Bewegung als Immunadjuvans für allogene Zelltherapien (Allo-X)

Hintergrund:

Allogene Zelltherapien umfassen verschiedene Ansätze, darunter Spenderlymphozyteninfusionen (DLI) und manipulierte Immunzellprodukte wie chimäre Antigenrezeptor-T-Zellen (CAR), Gamma-Delta-T-Zellen (γδ), Zytokin-induzierte Killerzellen (CIK) und Zytokine -induzierte gedächtnisähnliche natürliche Killerzellen (NK). Diese Therapien werden häufig nach einer allogenen hämatopoetischen Zelltransplantation (alloHCT) eingesetzt, um einen Leukämierückfall bei Hochrisikopatienten zu verhindern oder zu behandeln. Obwohl diese Therapien Potenzial gezeigt haben, bleiben die Erfolgsraten für DLI und erweiterte Zellprodukte begrenzt. Insbesondere DLI birgt das Risiko, eine Transplantat-gegen-Wirt-Krankheit (GvHD) auszulösen, bei der Spender-T-Zellen gesundes Gewebe angreifen, was zu erheblicher Morbidität führt. Darüber hinaus stehen Produkte mit expandierten Zellen vor Herausforderungen in Bezug auf Herstellungszeiten, Wirksamkeit und Kosten, die ihre Zugänglichkeit und Wirksamkeit einschränken können. Daher besteht ein dringender Bedarf, die Graft-versus-Leukämie/Lymphom (GvL)-Wirkung von DLI zu verstärken und die Wirksamkeit expandierter Zellprodukte zu verbessern, um bessere Ergebnisse für eine größere Anzahl von Patienten zu erzielen, ohne das Risiko einer GvHD zu erhöhen und dadurch zu verbreitern deren Einsatz in der klinischen Praxis.

Es hat sich gezeigt, dass Bewegung zu einem geringeren Krebsrisiko beiträgt, die Ergebnisse bei Krebsüberlebenden verbessert und als Adjuvans für verschiedene Krebstherapien dient. Das vorliegende Übungsmodell umfasst eine akute einzelne Trainingseinheit mittlerer bis hoher Intensität von 20 Minuten Dauer, die eine Katecholamin-abhängige Mobilisierung und Umverteilung von Effektorlymphozyten (z. B. natürliche Killerzellen, γδ-T-Zellen und CD8+-T-Zellen) hervorruft. Diese Reaktion kann die langfristige Immunüberwachung verbessern, indem sie die Erkennung und Zerstörung prämaligner Zellen verbessert und zur Unterdrückung des Tumorwachstums beiträgt. Die übergeordnete Forschungsfrage lautet: Können während der übungsinduzierten Mobilisierungsphase Lymphozyten aus dem Blut gesammelt werden, um überlegene Zellprodukte für die Krebsimmuntherapie zu erzeugen? Die Gesamtvision besteht darin, durch körperliche Betätigung mobilisierte Lymphozyten zu einer Therapie zu entwickeln, die die Wirksamkeit sowohl von DLI als auch von expandierten Zellprodukten (z. B. CAR-T-Zellen, γδ-T-Zellen, CIK-Zellen und Zytokin-induzierten gedächtnisähnlichen NK-Zellen) erhöht. zur Behandlung von Leukämie/Lymphomrückfällen. Dieser neuartige Ansatz mit der Bezeichnung „DLI-X“ hat das Potenzial, eine bereits bestehende Therapie zur Behandlung von Blutkrebs bei minimalen Kosten zu verbessern.

Die Ziele dieses Vorschlags bestehen darin, direkte Vergleiche zwischen Standard-DLI und DLI-X durchzuführen, sowohl in vitro als auch in xenogenen Mausmodellen, denen verschiedene menschliche hämatologische Krebsarten transplantiert wurden, und die zugrunde liegenden Mechanismen zu identifizieren, die die verstärkte Anti-Leukämie/ Lymphomreaktion von DLI-X.

Die übergeordnete Hypothese ist, dass DLI-X und die aus diesen durch körperliche Betätigung mobilisierten Lymphozyten hergestellten expandierten Zellprodukte im Vergleich zu Standard-DLI eine verstärkte GvL-Wirkung gegen mehrere hämatologische Malignome aufweisen. Diese Effekte werden durch durch den β2-adrenergen Rezeptor (β2-AR) vermittelte transkriptomische und proteomische Veränderungen vorangetrieben, die die Erkennung und Zytotoxizität von Zielzellen fördern. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass DLI-X die Wirksamkeit von Kombinationstherapien wie Blinatumomab, einem bispezifischen T-Zell-Engager, und monoklonalen Antikörpern verbessern wird, die die antikörperabhängige zelluläre Zytotoxizität (ADCC) erhöhen und dadurch die Unterdrückung des Tumorwachstums verbessern sollen die GvL-Effekte von DLI.

