Esercizio come adiuvante immunitario per le terapie cellulari allogeniche (Allo-X)

Sfondo:

Le terapie cellulari allogeniche comprendono vari approcci, tra cui infusioni di linfociti del donatore (DLI) e prodotti di cellule immunitarie ingegnerizzate come cellule T con recettore dell'antigene chimerico (CAR), cellule T gamma delta (γδ), cellule killer indotte da citochine (CIK) e citochine -cellule natural killer (NK) simili alla memoria. Queste terapie sono comunemente impiegate dopo il trapianto allogenico di cellule ematopoietiche (alloHCT) per prevenire o trattare la recidiva leucemica nei pazienti ad alto rischio. Tuttavia, sebbene queste terapie abbiano mostrato potenziale, le percentuali di successo per i prodotti DLI e a cellule espanse rimangono limitate. La DLI, in particolare, comporta il rischio di indurre la malattia del trapianto contro l’ospite (GvHD), in cui le cellule T del donatore attaccano i tessuti sani, portando a una significativa morbilità. Inoltre, i prodotti a cellule espanse devono affrontare sfide legate ai tempi di produzione, all’efficacia e ai costi, che possono limitarne l’accessibilità e l’efficacia. Pertanto, esiste una necessità fondamentale di migliorare gli effetti del trapianto contro leucemia/linfoma (GvL) della DLI e migliorare l’efficacia dei prodotti a cellule espanse per ottenere risultati migliori per un numero maggiore di pazienti senza aumentare il rischio di GvHD, ampliando così il loro utilizzo nella pratica clinica.

È stato dimostrato che l’esercizio fisico contribuisce a ridurre il rischio di cancro, migliora i risultati nei sopravvissuti al cancro e agisce come adiuvante per diverse terapie antitumorali. Il presente modello di esercizio prevede un singolo periodo acuto di esercizio di intensità da moderata a vigorosa della durata di 20 minuti, che evoca una mobilizzazione e una ridistribuzione catecolamine-dipendenti dei linfociti effettori (ad esempio, cellule natural killer, cellule T γδ e cellule T CD8+). Questa risposta può migliorare l’immunosorveglianza a lungo termine migliorando il riconoscimento e la distruzione delle cellule precancerose e contribuendo alla soppressione della crescita del tumore. La domanda generale della ricerca è: i linfociti possono essere raccolti dal sangue durante la fase di mobilizzazione indotta dall’esercizio per generare prodotti cellulari superiori per l’immunoterapia contro il cancro? La visione generale è quella di sviluppare linfociti mobilizzati dall'esercizio in una terapia che aumenti l'efficacia sia del DLI che dei prodotti cellulari espansi (ad esempio, cellule T CAR, cellule T γδ, cellule CIK e cellule NK simili a memoria indotte da citochine) per il trattamento delle ricadute di leucemia/linfoma. Questo nuovo approccio, denominato “DLI-X”, ha il potenziale per migliorare una terapia preesistente per il trattamento dei tumori del sangue a un costo minimo.

Gli obiettivi di questa proposta sono di condurre confronti testa a testa tra DLI standard e DLI-X, sia in vitro che in modelli murini xenogenici trapiantati con vari tumori ematologici umani, e di identificare i meccanismi sottostanti che guidano il potenziamento anti-leucemia/ risposta del linfoma di DLI-X.

L'ipotesi generale è che DLI-X e i prodotti cellulari espansi fabbricati da questi linfociti mobilitati dall'esercizio presenteranno effetti GvL potenziati contro molteplici tumori maligni ematologici rispetto al DLI standard. Questi effetti saranno guidati da cambiamenti trascrittomici e proteomici mediati dal recettore β2-adrenergico (β2-AR) che promuovono il riconoscimento delle cellule bersaglio e la citotossicità. Inoltre, si propone che DLI-X migliorerà l'efficacia delle terapie combinate come blinatumomab, un coinvolgente bispecifico delle cellule T, e anticorpi monoclonali progettati per aumentare la citotossicità cellulare anticorpo-dipendente (ADCC), migliorando così la soppressione della crescita tumorale e gli effetti GvL del DLI.

