Infusione di linfociti allogenici effettori da donatore innato dopo trapianto di cellule staminali: lo studio IDEAL (IDEAL)

DESCRIZIONE DEL PROGETTO SCOPO: stabilire se i risultati del trapianto in pazienti trattati con HSCT per AML/MDS possano essere migliorati aggiungendo l'infusione di linfociti innati del donatore (iDLI) subito dopo il trapianto. Gli esiti primari sono GVHD acuta, recidiva e sopravvivenza libera da recidiva dopo HSCT.

BACKGROUND Il trapianto allogenico di cellule staminali ematopoietiche (HSCT) è un potenziale trattamento curativo per le malattie ematologiche maligne. L'indicazione principale per l'HSCT negli adulti è la leucemia acuta, seguita dalla sindrome mielodisplastica. Nell'HSCT, il midollo osseo e il sistema immunitario del paziente vengono sostituiti con quelli di un donatore, durante un'estesa procedura clinica eseguita in un centro trapianti altamente specializzato. Il principio curabile dell'HSCT è un'uccisione cellula-cellula su base immunitaria delle cellule leucemiche residue mediata dalle cellule del donatore chiamato effetto del trapianto contro la leucemia (GVL).

I principi di base dell'HSCT sono riportati di seguito:

Regime di condizionamento Prima dell'infusione dell'innesto del donatore, viene somministrato un regime di condizionamento per ridurre il carico tumorale e indebolire il sistema immunitario del ricevente per consentire l'attecchimento delle cellule del donatore. Il regime di condizionamento può contenere diversi gradi di mieloablazione a seconda del grado desiderato di soppressione immunitaria adatto alla malattia, all'età del paziente e alla comorbilità.

Donatori e innesti di cellule staminali L'innesto di cellule staminali è più spesso ottenuto da un fratello HLA compatibile (25% dei pazienti) o da un donatore registrato non imparentato HLA compatibile.

L'innesto viene ottenuto dal donatore mediante aspirazione del midollo osseo o mediante leucaferesi (separazione delle cellule e rimozione dei leucociti dal sangue rimanente) dopo la somministrazione del fattore stimolante le colonie di granulociti (G-CSF), che mobilizza le cellule staminali nel sangue. Quest'ultimo è noto come innesto di cellule staminali del sangue periferico (PBSC) ed è di gran lunga il tipo di innesto più comune utilizzato nell'era attuale.

Contenuto dell'innesto e ricostituzione immunitaria del paziente L'innesto di cellule staminali contiene cellule staminali che stabiliscono l'emopoiesi derivata dal donatore, compreso un sistema immunitario funzionale nel paziente, ma anche cellule immunitarie mature responsabili dell'eliminazione precoce delle cellule tumorali residue attraverso il trapianto contro la leucemia (GVL) effetto. La ricostituzione immunitaria dipende dalla dose e dal contenuto delle cellule del donatore trapiantate e sia il contenuto dell'innesto che la ricostituzione immunitaria del paziente sono cruciali per l'esito complessivo del trapianto.

GVL e GVHD L'effetto GVL è svolto da cellule donatrici linfocitotossiche che uccidono le cellule maligne residue del paziente. GVL è tradizionalmente mediato dalle cellule T αβ del donatore in un processo immunologico guidato dalle differenze HLA tra gli individui, cioè una risposta allogenica.

Nella malattia acuta del trapianto contro l'ospite (GVHD), che coinvolge anche l'allo-riconoscimento HLA, le cellule T αβ del donatore attaccano il tessuto normale della pelle, del fegato e del sistema gastrointestinale del ricevente, portando a una potenziale malattia immunitaria mortale. La GVHD acuta si verifica durante i primi 3 mesi dopo l'HSCT e il decorso clinico è molto variabile, da una presentazione lieve curabile a un attacco immunitario conclamato, che è fatale nell'80-90% dei pazienti (figura 2). La GVHD acuta è osservata nel 40-60% dei pazienti.

Ricaduta dopo HSCT La recidiva del cancro ematologico dopo HSCT è una delle principali cause di mortalità. Nei pazienti con AML/MDS circa il 30% presenta una recidiva della malattia dopo l'HSCT. La prognosi nei pazienti con recidiva dopo HSCT è infausta.

