Carine Dufau, Florent Dufour, Nicole Therville, Michel Record, Céline Colacios, Andrei Constantinescu, Thomas Filleron, Anne Montfort, Julia Rochotte, Joëlle Riond, Hervé Benoist, Thierry Levade, Nilton De França Junior, Caroline Imbert, Bruno Ségui, Yusuf A. Hannun, Jean Milhès, Julia Gilhodes, Virginie Garcia, Olivier Micheau, Pierre Brousset, Christopher J. Clarke, Marie Tosolini, Pierre Cordelier, Philippe Rochaix, Nicolas Meyer, Florie Bertrand, Nathalie Andrieu-Abadie, Sandrine Silvente-Poirot, Centre de Recherches en Cancérologie de Toulouse (CRCT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Universitaire du Cancer de Toulouse - Oncopole (IUCT Oncopole - UMR 1037), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Stony Brook University [SUNY] (SBU), State University of New York (SUNY), Lipides - Nutrition - Cancer [Dijon - U1231] (LNC), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Laboratoire d'Excellence : Lipoprotéines et Santé : prévention et Traitement des maladies Inflammatoires et du Cancer (LabEx LipSTIC), École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Nancy (CHRU Nancy)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Besançon (CHRU Besançon)-Université de Bourgogne (UB)-Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand (CHU Dijon)-Centre Régional de Lutte contre le cancer Georges-François Leclerc [Dijon] (UNICANCER/CRLCC-CGFL), UNICANCER-UNICANCER-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Fédération Francophone de la Cancérologie Digestive, FFCD-Université de Montpellier (UM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Etablissement français du sang [Bourgogne-Franche-Comté] (EFS [Bourgogne-Franche-Comté])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut Fédératif de Biologie (IFB) - Hôpital Purpan, Hôpital Purpan [Toulouse], CHU Toulouse [Toulouse]-CHU Toulouse [Toulouse], Silvente-Poirot, Sandrine, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Institut Fédératif de Biologie (IFB), and Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)
Dysregulation of lipid metabolism affects the behavior of cancer cells, but how this happens is not completely understood. Neutral sphingomyelinase 2 (nSMase2), encoded by SMPD3, catalyzes the breakdown of sphingomyelin to produce the anti-oncometabolite ceramide. We found that this enzyme was often downregulated in human metastatic melanoma, likely contributing to immune escape. Overexpression of nSMase2 in mouse melanoma reduced tumor growth in syngeneic wild-type but not CD8-deficient mice. In wild-type mice, nSMase2-overexpressing tumors showed accumulation of both ceramide and CD8+ tumor-infiltrating lymphocytes, and this was associated with increased level of transcripts encoding IFNγ and CXCL9. Overexpressing the catalytically inactive nSMase2 failed to alter tumor growth, indicating that the deleterious effect nSMase2 has on melanoma growth depends on its enzymatic activity. In vitro, small extracellular vesicles from melanoma cells overexpressing wild-type nSMase2 augmented the expression of IL12, CXCL9, and CCL19 by bone marrow–derived dendritic cells, suggesting that melanoma nSMase2 triggers T helper 1 (Th1) polarization in the earliest stages of the immune response. Most importantly, overexpression of wild-type nSMase2 increased anti–PD-1 efficacy in murine models of melanoma and breast cancer, and this was associated with an enhanced Th1 response. Therefore, increasing SMPD3 expression in melanoma may serve as an original therapeutic strategy to potentiate Th1 polarization and CD8+ T-cell–dependent immune responses and overcome resistance to anti–PD-1.