Obiettivi specifici:

1. Valutare in che modo singoli periodi acuti di esercizio fisico di intensità da moderata a vigorosa della durata di 20 minuti influenzano il numero, il fenotipo e le caratteristiche molecolari delle cellule immunitarie nel sangue.
2. Determinare se le cellule immunitarie raccolte dopo l'esercizio producono prodotti terapeutici superiori rispetto a quelle raccolte in condizioni di riposo dallo stesso donatore.
3. Studiare il ruolo della segnalazione dei recettori adrenergici nel mediare questi effetti

Procedure:

I partecipanti sani verranno reclutati in tre bracci distinti (coorti) di questo studio: (1) Coorte di esercizi; (2) Esercizio + Coorte di beta bloccanti; e/o (3) Coorte di infusione di isoproterenolo. I partecipanti possono iscriversi a uno, due o tutti e tre i bracci di studio. Le procedure per ciascuna coorte sono descritte di seguito.

Coorte di esercizio I partecipanti al Coorte di esercizio saranno programmati per visitare il laboratorio per tre sessioni separate tra le 08:00 e le 10:00. Durante ogni visita, il personale confermerà l'adesione alle linee guida pre-test (ad esempio, 8-12 ore di digiuno e nessuna attività fisica intensa). Tutti i partecipanti che non soddisfano queste linee guida verranno riprogrammati.

Visita di gruppo 1: screening e test da sforzo graduale. Tempo impegnato: 60 minuti

1. Consenso informato: un membro del gruppo di ricerca otterrà il consenso informato scritto del partecipante.
2. Questionario di pre-screening: i partecipanti completeranno il questionario di pre-screening dell'AHA/ACSM per verificare che i criteri di inclusione ed esclusione siano soddisfatti.
3. Misure antropometriche: verranno misurati altezza e peso.
4. Campioni di sangue: verrà raccolto un campione di sangue capillare dal polpastrello (utilizzando una lancetta sterile caricata a molla) per la quantificazione del colesterolo totale e del glucosio a digiuno, utilizzando un analizzatore portatile automatizzato (Cardiocheck).
5. Misurazione della pressione sanguigna: la pressione sanguigna a riposo verrà misurata utilizzando un bracciale manuale o automatizzato.
6. Stratificazione del rischio: i partecipanti ritenuti non idonei dopo lo screening saranno esclusi da un'ulteriore partecipazione.
7. Test di esercizio graduale: i partecipanti eseguiranno un protocollo di esercizio massimale su una bicicletta stazionaria indoor. Indosseranno un cardiofrequenzimetro e una maschera facciale collegata a un carrello metabolico per la misurazione continua della frequenza cardiaca e dei gas respiratori. La prova inizierà a 50 Watt per le femmine e 75 Watt per i maschi, con potenza incrementata di 15 Watt ogni minuto fino ad esaurimento. Verranno determinati il ​​consumo massimo di ossigeno (VO2max), la soglia ventilatoria e la potenza di picco del ciclo.

Visite di coorte di esercizio 2 e 3 Impegno di tempo: 2 ore per visita I partecipanti torneranno al laboratorio 3-10 giorni dopo la Visita 1 e 7-14 giorni dopo la Visita 2.

1. Procedure pre-esercizio: un catetere IV verrà inserito in una vena periferica del braccio da un prelievo esperto. Verrà raccolto un campione di sangue prima dell'esercizio (circa 120 ml).
2. Protocollo di esercizio: i partecipanti si impegneranno in una sessione di 20 minuti di esercizio ciclistico da moderato a vigoroso con potenze corrispondenti al 50%, 60%, 70% e 80% del loro consumo massimo di ossigeno predeterminato (VO2max) per 5 minuti incrementi. I partecipanti non saranno esercitati fino all'esaurimento durante queste prove. Le misurazioni della pressione sanguigna e le valutazioni dello sforzo percepito verranno raccolte ogni 5 minuti durante la sessione di allenamento e immediatamente dopo.
3. Prelievo di sangue durante l'esercizio: verranno raccolti ulteriori campioni di sangue venoso (volume totale durante l'esercizio: 80 ml) attraverso il catetere IV in varie fasi del protocollo di esercizio.
4. Prelievo di sangue post-esercizio: un prelievo di sangue finale di 15 ml verrà raccolto 1 ora dopo l'esercizio.