Spezifische Ziele:

1. Bewerten Sie, wie akute, einzelne Trainingseinheiten mittlerer bis hoher Intensität über eine Dauer von 20 Minuten die Anzahl, den Phänotyp und die molekularen Eigenschaften von Immunzellen im Blut beeinflussen.
2. Bestimmen Sie, ob nach dem Training gesammelte Immunzellen bessere therapeutische Produkte liefern als diejenigen, die unter Ruhebedingungen vom selben Spender gesammelt wurden.
3. Untersuchen Sie die Rolle der adrenergen Rezeptorsignale bei der Vermittlung dieser Effekte

Verfahren:

Gesunde Teilnehmer werden in drei verschiedene Arme (Kohorten) dieser Studie rekrutiert: (1) Übungskohorte; (2) Übung + Betablocker-Kohorte; und/oder (3) Isoproterenol-Infusionskohorte. Die Teilnehmer können sich für einen, zwei oder alle drei Studienzweige einschreiben. Die Verfahren für jede Kohorte sind unten beschrieben.

Übungskohorte Teilnehmer der Übungskohorte werden das Labor für drei separate Sitzungen zwischen 08:00 und 10:00 Uhr besuchen. Bei jedem Besuch wird das Personal die Einhaltung der Richtlinien vor dem Test bestätigen (z. B. 8–12 Stunden Fasten und keine übermäßige körperliche Aktivität). Jeder Teilnehmer, der diese Richtlinien nicht erfüllt, wird verschoben.

Übungskohortenbesuch 1: Screening und benoteter Übungstest. Zeitaufwand: 60 Minuten

1. Einverständniserklärung: Ein Mitglied des Forschungsteams holt eine schriftliche Einverständniserklärung des Teilnehmers ein.
2. Vorab-Screening-Fragebogen: Die Teilnehmer füllen den AHA/ACSM-Vorab-Screening-Fragebogen aus, um zu überprüfen, ob die Einschluss- und Ausschlusskriterien erfüllt sind.
3. Anthropometrische Messungen: Größe und Gewicht werden gemessen.
4. Blutproben: Eine kapillare Blutprobe aus der Fingerbeere wird entnommen (mit einer sterilen federbelasteten Lanzette) zur Quantifizierung des Gesamtcholesterins und des Nüchternglukosespiegels mithilfe eines automatischen Handanalysegeräts (Cardiocheck).
5. Blutdruckmessung: Der Ruheblutdruck wird mithilfe einer manuellen oder automatischen Blutdruckmanschette gemessen.
6. Risikostratifizierung: Teilnehmer, die nach dem Screening als nicht teilnahmeberechtigt gelten, werden von der weiteren Teilnahme ausgeschlossen.
7. Benoteter Übungstest: Die Teilnehmer führen ein maximales Übungsprotokoll auf einem stationären Indoor-Fahrrad durch. Sie tragen einen Herzfrequenzmesser und eine Gesichtsmaske, die mit einem Stoffwechselwagen verbunden sind, um die Herzfrequenz und die Atemgase kontinuierlich zu messen. Der Test beginnt bei 50 Watt für Frauen und 75 Watt für Männer, wobei die Leistung bis zur Erschöpfung jede Minute um 15 Watt erhöht wird. Es werden die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max), die Beatmungsschwelle und die maximale Zyklusleistung bestimmt.

Übungskohortenbesuche 2 und 3 Zeitaufwand: 2 Stunden pro Besuch Die Teilnehmer kehren 3–10 Tage nach Besuch 1 und 7–14 Tage nach Besuch 2 ins Labor zurück.

1. Verfahren vor dem Training: Ein IV-Katheter wird von einem ausgebildeten Phlebotomiker in eine periphere Armvene eingeführt. Vor dem Training wird eine Blutprobe (ca. 120 ml) entnommen.
2. Übungsprotokoll: Die Teilnehmer absolvieren 5 Minuten lang eine 20-minütige Sitzung mit mäßigem bis kräftigem Radfahren mit einer Leistung, die 50 %, 60 %, 70 % und 80 % ihrer vorgegebenen maximalen Sauerstoffaufnahme (VO2max) entspricht Inkremente. Die Teilnehmer werden während dieser Prüfungen nicht bis zur Erschöpfung trainiert. Während der Trainingseinheit und unmittelbar danach werden alle 5 Minuten Blutdruckmessungen und Bewertungen der wahrgenommenen Anstrengung erfasst.
3. Blutentnahme während des Trainings: Zusätzliche venöse Blutproben (Gesamtvolumen während des Trainings: 80 ml) werden in verschiedenen Phasen des Trainingsprotokolls über den IV-Katheter entnommen.
4. Blutabnahme nach dem Training: Eine letzte Blutabnahme von 15 ml wird 1 Stunde nach dem Training entnommen.

