant (GARP), a transmembrane protein highly expressed by activated Tregs, plays a key role in the activation of TGF-β and thus promotes the immunosuppressive action of Tregs. The development of a theranostic approach targeting GARP combining imaging and targeted radionuclide therapy (TRT) was carried out. Methods: A preclinical model of 4T1 triple negative breast tumour-bearing BALB/c mice was used to show that GARP expression is increased after external beam radiation in the TME of our cancer model. We generated a theranostic probe through the bioconjugation of the chelating agent DOTAGA onto an anti-GARP monoclonal antibody. The bioconjugation with DOTAGA allows the radiolabelling of the DOTAGA-GARP conjugate with both Indium-111 for SPECT imaging and Lutetium-177 for TRT purposes. Results: We demonstrate that GARP expression is increased following RT in vivo and can be specifically detected and quantified using in vivo SPECT imaging with [111In]In-DOTAGA-GARP. In addition, 177Lu-DOTAGA-GARP limits tumour growth in our cancer model. Conclusion: This theranostic strategy may allow for the personalization of cancer treatments by early detection of activated Tregs infiltration following RT and identification of patients likely to respond to Tregs-targeted therapy via TRT.