Volume totale del sangue: i partecipanti doneranno un totale di 215 ml di sangue (120 ml prima dell'esercizio, 80 ml durante l'esercizio e 15 ml post-esercizio) per visita, per un totale di 430 ml in entrambe le visite. Inoltre, durante la Visita 1 verranno raccolte diverse goccioline di sangue capillare (circa 10-20 µL) a scopo di screening.

Le procedure per le Visite 2 e 3 saranno identiche. La logica alla base di due visite è ottenere sangue sufficiente per generare più prodotti cellulari terapeutici dallo stesso donatore. L'impegno di tempo totale per questa coorte è di circa 5 ore.

Esercizio + Coorte di beta bloccanti

Tempo impegnato: 21 ore. Ai partecipanti alla coorte Esercizio + Beta-bloccanti verrà programmata la visita al laboratorio per sei sessioni separate tra le 08:00 e le 10:00, che saranno distribuite in 6-10 settimane. Durante ogni visita, il personale dello studio confermerà l'adesione alle linee guida pre-test (ad esempio, 8-12 ore di digiuno e nessuna attività fisica intensa). Tutti i partecipanti che non soddisfano queste linee guida verranno riprogrammati.

Esercizio + Visita di coorte con beta bloccanti 1 - Test da sforzo graduale Tempo impegnato: 60 minuti. I partecipanti completeranno un test di esercizio graduale su una bicicletta stazionaria indoor per determinare il massimo consumo di ossigeno (VO₂max) e la potenza di picco della pedalata. Questo test garantirà i livelli di intensità appropriati per le successive prove di esercizio.

Esercizio + Visite di coorte con beta bloccanti 2-6 - Prove di esercizio Tempo impegnato: 20 ore

Le restanti cinque visite consisteranno nelle principali prove di esercitazione, in cui i partecipanti saranno sottoposti alle seguenti procedure. Ci sarà un periodo di 7-10 giorni tra ogni visita di prova da sforzo per consentire il recupero e ridurre al minimo i potenziali effetti di trascinamento dei farmaci somministrati:

1. Amministrazione dei farmaci: gli studi sui farmaci saranno condotti in un ambiente randomizzato, in doppio cieco, per garantire che né lo sperimentatore né il partecipante sappiano quale studio si sta svolgendo. La randomizzazione sarà calcolata da un membro del gruppo di ricerca non coinvolto nell'esecuzione delle prove di esercizio. I tempi di somministrazione del farmaco si basano sulle concentrazioni plasmatiche di picco di ciascun farmaco. A 3 ore, 2 ore e 1 ora prima di ciascuna prova di esercizio, ai partecipanti verrà somministrato un farmaco o una pillola placebo secondo il seguente schema:

   Prova 1: Placebo a tutti i tempi Prova 2: Nadololo a 3 ore Placebo a 2 ore e 1 ora Prova 3: Bisoprololo a 3 ore Placebo a 2 ore e 1 ora Prova 4: Placebo a 3 ore e 1 ora, Carvedilolo a 2 ore Prova 5: Bisoprololo a 3 ore, Placebo a 2 ore, Roflumilast a 1 ora

2. Procedure pre-farmaco: prima dell'ingestione del farmaco o del placebo, un catetere IV verrà inserito in una vena periferica del braccio da un prelievo esperto. Verrà raccolto un campione di sangue pre-farmaco.
3. Campione di sangue post-farmaco, pre-esercizio: dopo che il farmaco o il placebo è stato ingerito e 30 minuti prima dell'inizio dell'esercizio, verrà raccolto un campione di sangue post-farmaco e pre-esercizio.
4. Protocollo di esercizio: i partecipanti si impegneranno in una sessione di 20 minuti di esercizio ciclistico da moderato a vigoroso con potenze corrispondenti al 50%, 60%, 70% e 80% del loro VO₂max predeterminato per incrementi di 5 minuti. I partecipanti non saranno esercitati fino all'esaurimento durante queste prove. Le misurazioni della pressione sanguigna e le valutazioni dello sforzo percepito verranno raccolte ogni 5 minuti durante la sessione di allenamento e immediatamente dopo.
5. Prelievo di sangue durante l'esercizio: verranno raccolti ulteriori campioni di sangue venoso attraverso il catetere IV in vari momenti durante il protocollo di esercizio.
6. Campioni di sangue per il recupero post-esercizio: ulteriori campioni di sangue verranno raccolti durante la fase di recupero, in vari momenti che vanno da 5 a 60 minuti dopo l'esercizio.