Infusione di linfociti del donatore Al fine di prevenire le ricadute o trattare la recidiva manifesta dopo l'HSCT, è possibile infondere nel paziente una dose di cellule aggiuntive dai donatori di cellule staminali originali, l'infusione di linfociti del donatore (DLI), allo scopo di avviare un effetto GVL rinnovato/potenziato e sradicare le restanti cellule maligne. Tuttavia, l'effetto sulle cellule leucemiche del DLI convenzionale, contenente principalmente cellule TCR αβ del donatore, è incerto e limitato dal rischio di GVHD letale, motivo per cui nuovi metodi di DLI sono costantemente in fase di sviluppo.

Cellule natural killer e cellule del recettore delle cellule T γδ Negli ultimi anni le cellule natural killer (NK) e le cellule del recettore delle cellule T (TCR) γδ, chiamate anche cellule effettrici innate, si sono dimostrate in grado di eliminare le cellule tumorali e quindi di contribuire al GVL- effetto in HSCT. Le cellule NK sono linfociti innati, che comprendono circa il 10% di tutti i linfociti, e hanno lo scopo di sradicare le cellule "stressate", maligne e infettate da virus. Sono in grado di lisare ed eliminare le cellule tumorali della leucemia attraverso l'attivazione dei recettori delle famiglie dei killer naturali (NK) e dei recettori della citotossicità naturale (NCR) indipendentemente dalle disparità HLA.

Le cellule T del tipo TCR αβ (cellule T CD4 e CD8) comprendono la maggior parte di tutte le cellule T circolanti e dei linfociti in generale. Le cellule TCR γδ sono un sottogruppo di cellule T, diverse dalle cellule T αβ, che costituiscono circa il 5% di tutte le cellule T. Il repertorio delle funzioni delle cellule TCR γδ combina le caratteristiche del sistema immunitario adottivo con risposte di tipo innato. Sono coinvolti nel controllo dell'infiammazione, nella lotta contro i patogeni e nel mantenimento della tolleranza nei confronti degli antigeni self. I TCR γδ sono anche in grado di riconoscere le cellule tumorali attraverso il loro TCR e di attivare i recettori condivisi con le cellule NK (ad es. NKG2D) e i loro effetti antitumorali sono sempre più documentati contro le cellule leucemiche. Il riconoscimento delle cellule NK e TCR γδ è indipendente dalle disparità HLA, rendendo meno probabile il loro contributo alla GVHD e le loro caratteristiche immunoregolatorie possono effettivamente proteggere dalla GVHD. Queste cellule effettrici innate hanno quindi il potenziale per mediare GVL senza GVHD nell'impostazione HSCT.

Risultati del gruppo di ricerca dei ricercatori:

In base a questa ipotesi, il nostro gruppo ha condotto uno studio clinico prospettico per tutto il 2015-2018 studiando le concentrazioni di cellule NK e TCR γδ negli innesti di cellule staminali e durante la ricostituzione immunitaria subito dopo il trapianto e le ha associate agli esiti dei pazienti in termini di GVHD, recidiva e assenza di recidiva sopravvivenza. I risultati hanno mostrato che i pazienti trapiantati con alte dosi di cellule NK nel trapianto e alte concentrazioni di cellule NK nel sangue periferico subito dopo il trapianto (giorno 28 e 56) avevano una sopravvivenza libera da recidiva significativamente migliorata rispetto ai pazienti con basse dosi di trapianto e nei primi giorni post- concentrazioni trapiantate di cellule NK. Per quanto riguarda le cellule TCR γδ, i pazienti con un'elevata concentrazione di cellule TCR γδ nel sangue periferico subito (giorno 28 e 56) dopo il trapianto hanno significativamente meno GVHD e meno ricadute con conseguente miglioramento della sopravvivenza globale e sopravvivenza libera da ricadute rispetto ai pazienti con bassa post-trapianto Concentrazioni cellulari TCR γδ.