Gesamtblutvolumen: Die Teilnehmer spenden insgesamt 215 ml Blut (120 ml vor dem Training, 80 ml während des Trainings und 15 ml nach dem Training) pro Besuch, also insgesamt 430 ml bei beiden Besuchen. Darüber hinaus werden bei Besuch 1 zu Screeningzwecken mehrere Tropfen Kapillarblut (ca. 10–20 µL) gesammelt.

Die Verfahren für die Besuche 2 und 3 sind identisch. Der Grund für zwei Besuche besteht darin, ausreichend Blut zu gewinnen, um mehrere therapeutische Zellprodukte vom selben Spender zu erzeugen. Der Gesamtzeitaufwand für diese Kohorte beträgt ca. 5 Stunden.

Übung + Betablocker-Kohorte

Zeitaufwand: 21 Stunden. Für die Teilnehmer der Übungs- und Betablocker-Kohorte ist ein Besuch des Labors für sechs separate Sitzungen zwischen 08:00 und 10:00 Uhr geplant, die über 6–10 Wochen verteilt sind. Bei jedem Besuch bestätigt das Studienpersonal die Einhaltung der Richtlinien vor dem Test (z. B. 8–12 Stunden Fasten und keine starke körperliche Aktivität). Jeder Teilnehmer, der diese Richtlinien nicht erfüllt, wird verschoben.

Übung + Betablocker-Kohortenbesuch 1 – Zeitaufwand für den abgestuften Übungstest: 60 Minuten. Die Teilnehmer absolvieren einen abgestuften Belastungstest auf einem stationären Indoor-Fahrrad, um ihre maximale Sauerstoffaufnahme (VO₂max) und ihre maximale Radfahrleistung zu bestimmen. Dieser Test stellt die geeigneten Intensitätsstufen für nachfolgende Übungsversuche sicher.

Übung + Betablocker-Kohortenbesuche 2–6 – Übungsversuche Zeitaufwand: 20 Stunden

Die verbleibenden fünf Besuche bestehen aus den Hauptübungsversuchen, bei denen die Teilnehmer die folgenden Verfahren durchlaufen. Zwischen jedem Übungsbesuch liegt ein Zeitraum von 7 bis 10 Tagen, um die Erholung zu ermöglichen und mögliche Übertragungseffekte der verabreichten Medikamente zu minimieren:

1. Arzneimittelverabreichung: Die Arzneimittelstudien werden in einem randomisierten Doppelblindblock-Setting durchgeführt, um sicherzustellen, dass weder der Experimentator noch der Teilnehmer wissen, um welche Studie es sich handelt. Die Randomisierung wird von einem Mitglied des Forschungsteams berechnet, das nicht an der Durchführung der Übungsversuche beteiligt ist. Der Zeitpunkt der Arzneimittelverabreichung basiert auf den maximalen Plasmakonzentrationen jedes Arzneimittels. 3 Stunden, 2 Stunden und 1 Stunde vor jedem Übungsversuch wird den Teilnehmern entweder ein Medikament oder eine Placebo-Pille gemäß dem folgenden Schema verabreicht:

   Versuch 1: Placebo zu allen Zeitpunkten Versuch 2: Nadolol nach 3 Stunden Placebo nach 2 Stunden und 1 Stunde Versuch 3: Bisoprolol nach 3 Stunden Placebo nach 2 Stunden und 1 Stunde Versuch 4: Placebo nach 3 Stunden und 1 Stunde, Carvedilol nach 2 Stunden Versuch 5: Bisoprolol nach 3 Stunden, Placebo nach 2 Stunden, Roflumilast nach 1 Stunde

2. Verfahren vor der Medikamenteneinnahme: Vor der Einnahme des Medikaments oder Placebos wird von einem ausgebildeten Phlebotomiker ein IV-Katheter in eine periphere Armvene eingeführt. Es wird eine Blutprobe vor der Medikamenteneinnahme entnommen.
3. Blutprobe nach der Einnahme und vor dem Training: Nach der Einnahme des Medikaments oder Placebos und 30 Minuten vor Beginn des Trainings wird eine Blutprobe nach der Einnahme und vor dem Training entnommen.
4. Übungsprotokoll: Die Teilnehmer absolvieren eine 20-minütige Sitzung mit mäßigem bis kräftigem Radfahren mit einer Leistungsabgabe, die 50 %, 60 %, 70 % und 80 % ihres vorgegebenen VO₂max in Schritten von 5 Minuten entspricht. Die Teilnehmer werden während dieser Prüfungen nicht bis zur Erschöpfung trainiert. Während der Trainingseinheit und unmittelbar danach werden alle 5 Minuten Blutdruckmessungen und Bewertungen der wahrgenommenen Anstrengung erfasst.
5. Blutentnahme während des Trainings: Zu verschiedenen Zeitpunkten während des Trainingsprotokolls werden über den IV-Katheter zusätzliche venöse Blutproben entnommen.
6. Blutproben nach dem Training: Zusätzliche Blutproben werden während der Erholungsphase zu verschiedenen Zeitpunkten zwischen 5 und 60 Minuten nach dem Training entnommen.