Volume totale del sangue: i partecipanti a questa coorte doneranno un totale di circa 220 ml di sangue per visita. Il volume di sangue totale cumulativo per questa coorte in tutte e sei le visite è di circa 1.320 ml.

Coorte Isoproterenolo Ai partecipanti alla Coorte Isoproterenolo sarà programmata la visita al laboratorio per tre sessioni separate tra le 08:00 e le 10:00. Durante ogni visita, il personale dello studio confermerà l'adesione alle linee guida pre-test (ad esempio, 8-12 ore di digiuno e nessuna attività fisica intensa). Tutti i partecipanti che non soddisfano queste linee guida verranno riprogrammati.

Visita 1 della coorte di isoproterenolo: screening e tempo di infusione di isoproterenolo: 2 ore

1. Consenso informato: un membro del gruppo di ricerca otterrà il consenso informato scritto del partecipante.
2. Questionario di pre-screening: i partecipanti completeranno il questionario di pre-screening dell'AHA/ACSM per verificare che i criteri di inclusione ed esclusione siano soddisfatti.
3. Misure antropometriche: verranno misurati altezza e peso.
4. Campioni di sangue: verrà raccolto un campione di sangue capillare dal polpastrello (utilizzando una lancetta sterile caricata a molla) per la quantificazione del colesterolo totale e del glucosio a digiuno, utilizzando un analizzatore portatile automatizzato (Cardiocheck).
5. Misurazione della pressione sanguigna: la pressione sanguigna a riposo verrà misurata utilizzando un bracciale manuale o automatizzato.
6. Stratificazione del rischio: i partecipanti ritenuti non idonei dopo lo screening saranno esclusi da un'ulteriore partecipazione.
7. Procedure pre-infusione: al partecipante verranno applicati elettrodi collegati a un elettrocardiogramma (ECG; 12 derivazioni) e riceverà una lettura dell'ECG a riposo, che sarà monitorata da un medico cardiologo. Il cardiologo deciderà se procedere con l'infusione o escludere il partecipante dallo studio. Due cateteri IV verranno inseriti nelle vene periferiche bilaterali del braccio da un prelevatore esperto. Un catetere verrà utilizzato per somministrare isoproterenolo e l'altro verrà utilizzato per raccogliere campioni di sangue. Verrà raccolto un campione di sangue pre-infusione (circa 120 ml).
8. Protocollo di infusione di isoproterenolo: i partecipanti riceveranno un'infusione continua di isoproterenolo per 20 minuti a una concentrazione di 50 ng / min / kg. Le misurazioni della pressione arteriosa verranno raccolte ogni 5 minuti durante l'infusione e l'attività ECG verrà monitorata continuamente. Un medico cardiologo monitorerà l’intera procedura di infusione.
9. Prelievo di sangue durante l'infusione: verranno raccolti ulteriori campioni di sangue venoso (volume totale durante l'esercizio: 80 ml) attraverso il catetere IV durante gli ultimi 5 minuti del protocollo di infusione.
10. Prelievo di sangue post-infusione: un prelievo di sangue finale di 15 ml verrà raccolto 1 ora dopo l'esercizio.

Volume totale del sangue: i partecipanti doneranno un totale di 215 ml di sangue (120 ml pre-infusione, 80 ml durante l'infusione e 15 ml post-infusione) durante questa visita. Inoltre, durante la Visita 1 verranno raccolte diverse goccioline di sangue capillare (circa 10-20 µL) a scopo di screening.

Misure di risultato:

Le misure di risultato per tutte e tre le coorti saranno identiche come descritto nella sezione "Misure di risultato" del presente protocollo