Sulla base di questi risultati e della letteratura esistente, lo scopo di questo studio è l'infusione di un DLI innato (iDLI) contenente cellule NK e TCR γδ purificate dal donatore di cellule staminali originale subito dopo l'HSCT. L'effetto atteso di una terapia cellulare aggiuntiva con queste cellule effettrici innate durante la ricostituzione immunitaria precoce è una riduzione delle ricadute e dei tassi di GVHD e quindi un miglioramento dei risultati dopo l'HSCT nei pazienti con AML/MDS.

Procedura Questo è un progetto di collaborazione tra l'Unità di Trapianto di Midollo Osseo del Dipartimento di Ematologia e il Dipartimento di Immunologia Clinica del Rigshospitalet, Ospedale Universitario di Copenaghen.

Circa 60 pazienti all'anno ricevono PBSC-HSCT per la diagnosi di AML o MDS presso il nostro centro. Un paziente su quattro ha un fratello HLA-identico, mentre i restanti pazienti ricevono innesti di cellule staminali da donatori non imparentati corrispondenti dai registri internazionali dei donatori. Per questo studio, verrà applicata la randomizzazione genetica in modo che i pazienti con fratelli HLA-identici saranno inclusi per l'intervento mentre i pazienti con donatori non imparentati che ricevono un HSCT standard saranno inclusi nel gruppo di controllo. Lo sfondo per il design è la disponibilità dei donatori; solo i fratelli donatori possono essere reclutati per donare iDLI. Con un tasso di reclutamento stimato di circa l'85%, si prevede che nel gruppo di intervento vengano arruolate 13-15 coppie paziente/donatore all'anno per un totale di tre anni, per un totale di 39-45 coppie. In un precedente studio prospettico, i ricercatori hanno ottenuto un tasso di reclutamento del 97%. Storicamente, è stata osservata una maggiore incidenza di GVHD nei trapianti che utilizzavano un donatore non correlato, ma a causa di una tipizzazione HLA più precisa e di migliori protocolli per la soppressione immunitaria, la GVHD e l'incidenza di recidiva sono oggi comparabili tra trapianti correlati e non correlati. Questo è anche il caso del centro trapianti di Rigshospitalet, come precedentemente pubblicato6.

Per intervento:

I donatori saranno sottoposti a screening sanitario presso la Cell Therapy Facility, Dipartimento di Immunologia Clinica, entro 30 giorni prima della donazione (procedura standard). Giorno 7 prima dell'HSCT: Inizio del regime di condizionamento che prepara il paziente per l'HSCT (procedura standard) Giorno 5 prima dell'HSCT: Inizio della stimolazione del G-CSF del donatore per mobilizzare le cellule staminali per la leucaferesi (procedura standard).

Leucaferesi del donatore e infusione del trapianto ai pazienti, definito giorno 0 dell'HSCT (procedura standard) Giorno 14 dopo l'HSCT: leucaferesi del donatore (senza precedente stimolazione del G-CSF), manipolazione del prodotto e trasfusione di iDLI al paziente (intervento).

Gruppo di controllo: procedura HSCT standard come descritto sopra in pazienti che ricevono innesti da donatori non consanguinei.

Procedura di DLI modificato = iDLI:

I globuli bianchi sono ottenuti dal donatore mediante leucaferesi utilizzando la Spectra Optia Apheresis. System (Terumo BCT) presso l'Unità Banca del Sangue, Dipartimento di Immunologia Clinica, Rigshospitalet. La purificazione delle cellule effettrici innate viene effettuata mediante deplezione di TCRαβ/CD19 del prodotto fresco di leucaferesi con il sistema CliniMACS Prodigy (Miltenyi Biotec). Questa procedura rimuove le cellule T TCRαβ insieme alle cellule B (cellule CD19 positive) rendendo un prodotto cellulare arricchito in cellule NK e cellule TCR γδ ed è abitualmente utilizzato al Rigshospitalet per le procedure coinvolte nei trapianti pediatrici.

La dose prevista di cellule raccolte è di 108 linfociti/kg, risultando in dosi cellulari attese di 107 cellule NK/kg e 1-5 x106 cellule TCR γδ/kg dopo l'esaurimento. Il prodotto iDLI viene infuso fresco nel paziente presso il Dipartimento di Ematologia poco dopo la procedura di deplezione.

