M2 macrophages are more resistant than M1 macrophages following radiation therapy in the context of glioblastoma M2 macrophages are more resistant than M1 macrophages following radiation therapy in the context of glioblastoma

(1) We wanted to assess the impact of Ang2 in RCT-induced changes in the environment of glioblastoma. (2) The effect of Ang2 overexpression in tumor cells was studied in the GL261 syngeneic immunocompetent model of GB in response to fractionated RCT. (3) We showed that RCT combined with Ang2 led to tumor clearance for the GL261-Ang2 group by acting on the tumor cells as well as on both vascular and immune compartments. (4) In vitro, Ang2 overexpression in GL261 cells exposed to RCT promoted senescence and induced robust genomic instability, leading to mitotic death. (5) Coculture experiments of GL261-Ang2 cells with RAW 264.7 cells resulted in a significant increase in macrophage migration, which was abrogated by the addition of soluble Tie2 receptor. (6) Together, these preclinical results showed that, combined with RCT, Ang2 acted in an autocrine manner by increasing GB cell senescence and in a paracrine manner by acting on the innate immune system while modulating the vascular tumor compartment. On this preclinical model, we found that an ectopic expression of Ang2 combined with RCT impedes tumor recurrence.

Nanoparticles have emerged as promising theranostic tools for biomedical applications, notably in the treatment of cancers. However, to fully exploit their potential, a thorough understanding of their biodistribution is imperative. In this context, we prepared radioactive [⁶⁴Cu]-exchanged faujasite nanosized zeolite ([⁶⁴Cu]-FAU) to conduct positron emission tomography (PET) imaging tracking in preclinical glioblastoma models. In vivo results revealed a rapid and gradual accumulation over time of intravenously injected [⁶⁴Cu]-FAU zeolite nanocrystals within the brain tumor, while no uptake in the healthy brain was observed. Although a specific tumor targeting was observed in the brain, the kinetics of uptake into tumor tissue was found to be dependent on the glioblastoma model. Indeed, our results showed a rapid uptake in U87-MG model while in U251-MG glioblastoma model tumor uptake was gradual over the time. Interestingly, a [⁶⁴Cu] activity, decreasing over time, was also observed in organs of elimination such as kidney and liver without showing a difference in activity between both glioblastoma models. Ex vivo analyses confirmed the presence of zeolite nanocrystals in brain tumor with detection of both Si and Al elements originated from them. This radiolabelling strategy, performed for the first time using nanozeolites, enables precise tracking through PET imaging and confirms their accumulation within the glioblastoma. These findings further bolster the potential use of zeolite nanocrystals as valuable theranostic tools.

Le glioblastome (GB) est un cancer au pronostic sombre, malgré une thérapeutique agressive qui consiste en une chirurgie suivie d'une radiochimiothérapie (RCT). Ces tumeurs cérébrales sont caractérisées par un environnement richement vascularisé et une inflammation immunosuppressive. Cet environnement tumoral contribue non seulement à la progression des GB mais aussi à leur résistance aux traitements. La progression des GB s’accompagne d’une surexpression d’Angiopoïétine-2 (Ang-2) identifiée comme l’un des facteurs contrôlant l'angiogenèse de ces tumeurs. Plus récemment, l'Ang-2 a été également impliquée dans les processus d’inflammation. Cependant, à ce jour, l’impact de ce facteur angiogénique immunomodulateur sur la progression des GB et leur réponse aux traitements conventionnels, n'a pas été clairement identifié. Cette étude a été entreprise afin de clarifier ces deux points en utilisant un modèle syngénique orthotopique de GB (lignée cellulaire GL261). Les cellules GL261 ont été modifiées génétiquement afin de surexprimer l’Ang-2. Les résultats, obtenus ont montré que les tumeurs GL261-Ang2 et GL261-wt suivent des croissances similaires alors que leur environnement vasculaire et inflammatoire est différent. En revanche, en réponse au traitement RCT, la progression des tumeurs GL261-Ang2 et GL261-wt est totalement différente puisque pour les tumeurs contrôles, une récurrence est observée 15 jours après traitement, alors que la RCT induit une régression des tumeurs GL261-Ang2, encore visible à 3 mois. L’étude du compartiment vasculaire et inflammatoire aux temps précoces de traitement a permis de montrer que les vaisseaux présents dans la tumeur GL261-Ang2 sont plus sensibles à la RCT, alors qu’une augmentation de migration de TAM (tumor associated macrophages) est observée. Des expériences réalisées in vitro sur les macrophages RAW 264.7 ont mis en évidence un effet chimioattractant de l’Ang-2. Par ailleurs, nous avons montré que la surexpression de l'Ang-2 dans les cellules GL261 exposées à la RCT favorise la sénescence et induit une instabilité génomique robuste conduisant à la mort mitotique de ces cellules. Collectivement, ces résultats précliniques suggèrent qu'en plus de ses effets sur le compartiment vasculaire, l'Ang-2, en agissant sur l'inflammation, améliore drastiquement l'efficacité du protocole de RCT utilisé sur ce modèle préclinique de GB, empêchant la récidive tumorale au moins pendant 3 mois.