Gesamtblutvolumen: Teilnehmer dieser Kohorte spenden pro Besuch insgesamt etwa 220 ml Blut. Das kumulierte Gesamtblutvolumen dieser Kohorte über alle sechs Besuche hinweg beträgt etwa 1.320 ml.

Isoproterenol-Kohorte Teilnehmer der Isoproterenol-Kohorte werden das Labor für drei separate Sitzungen zwischen 08:00 und 10:00 Uhr besuchen. Bei jedem Besuch bestätigt das Studienpersonal die Einhaltung der Richtlinien vor dem Test (z. B. 8–12 Stunden Fasten und keine starke körperliche Aktivität). Jeder Teilnehmer, der diese Richtlinien nicht erfüllt, wird verschoben.

Isoproterenol-Kohortenbesuch 1: Screening und Isoproterenol-Infusion Zeitaufwand: 2 Stunden

1. Einverständniserklärung: Ein Mitglied des Forschungsteams holt eine schriftliche Einverständniserklärung des Teilnehmers ein.
2. Vorab-Screening-Fragebogen: Die Teilnehmer füllen den AHA/ACSM-Vorab-Screening-Fragebogen aus, um zu überprüfen, ob die Einschluss- und Ausschlusskriterien erfüllt sind.
3. Anthropometrische Messungen: Größe und Gewicht werden gemessen.
4. Blutproben: Eine kapillare Blutprobe aus der Fingerbeere wird entnommen (mit einer sterilen federbelasteten Lanzette) zur Quantifizierung des Gesamtcholesterins und des Nüchternglukosespiegels mithilfe eines automatischen Handanalysegeräts (Cardiocheck).
5. Blutdruckmessung: Der Ruheblutdruck wird mithilfe einer manuellen oder automatischen Blutdruckmanschette gemessen.
6. Risikostratifizierung: Teilnehmer, die nach dem Screening als nicht teilnahmeberechtigt gelten, werden von der weiteren Teilnahme ausgeschlossen.
7. Verfahren vor der Infusion: Der Teilnehmer wird mit Elektroden ausgestattet, die an einem Elektrokardiogramm (EKG; 12 Ableitungen) befestigt sind, und erhält einen Ruhe-EKG-Wert, der von einem Kardiologen überwacht wird. Der Kardiologe entscheidet, ob mit der Infusion fortgefahren oder der Teilnehmer von der Studie ausgeschlossen wird. Zwei IV-Katheter werden von einem ausgebildeten Phlebotomiker in die beidseitigen peripheren Armvenen eingeführt. Ein Katheter wird zur Abgabe von Isoproterenol und einer zum Sammeln von Blutproben verwendet. Es wird eine Blutprobe vor der Infusion (ca. 120 ml) entnommen.
8. Isoproterenol-Infusionsprotokoll: Die Teilnehmer erhalten 20 Minuten lang eine kontinuierliche Infusion von Isoproterenol in einer Konzentration von 50 ng/min/kg. Während der Infusion werden alle 5 Minuten Blutdruckmessungen durchgeführt und die EKG-Aktivität kontinuierlich überwacht. Ein Kardiologe überwacht den gesamten Infusionsvorgang.
9. Blutentnahme während der Infusion: Während der letzten 5 Minuten des Infusionsprotokolls werden zusätzliche venöse Blutproben (Gesamtvolumen während des Trainings: 80 ml) über den IV-Katheter entnommen.
10. Blutabnahme nach der Infusion: Eine letzte Blutabnahme von 15 ml wird 1 Stunde nach dem Training entnommen.

Gesamtblutvolumen: Die Teilnehmer spenden bei diesem Besuch insgesamt 215 ml Blut (120 ml vor der Infusion, 80 ml während der Infusion und 15 ml nach der Infusion). Darüber hinaus werden bei Besuch 1 zu Screeningzwecken mehrere Tropfen Kapillarblut (ca. 10–20 µL) gesammelt.

Ergebnismaße:

Die Ergebnismaße für alle drei Kohorten sind identisch, wie im Abschnitt „Ergebnismaße“ dieses Protokolls beschrieben