Fenotipizzazione immunitaria:

La fenotipizzazione immunitaria del prodotto iDLI e dell'innesto di cellule staminali originali verrà eseguita utilizzando un pannello di citometria a flusso liofilizzato altamente standardizzato progettato dal cliente (prodotto DuraClone di Beckman Coulter) sviluppato e utilizzato di routine per il monitoraggio della funzione immunitaria presso il Dipartimento di immunologia clinica. In questo studio saranno incluse due provette per la fenotipizzazione dettagliata dei linfociti.

La provetta 1 include marcatori di cellule T complessive (CD3, CD4, CD8), sottotipi di cellule NK (CD16, CD56), cellule B (CD19) e monociti (CD14). La provetta 2 include i marcatori delle cellule TCR α/β complessive, le cellule TCR γ/δ complessive, i due principali sottotipi di TCR γ/δ (TCR Vδ1, TCR Vδ2) e i marcatori di attivazione delle cellule TCR γ/δ (HLA-DR, CD8, CD8beta ).

Lo stesso pannello verrà utilizzato per la caratterizzazione della ricostituzione immunitaria nei campioni di sangue periferico nei pazienti il ​​giorno dell'infusione di iDLI e 14 e 21 giorni successivi (es. giorno 14, 28 e 56 dopo il trapianto. Le cellule vitali saranno criopreservate per successivi studi funzionali.

Piano di gestione dei dati I dati clinici sugli esiti dei pazienti e dei trapianti saranno acquisiti dal database clinico dei trapianti (IBMTR 2019) situato e amministrato presso l'Unità Trapianti, Dipartimento di Ematologia. I dati di citometria a flusso dalla caratterizzazione di prodotti iDLI, innesti di cellule staminali e ricostituzione immunitaria del paziente saranno acquisiti dal Dipartimento di Immunologia Clinica ed elaborati da un appropriato software di analisi (Kaluza, Flow Cytometry Analysis Software, Beckman Coulter). I dati clinici e di laboratorio saranno assemblati, strutturati ed elaborati in SPSS (SPSS® Statistics, IBM) che insieme a R (The R Project for Statistical Computing, www.r-project.org) saranno utilizzati per analisi statistiche. Tutti i dati saranno archiviati presso Rigshospitalet, Copenhagen University Hospital in conformità con le norme sulla protezione dei dati dell'Agenzia danese per la protezione dei dati.

Analisi statistiche L'incidenza cumulativa di GVHD acuta e recidiva nei pazienti trattati con iDLI rispetto ai pazienti che ricevono un HSCT standard sarà confrontata utilizzando l'analisi del rischio competitiva di Gray. La sopravvivenza libera da recidiva tra i due gruppi sarà confrontata utilizzando l'analisi di sopravvivenza di Kaplan Meier ei modelli di rischio proporzionale di Cox. Le dosi cellulari e la fenotipizzazione immunitaria di iDLI e innesti di cellule staminali originali e le concentrazioni cellulari e la fenotipizzazione durante la ricostituzione immunitaria del paziente saranno inserite utilizzando statistiche descrittive. SPSS (SPSS® Statistics, IBM) e R (The R Project for Statistical Computing, www.r-project.org) saranno applicati per il calcolo statistico.

Potere Basato sui risultati di uno studio precedente del gruppo di ricerca dei ricercatori che descrive GVHD, recidiva e sopravvivenza libera da recidiva in pazienti con dosi elevate rispetto a basse di cellule NK/TCR γδ negli innesti trapiantati e durante la ricostituzione immunitaria precoce. I ricercatori prevedono una riduzione dell'incidenza delle ricadute dal 30% al 5% e una riduzione dell'incidenza della GVHD acuta dal 50% al 20%. Con la randomizzazione genetica, i pazienti con fratelli HLA-identici saranno inclusi per l'intervento mentre i pazienti con donatori non imparentati che ricevono un HSCT standard saranno inclusi come controlli. Testato a un livello di significatività di 0,05 con una potenza dell'80% (beta 0,2), una dimensione del campione di 35-38 pazienti in ciascun gruppo è appropriata per lo studio.